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城市垃圾流化床气化与旋风燃烧熔融特性研究

2014-06-22 16:22 环卫科技网 查看

浙江大学博士学位论文

摘要
环境污染和能源紧缺是我国社会和谐、稳定发展面临的两大难题。“循环经济”与“可持续发展战略”的提出,为我国城市生活垃圾的处理处置及资源化利用,提供了良好的发展契机;同时也向从事能源与环保工作的科研者们,提出了严峻的挑战。本文正是在此背景下,依托国家985重点项目,展开城市垃圾气化熔融技术研究和开发的。
在总结目前应用的气化熔融技术方案的基础上,根据我国城市生活垃圾特性,提出了适合我国国情的流化床气化与旋风燃烧熔融方案;为本文的研究奠定了理论基础。
利用自行设计的流化床气化试验台,在400~800℃、过量空气系数0.2~0.8范围内,对城市生活垃圾中的各类典型组分及模拟垃圾,进行了系统的气化试验研究:重点考察了气化产物热值、气化能量转化率、冷气化气热值、冷气化效率、碳转化率、气化产量等随反应工况变化规律,并对气化反应过程与机理作了初步的探讨和分析。在上述试验基础上,建立了城市生活垃圾流化床气化特性人工神经网络预测模型。
在自制固定床高温熔融炉内,对城市生活垃圾焚烧灰渣进行了熔融试验研究,重点考察了不同特性的垃圾焚烧灰渣熔融特性、熔融过程中二恶英的分解特性以及熔融后重金属在熔渣中的固化特性等,为高温燃烧熔融炉的设计与运行提供了参考依据。
利用Fluent计算软件,对高温旋风燃烧熔融炉内气化产物的燃烧、颗粒相的运行轨迹等进行了模拟和分析,为旋风燃烧熔融炉的设计提供了一定的参考。在以上研究的基础上,提出了城市生活垃圾流化床气化与旋风燃烧熔融炉大型化设计的初步方案,为进一步的研究和开发打下了良好的基础。
关键词:城市生活垃圾,气化、熔融,流化床,旋风燃烧,二恶英,重金属,数值模拟

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