城市生活垃圾典型有机组分热解特性研究

摘要

城市生活垃圾热解处理被视为垃圾处理资源化无害化的典型处理技术之一。通过热解将有机垃圾转化为可利用资源,实现变废为宝,这个过程顺应循环经济应用于垃圾处理的提倡,体现了循环经济的资源高效利用和循环利用的核心。城市生活垃圾热解研究多见于单一组分热解,且原料往往先被干燥再热解,这对实际操作中的混合垃圾热解缺乏指导意义,此外,垃圾中所含水分对热解效果的促进作用往往被很多人忽视。本文以城市生活垃圾中典型有机组分为实验材料,利用热重分析研究了典型有机垃圾(织物、纸张、塑料和木屑)及多组分混合有机垃圾的热解特性,通过单组分热解特性数据预测混合垃圾热解特性,同时对模拟自然状态不同含水率的垃圾热解影响因素进行了探讨,对垃圾热解半焦的资源化利用也进行了初步探索。研究结果表明:
　　织物、塑料及木屑的热解过程均只有一个失重阶段,而纸张有两个失重阶段;四种组分在各自失重阶段的热解转化率均在60％以上,当热解温度达750℃时,转化率均达93%以上,且在750℃之后,热解温度升高对转化率的影响不大;多组分混合垃圾热解实验结果显示,织物与纸张、纸张与木屑的混合热解规律都不受单组分热解的相互影响;纸张与塑料、木屑与塑料的混合热解步调都与预测结果一致,但实验测得转化速率与预测值差异较大;织物与塑料、织物与木屑的混合热解规律均受到单组分热解的相互影响。
　　对模拟自然状态下不同含水率垃圾的热解结果表明,垃圾含水率在43.38%时气体产率最大,H2产率最高,焦油含量最低;热解温度、催化剂及气相停留时间对增加气体产率和减少焦油产量均有显著影响。
　　当水蒸气与CO2的配比为80%:20%时,半焦气化产生的合成气产率最高;共气化过程中气化剂中水蒸气比例的增加对CO2气化的抑制影响要强于CO2比例增加对水蒸气气化的抑制影响;气化温度的提高有助于提高半焦气化合成气产率,且在850℃之前以水蒸气气化为主,CO2气化在850℃之后加强;延长固相停留时间可增加合成气产率,在8min之前以水蒸气气化为主,超过8min后CO2气化加强。

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1 绪论

1.1引言

1.2国内外城市生活垃圾管理制度及垃圾处置水平

1.3循环经济与生活垃圾处理技术

1.4 城市生活垃圾热解技术研究进展

1.5 本文研究内容与意义

2城市生活垃圾典型有机组分的热解特性研究

2.1实验材料与方法

2.2单组分垃圾热解特性

2.3混合组分垃圾热解特性

3城市生活垃圾含水率对垃圾热解的影响

3.1 实验材料与方法

3.2 城市生活垃圾含水率对热解特性的影响

3.3 城市生活垃圾热解影响因子

3.4 本章小结

4 城市生活垃圾热解半焦的水蒸气与CO2共气化特性研究

4.1 实验材料与方法

4.2 半焦在水蒸气与CO2不同配比条件下的热解特点

4.3 本章小结

5总结与展望

5.1总结

5.2 建议与展望

致谢

参考文献