村镇生活垃圾冷态回转窑运动规律研究

摘要

随着经济的发展和人们生活水平的提高，生活垃圾的产量及清运量不断增加，预计到2020年达到2亿吨/年，由于生活垃圾热解技术具有比焚烧法更高的能源利用率、较低的二次污染和适宜小规模处理等优势，所以更适宜处理村镇垃圾。回转窑是生活垃圾热解适用最广泛的反应器，然而回转窑的设计，包括倾斜角度、回转速率等关键参数对垃圾在炉内的平均停留时间、混合率等运行工况影响及作用机理尚不明晰。
　　本文设计了冷态回转窑实验台，以自配生活垃圾、垃圾热解半焦和石英砂为试验物料，研究了物料在回转窑内的平均停留时间(MRT)、体积流率（MVF）和混合特性，利用单颗粒轨道模型对生活垃圾及其热解半焦在回转窑内的平均停留时间进行了建模。根据冷态实验研究结果，为了便于后续热态研究本文设计了10kg/h生活垃圾回转窑热解和半焦焚烧装置。
　　本文通过正交实验设计，发现转速和倾角均为垃圾和半焦的MRT主要影响因子。转速和倾角与 MRT呈负相关，且转速与 MRT呈线性的递减。内部结构在增强了物料混合程度的同时增大了物料的MRT。MVF与MRT呈反比关系。回转窑转速的增加和内部结构可明显提高示踪粒子的横向混合速率；随着转速和倾角的增大，同种物料的纵向混合速率总体上呈增长趋势。对于MSW来说，不同的内部结构对其纵向混合速率影响不显著；对于半焦来说，相同内部结构下顺时针的纵向混合速率大于逆时针的。随着物料在窑内不断前进，纵向扩散方差δ均呈现出明显的上升趋势，说明随着物料在窑内的运行，其分散程度逐渐增加；随着转速的增大，物料的完全混合时间缩短；随着床高的增加，完全混合时间增加；随着粗糙程度的加大，完全混合时间相差不大。本文设计的联合装置包括大小互相匹配的回转窑和焚烧室，同时热解气可以根据需要从两个出口排出。
　　本论文的研究对回转窑热解生活垃圾进行指导和改进，最终为后期的工业化设计奠定基础。

目录

声明

英文简写说明：

第1章绪论

1.1 城市生活垃圾处理现状

1.2生活垃圾热解

1.3生活垃圾热解技术国内外研究现状

1.4 本文研究意义与内容

第2章物料在冷态回转窑中平均停留时间的研究

2.1 引言

2.2 实验所用原料和方法

2.3正交实验分析

2.4各个因素对物料平均停留时间和体积流率的影响

2.5本章小结

第3章物料在冷态回转窑中运动和混合特性的研究

3.1引言

3.2实验原料与方法

3.3床态的变化

3.4床态的影响因素研究

3.5横向混合率的影响因素

3.6纵向混合率的影响因素

3.7完全混合时间的影响因素

3.8本章小结

第4章物料在回转窑内平均停留时间建模

4.1已有窑内物料平均停留时间的模型

4.2建模

4.3模型结果验证

4.4本章小结

第5章10 kg/h生活垃圾回转窑热解和半焦焚烧联合装置设计书

5.1回转窑参数选择

5.2炉排型焚烧炉的设计

5.3本章小结

第6章 总结与展望

6.1全文总结

6.2展望及建议

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢