气化熔融焚烧工艺与城市生活垃圾热解特性的适应性研究

城市生活垃圾气化熔融技术以其无害化、减量化和资源化优势,成为极具发展潜力的新一代废弃物处理技术。为开发该技术在我国应用的适宜工艺,采用TG-DSC热分析仪,研究了不同终温、升温速率、气氛和含水率下我国城市生活垃圾典型有机混合物的热解特性。研究结果显示,我国采用该技术处理城市生活垃圾,气化温度应控制在600℃~650℃;升温速率、实际空气量与理论燃烧空气量的当量比以及物料含水率是该技术工艺的重要影响参数,应合理控制,以期获得较高的气化效率。     

城市垃圾气化熔融处理技术探讨

介绍了一种崭新的垃圾处理技术——气化熔融技术,它具有彻底的无害化、显著的减容性、高效的能源利用率等优点。对目前存在的几种气化熔融技术进行了分类,详尽介绍了各自的工艺流程、适用条件、主要特点等,分析了气化熔融技术控制二恶英排放的机理。最后结合我国实际情况,提出一套新颖的城市垃圾处理系统:移动床—流化床气化熔融系统。     

模拟垃圾流化床气化特性的实验研究

利用自行设计建造的处理量为2.5 t/d大型流化床气化实验平台,在反应温度为550~750 ℃、空气系数0.4的工况下,对模拟垃圾(municipal solid waste,MSW)进行了气化试验研究,讨论反应产物特性随反应温度的变化规律。结果表明,对于模拟垃圾,在反应温度为650 ℃,空气系数0.4时能自稳定反应,气化气的可燃成分随温度上升而升高, 750 ℃ 时气化气的热值达6.9 MJ/m3,能量转化率63.5%;含碳飞灰的产率占反应物料的10%左右,在1 200 ℃即可以达到完全熔融,其自身热值15~29 MJ/kg。可凝物的产率占到了反应物料的30%~50%,可凝物中水分含量65%~93.5%。     

城市生活垃圾气化技术研究进展

简单介绍了城市生活垃圾的特点及能源回收方式,指出气化技术是新型的垃圾处理技术,具有高效的能源利用率和良好的环保特性,且气化和熔融技术相结合以其严格的污染控制、显著的减容性和高效的资源回收率等优点被认为是城市生活垃圾焚烧技术最具有潜力的替代技术。综述了城市生活垃圾气化处理技术的原理、工艺流程及其国内外发展现状,分析了现有技术的优缺点,按气化焚烧技术和气化熔融技术的分类对典型的垃圾气化工艺流程进行了重点介绍和分析,并对垃圾气化技术本土化应用的可行性进行了有益探索。     

垃圾等离子气化:机遇、挑战和对策

概述了我国城市生活垃圾特点及垃圾处理现状,并分析了垃圾处理技术的发展趋势,从符合国家的政策导向、克服垃圾焚烧发电的局限性、具有广阔的市场需求及发展空间、有着良好的时机和切入点、符合东方电气战略发展思路等方面详细说明了东方电气发展垃圾等离子气化技术有着前所未有的机遇。同时分析了发展此项技术存在的挑战,并提出了东方电气垃圾等离子气化发电产业化应用"三步走"的对策。     

木块在流化床气化炉内气化特性的试验研究

利用自行设计的小型流化床试验装置系统,对城市生活垃圾中木块组分在不同的反应温度、不同的过量空气系数下进行了空气气化实验。分析了在流化床气化炉中,这些反应条件对木块转化为气化气的影响以及在不同的气化反应条件下,木块气化气成分、产气率、气化气热值及气化效率的变化规律。最后,提出了流化床城市生活垃圾气化熔融技术中一些有价值的运行参数范围。     

垃圾特性对其气化产物影响的研究

在温度为650℃、过量空气系数为0.4的条件下,对城市生活垃圾的4种典型组分(聚乙烯、橡胶、木竹和纸)进行气化试验研究。运用灰色关联分析理论,考察物料性质对气化合成气的影响。CO和H2的主要影响因素为固定碳;CH4和C2H4的主要影响因素为挥发分;CO2和O2的主要影响因素为水分。影响总体气化气的因素依次为:固定碳水分挥发分灰分。     

水分对城市生活垃圾热解气化特性影响的试验研究

利用自行设计的大物料量等温热重实验装置及气体产物在线分析装置,就气化反应温度段600～800℃的范围内,水分对城市生活垃圾热解气化特性影响进行了实验研究。通过对比有无水蒸气工况下的实验结果,分析了水蒸气对垃圾热解气化各反应段的影响,着重研究了产气量、产气成分及产气热值在不同温度下受水蒸气影响的变化规律。结果显示,水蒸气对垃圾热解气化失重过程的影响十分微弱,而对气态产物的重整和二次裂解的影响比较明显,温度越高影响越剧烈。尤其是800℃时,水蒸气的存在使得产气量大幅提高,可燃气成分如CO、CH4及H2的含量增大,产气热值增加。     

典型城市固体废物CO2气化动力学研究

以CO2作为气化介质,当温度从室温到900℃变化时,对单组分和多组分典型固体废物的气化反应进行动力学研究,分析不同升温速率、气氛条件及组分对CO2气化反应特性的影响,得到了城市生活垃圾CO2气化反应的动力学参数,建立了城市生活垃圾CO2气化反应动力学模型.同时,对通过单个扫描速率法中的Coats-Redfern法和多重扫描速率法的等转化速率法获得的气化反应活化能进行了对比研究.     

浅谈城市生活垃圾焚烧发电项目综合能耗评估

节能评估是项目开工建设的前置性条件,城市生活垃圾焚烧发电项目必须开展节能评估,而综合能耗指标是节能评估的重要方面.文章分析了垃圾焚烧发电项目主要耗能环节及能源消费种类,依据相关标准阐述了城市生活垃圾发电项目综合能耗的计算方法,并通过实例进行了综合能耗评估     

熔融温度对城市生活垃圾焚烧飞灰旋风熔融试验特性的影响

采用自行设计的旋风熔融系统对焚烧飞灰进行熔融试验，研究了不同熔融温度条件下熔渣的微观形貌及熔融过程中重金属行为。结果表明，旋风熔融处理系统设计合理，系统能够协调稳定运行，使用方便；旋风熔融可有效地固溶焚烧飞灰中的重金属，易于焚烧飞灰的大规模处理。在较低熔融温度下(1250~1300℃)，试样仅发生烧结反应或部分熔融；较高的熔融温度(>1350℃)可使试样完全转化为玻璃态。在1250~1 400℃范围内，Ni、Cr、Cu、Co、Mn的固溶率随熔融温度的升高呈缓慢增长趋势，而熔融温度变化对As、Pb、Cd、Zn的固溶率影响显著。熔融产物中Zn、Cr、Pb、Cu、Cd、Hg等重金属浸出率均非常低，低于美国EPA标准限值。     

生活垃圾焚烧发电工程的能值分析

焚烧法处理城市生活垃圾具有减量化和资源化程度高的优势。以太原市生活垃圾焚烧发电工程为例,采用能值分析方法对生活垃圾焚烧发电工程进行了评价,并提出了生活垃圾焚烧发电生态工程方案。     

添加剂对焚烧飞灰旋风熔融过程中重金属固溶率的影响

采用自行设计的旋风熔融炉对焚烧飞灰进行熔融试验,研究了不同种类的添加剂对熔融过程中重金属行为的影响。结果表明,CaO的添加对Cr、Cu、Mn的固溶有抑制作用,As、Zn、Pb的固溶率亦随CaO添加量的升高而减小。焚烧飞灰中添加SiO2有利于提高重金属的固溶率。随飞灰试样中SiO2添加量的增长,Ni、Cr的固溶率略有增加,而Cu、Co、Mn的固溶率明显提高;As、Cd、Zn、Pb的固溶率随SiO2添加比例的增大亦呈显著上升趋势。除了Hg外,随着飞灰中MgO添加量的增加,Ni、Cr、Cu、Co、Mn的固溶率均有所提高,Zn、As、Cd、Pb的固溶率提高更为显著。3种添加剂对重金属的固溶效果由高到低依次为MgO、SiO2、CaO。     

城市生活垃圾典型可燃组分热解气化动力学参数的实验研究

对成都市生活垃圾中典型可燃组分进行热解气化特性试验,根据TG、DTG曲线描述了各组分的热解气化特性,并阐释各组分在反应温度区间内影响失重的原因。通过所选取的反应机理函数拟合实验结果得出了反应动力学参数,并将试验结果与计算值比较,结果表明各组分有较好的符合性,本文中所选取的反应模型能够准确描述热解气化动力学过程,所获得的热解气化动力学参数能为后续研究提供参考。     

垃圾焚烧炉内水分干燥过程分析及其仿真研究

针对北京市生活垃圾的组分分布特点,建立了垃圾模块的数学模型。分析了垃圾模块在垃圾焚烧炉内的蒸发过程,主要包括对流换热和辐射换热过程。根据垃圾中水分的质量变化,提出了水线的概念。以水线为界,将通常认为的静态干燥区变为随水线变化动态干燥区。给出了水线在垃圾水分含量、一次风、干燥炉排速度和一次燃烧室温度输入下的阶跃响应。仿真结果表明,炉排上的干燥区域是一个不断变化的区域,水分含量、干燥炉排速度和一次燃烧室温度对水线位置影响较大,而一次风温度和压力的直接影响有限。此结果与实际焚烧过程较吻合。     

城市生活垃圾焚烧飞灰基本特性研究

研究了国内3个正在运行的城市生活垃圾发电厂的飞灰。结果表明:焚烧飞灰成分相当复杂,其主要成分是SiO2、CaO、Al2O3和Fe2O3,其次为Na2O、K2O、MgO,还含有少量重金属,如Cd、Cr、Cu、Pb、Zn等,其中Pb、Zn等重金属严重超出危险废物鉴别标准,属于危险废物。飞灰粒径的主要范围在10～100μm之间。焚烧飞灰熔点受成分的影响最为显著,SiO2+Al2O3含量的高低直接影响飞灰试样的熔点,3种焚烧飞灰的熔点由高到低依次为FA3>FA2>FA1。     

城市垃圾焚烧过程中主要污染物的生成和控制

介绍了城市垃圾焚烧过程中产生的主要污染物如二恶英、酸性气体、CO、颗粒物以及重金属的排放特性。分析和探讨各种污染物的生成机理,并提出了相应的防治措施。