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城市生活垃圾燃烧特性及新型流化床焚烧技术的研究

金余其  
【摘要】: 城市生活垃圾的处理已成为困扰各国的环境难题。因焚烧法具有减容、减量、资源化等优点,在发达国家被广泛应用。随着经济的迅速发展,我国愈来愈多的城市开始采用或关注此技术。因此,如何保证城市垃圾的高效洁净稳定燃烧已成为我国垃圾焚烧处理亟需研究的课题。 本文研究主要包括以下三个方面: 1.垃圾典型组分燃烧基本特性的研究。 基于垃圾燃烧是几部分物质独立反应的结果且每部分物质在实验范围内动力学参数保持不变这一基本假定,建立了垃圾燃烧动力学模型,并通过热重试验求解了各垃圾典型可燃组分的动力学参数,根据该动力学模型拟合的失重及微分失重曲线在整个实验温度范围内与实验结果吻合良好,该动力学模型保证了动力学方程的连续性;研究了垃圾典型组分挥发分析出及焦碳燃烧、燃烧效率、主要气体污染物(CO、NO、HCl、dioxins)排放特性及运行参数对燃烧和排放的影响。 2.管式布风流化床基本特性的研究。 从理论和试验两方面研究了布风管的阻力特性和小孔流量均匀性,管子开孔率是影响布风管阻力特性和小孔流量均匀性的关键因素,改变进风方式可以改善布风管小孔流量均匀性,理论计算和试验结果吻合较好;通过冷态试验研究了管式布风流化床的临界流化风速、临界管间距、料层阻力及混合等特性,管式布风流化床布风的不均匀性及分区特性有利于垃圾中的可燃组分与床料达到较好的纵向混合;根据管式布风流化床内固体颗粒的运动特点,把管式布风流化床床层分为流化区和移动区,通过质量、动量和能量平衡等分析,建立了管式布风流化床的流体动力学模型,并计算分析了管式布风流化床内气固相的总体运动规律。 3.管式布风流化床垃圾焚烧的中试研究。 设计了直接处理原生垃圾的大型管式布风流化床焚烧试验炉,并进行焚烧试验。试验表明,该焚烧炉在处理原生垃圾时,具有良好的排渣性能和稳燃性 浙江大学博士学位论文 能,燃烧运行稳定,在合适的工况下,焚烧炉可保持较高的整体炉温,燃烧效 率达96%以上,重金属、502、HCI、NO、二恶英排放都可达到或超过国家垃 圾焚烧污染控制标准。


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