烟气气氛下生物质垃圾热解过程研究

摘要

随着社会发展，城市垃圾的处理问题日趋严重，热解技术在垃圾“三化”方面优势明显，发展前景较好。基于前期研究，本文提出一种新的垃圾处理工艺，即生物质垃圾热解-低热值热解气燃烧循环工艺。　　本文首先进行了TG-FTIR联用实验，获得了升温速率、样品粒径以及热解气氛等因素对热解过程的影响规律，并通过热动力学分析获得了指前因子和表观活化能等数据。实验发现，烟气气氛较氮气气氛更有助于生物质热解，且较大粒径（0.9mm）比较小粒径（0.1mm）热解效果好，随着升温速率的提升，反应时间缩短，热解更加彻底。　　其次进行了管式炉热解实验，结果表明，烟气气氛下0.9mm粒径的样品产气强度大，随着热解终温提高，残余物中固定碳含量降低，延长气相滞留时间，有助于二次裂解，提高热解气品质。　　而后进行了连续热解实验，获得了进料量及烟气量对热解的影响规律。结果显示，富氧工况下，热解气低位热值更高，且随着富氧比例的提高，热值增长趋势逐渐变缓。当甲烷流量为3 L/min，氧气流量为3.67 L/min，空气流量为16.67 L/min，进料量为0.013kg/min时，热解气低位热值达到3.95MJ/m3。　　最后利用Aspen Plus流程模拟软件进行模拟实验，获得了富氧比例、烟气含氧量等对热解过程的影响规律，模拟结果与实验结果趋势一致。　　本文的研究结果为生物质垃圾热解-低热值热解气燃烧循环工艺的实施积累了技术数据和理论支撑。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2生物质垃圾

1.3国内外研究现状

1.4课题主要研究内容

第二章 生物质垃圾TG-FTIR分析及热动力学分析

2.1实验方法

2.2 热失重过程分析

2.3 热解红外光谱分析

2.4 热动力学分析

2.5本章小结

第三章 管式炉热解实验分析

3.1实验方法

3.2 实验结果及分析

3.3 本章小结

第四章 连续热解实验分析

4.1实验方法

4.2实验结果及分析

4.3热解实验优化

4.4本章小结

第五章 Aspen Plus模拟实验分析

5.1富氧比例对热解的影响

5.2烟气含氧量对热解的影响

5.3进料量对热解的影响

5.4本章小结

第六章 全文总结

6.1主要结论

6.2不足及展望

参考文献

致谢