铁路固体废弃物衍生燃料RDF的燃烧过程与污染特性研究

摘要

铁路固体废弃物是指在铁路部门运营过程中，产生的站、车、场生活固体废弃物。随着我国铁路的迅速发展，铁路固体废弃物的产量也在以惊人的速度增加，成为铁路重要的环境污染源，不但造成大量有用资源的浪费流失，还严重影响铁路建设的可持续发展，是近年来令人瞩目的铁路建设问题之一。 RDF作为垃圾处理的新技术已逐渐得到世界各国的重视，在研究和应用上也已取得了一定的成果。然而，对于我国铁路垃圾的深入细致的有关RDF的研究还未展开，有关铁路垃圾的基本物性参数和燃烧特性还不完全。 为实现我国铁路固体废弃物“无害化、减量化、资源化”的目标，本研究针对上述存在的问题并结合实际情况，选择有代表性的铁路垃圾，采用热重分析、动力学分析和燃烧测试等方法，对我国铁路固体废弃物及其与煤混合物的燃烧特性和燃烧动力学进行了研究，开展了铁路RDF燃烧的污染机理及其控制方法的研究。 研究发现我国铁路垃圾中生物性垃圾占50％以上，成分较城市垃圾简单，热值相对偏高。在煤中加入经过分选的铁路垃圾后，着火提前，可以获得更好的燃尽特性，同时，与煤混烧使发热量增加，提高了铁路垃圾的利用价值。将铁路垃圾与煤以适当的混合比例进行燃烧，能够控制由于单纯燃煤产生的较重的SO<,2>污染和单纯焚烧垃圾产生的CO及烟尘污染。为了进一步防止焚烧时产生的氯化氢气体对炉内的腐蚀，研究采用垃圾分选和在RDF预处理中加入钙化物的方法，使氯化氢的排放浓度控制在污染排放限值以内。 本研究将铁路垃圾制备成垃圾衍生燃料进行焚烧，为开展铁路固体废弃物的控制及处理措施规划和铁路垃圾能的实际应用奠定了理论和实验基础。

目录

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致谢

1引言

1.1固废问题及其处理现状

1.1.1我国固废产生现状

1.1.2国内外的固废处理现状

1.1.3我国铁路固废的处理现状

1.2垃圾衍生燃料(RDF)技术

1.2.1 RDF技术概述

1.2.2 RDF的分类与制造

1.3国内外研究及应用现状

1.4课题研究内容及意义

2我国铁路垃圾状况调研

2.1铁路垃圾特性

2.1.1铁路垃圾构成

2.1.2铁路垃圾的元素组成

2.1.3我国铁路垃圾的三组分分析

2.1.4铁路车站垃圾热值

2.2车站垃圾处理设施情况

2.3西安站调研情况

2.4结论

3燃烧热重及动力学分析

3.1实验

3.2热重分析

3.2.1铁路垃圾单个组分的燃烧过程分析

3.2.2铁路垃圾、煤粉及混合试样的燃烧过程分析

3.2.3着火特性分析

3.2.4燃尽特性分析

3.2.5燃烧速率与差热(DSC)曲线分析

3.3燃烧过程的动力学分析

3.3.1动力学模型

3.3.2燃烧过程的动力学分析

3.4结论

4燃烧污染排放状况分析

4.1实验

4.1.1实验装置

4.1.2采样方法

4.2燃烧炉内温度分布

4.3燃烧产生的烟气分析

4.3.1烟气分析结果

4.3.2 SO2的生成特性分析

4.3.3 CO的生成特性分析

4.3.4 NOx的生成特性分析

4.4燃烧产生的烟尘的生成特性分析

4.4.1烟尘颗粒的生成机理

4.4.2燃烧飞灰排放状况分析

4.5结论

5氯化氢的生成特性及控制途径

5.1元素分析

5.2 HCl的生成机理分析

5.2.1 HCl的理化特性

5.2.2垃圾焚烧中HCl的生成机理

5.3 HCl的生成特性分析

5.3.1垃圾的燃烧特性分析

5.3.2垃圾中可燃组分元素的物料平衡

5.3.3实验RDF中HCl的生成特性分析

5.4 HCl的控制途径分析

5.4.1铁路垃圾收集阶段的控制途径

5.4.2 RDF预处理中的控制途径

5.5实验

5.5.1采样方法及实验设备

5.5.2测定方法

5.5.3实验结果

5.6结论

6结论

6.1主要结论

6.2研究展望

参考文献

作者简历