生活垃圾制备RDF工艺参数及其热特性研究

采用生活垃圾生物干化产品作为原料,使用压型机及热重分析仪对垃圾衍生燃料(RDF)的成型工艺参数及热特性进行研究.结果表明,使用生活垃圾生物干化物料制备RDF时,最适含水率为30%,最适原料粒径为1mm,最适成型压强为2MPa.在该制备参数下,制备的RDF跌落强度可达95%以上,成型效果良好,无体积膨胀现象.原料粒径1~2mm的RDF热值较高.原料粒径影响RDF热特性,原料粒径1mm的RDF热特性明显不同于1~3mm的RDF.一级动力学方程对热重(TG)曲线拟合效果较好.利用生活垃圾经生物干化制备RDF具有较大潜力.     

有机垃圾水解固相残渣制备RDF及性能优化

通过对干化后典型有机废弃物生物水解固相残渣制备垃圾衍生燃料（RDF）颗粒的优化,研究了含水率及添加剂对RDF物理化学性质的影响。以果蔬、厨余和园林等典型有机废弃物生物水解后的固相残渣作为原料,经生物干化处理后,在不同含水率及不同比例添加剂条件下,对其制备RDF的抗压强度、膨胀率、成型率以及热值等指标进行对比研究,结果表明:当含水率为30%时,RDF颗粒成型率可达到99.47%;含水率为25%左右时,RDF颗粒的成型性能更好,抗压强度为8.28 MPa,膨胀率为40.41%;当含水率为10%时,低位热值为15.98 MJ/kg,满足固体回收燃料3级标准（EN 15359—2011《固体燃料的恢复和规范》）。在RDF制备中,添加5%的硅酸钠粉末可有效提升其成型效果,且灰分含量可控制在8.55%左右,能更好地满足RDF颗粒储存、运输以及燃烧的需求。     

城市生活垃圾筛上物制备RDF及其燃烧特性研究

利用城市垃圾筛上物制备RDF可以实现垃圾处理的减量化和资源化。研究了北京市城市生活垃圾筛上物制备RDF的工艺条件,探讨不同成型压力、含水率以及助燃剂含量对RDF成型特性的影响,在此基础上研究添加CaO对其燃烧特性的影响。结果表明:含水率10%,成型压力1 MPa的RDF在加入1%的KClO4后成型较好,燃烧后残渣少。随着CaO添加量的增加,RDF燃烧SO2的释放量减少;而当CaO添加量大于2%时,HCl的释放量基本保持不变。在RDF中加入CaO可以将其中的氯元素和硫元素有效固定在残渣中,从而有效减少了酸性气体排放。     

中国垃圾可燃组分RDF化的探索

在国内第一条日产 6tRDF(垃圾衍生燃料 )的生产线上 ,采用垃圾中可燃垃圾组分进行制备RDF的可行性实验研究 ;对工艺的环境影响及运行经济性进行了评价 ;提出了评价RDF成型性的方法 ,并研究了原料含水量、含钙量及干燥方式对RDF成型性的影响 .实验结果表明 :中国垃圾进行RDF工艺是可行的 ,但目前的成本偏高 ,随着生产规模的提高 ,成本会大幅度降低 ,则制备RDF焚烧所产生的环境效益是非常有吸引力的 ;采用热重分析法对RDF燃烧特性进行了初步研究 .结果表明RDF是一种优质燃料 ,热值与无烟煤相当 ,可用来作替代燃料 .     

三种垃圾筛上物的衍生燃料(RDF)制备

对适合焚烧处理的3种垃圾筛上物的RDF制备工艺进行了探讨。结果表明:垃圾筛上物在制备RDF前必须要经过破碎处理,破碎粒度越小,越有利于RDF成型和抗压强度的增加。堆肥垃圾筛上物成型率在80%以上,其次为原生垃圾筛上物,矿化垃圾筛上物单独制备RDF的成型率仅为5%,添加30%以上的餐厨垃圾利于RDF成型率和抗压强度的增加。利于RDF成型的最佳垃圾含水率为25%,其次为30%,成型率分别达到75.3%和70.4%。     

污泥-煤复合燃料的成型干化工艺研究

为实现污泥的能源化利用,采用成型干化工艺制备污泥-煤复合燃料,研究了不同污泥含水率,添加比例,冷压成型压力等因素对复合燃料成型的影响,以及不同温度条件下复合燃料的干化特点.结果表明较好的工艺条件为:污泥初始含水率60%~70%,成型时固含70%~80%.10~30MPa范围内成型压力对落下强度影响较小.制备得到的成型燃料的落下强度可达到采用商用黏结剂制备得到的型煤水平. 混合成型后的污泥复合燃料,和污泥相比明显有利于水分的扩散和挥发,可在室温及不高于100℃条件下可以得到快速干化,实现污泥脱水及能源化利用的目的.     

松木屑/烟煤粉/PVC粉混合制备成型燃料

以松木屑/PVC粉/烟煤粉为原料,在150℃下采用不同压力和不同原料配比混合制备成型燃料,研究不同原料配比和压力对成型后颗粒的初始密度、松弛密度和耐摔强度等物理品质的影响.结果表明,2种或3种原料混合制备成型燃料的稳定性和耐摔强度均高于单一原料.虽然成型燃料的成型密度稳定性和耐摔强度随着压力的增加而升高,但是当压力达到15MPa后,耐摔强度的增加趋势并不是很明显.考虑到热压机能耗随着压力增加而增加的因素,15MPa可以确定为最佳成型压力.15MPa下,成型燃料在混合比例（松木屑：烟煤粉：PVC粉）为1：1：3时密度稳定在1.408g/cm³;耐摔强度在1：1：2时达到最大值99.99%.     

垃圾筛上物衍生燃料(RDF)粘结剂筛选

分别以5%的煤粉、CaO、污泥、电石渣作为添加剂,制备的垃圾RDF成型率和落下强度优于未添加对照组,RDF热值、储存性能均高于原垃圾,其中:RDF成型率和落下强度以电石渣最高,分别为90%和81.8%。热值以添加煤粉最高,达15899.2kJ/kg以上。原垃圾筛上物经过4周的储存后,产生1590mL渗滤液、挥发分含量减少了20.23%,臭度为五级,而RDF中均无渗滤液产生、挥发分无变化、臭味强度降为1级以下。灰色关联度计算结果表明:电石渣>煤粉>污泥>CaO,因此,电石渣是最佳粘结剂。     

垃圾衍生燃料(RDF)的制备及其燃烧技术研究

随着地球上人口数量的不断增长和社会发展城市化进程的加快,城市生活垃圾产量越来越大,如何处理城市垃圾问题日益为世界各国所重视,在以焚烧为代表的传统垃圾焚烧技术迅猛发展的同时也暴露出许多问题。由此文章提出了垃圾衍生燃料制备及燃烧技术以解决垃圾能源化问题。文章阐述了城市固体废弃物（MSW）的成分及RDF的分类,介绍了RDF的制备过程及其对环境的影响,并研究了三种RDF的燃烧技术。最后结合中国垃圾问题的具体特点以及中国城市化进程的发展情况,提出了中国发展RDF技术的思路。     

一种厨余垃圾的机械生化处理技术的工程应用

机械生化处理技术(EMBT,eco-mechanical biological treatment)是在欧洲广泛应用的MBT工艺基础上发展起来的生活/厨余垃圾资源化处理新技术。以某厨余垃圾处理示范项目为依托,对EMBT工艺的工艺特点、设计经验和处理效果进行总结。该项目占地面积约5 000 m2,平均垃圾处理成本约140元/t。厨余垃圾经过处理产生的主要资源化产品为沼气和垃圾衍生燃料(RDF,refuse derived fuel)。原生垃圾产气量在60 m3/t以上,甲烷浓度为65%左右。RDF产品有3种:生物水解系统固相物料含水率约40%,低位热在7 536 k J/kg以上;生物干化后的高热值物料,含水率约20%,低位热值在12 560 k J/kg以上;机械预处理分选出的高热值塑料、织物。RDF产品可通过洁净焚烧、工业窑炉协同处理等技术实现高效、生态的热能利用。     

民用燃煤污染物排放因子的本地化与减排分析:以辽宁省为例

为探究辽宁省民用燃煤的污染物排放情况,本文选用常见的散煤与型煤为研究对象在农户家中进行燃烧试验,定量评估了不同煤型和不同炉具的排放因子,并比较了不同取暖方式的经济成本. 结果表明:①不同类型燃煤的污染物排放因子差异较大,与烟煤Ⅰ(劣质散煤)相比,洁净煤球的NO_x、CO、VOCs和PM排放因子分别降低了39.8%、44.2%、42.1%和57.9%;与烟煤Ⅱ(优质散煤)相比,洁净煤球的CO、VOCs排放因子分别降低了14.9%和27.8%. ②炉具类型对民用燃煤污染物排放因子的影响较大,与站炉相比,烟煤Ⅰ在环保炉中燃烧产生的SO₂、PM和CO排放因子分别降低了72.8%、35.1%和39.5%. ③2020年辽宁省民用燃煤的SO₂、NO_x、CO、VOCs和PM排放量分别为0.473×104、1.207×104、86.295×104、0.642×104和1.474×104 t,其中散煤的污染物排放量大于型煤. ④取暖方式的费用是居民考虑的重要因素,在政府补贴下型煤+环保炉具取暖方式费用为每年1 073.99元,较散煤+环保炉具取暖方式减少了35%. ⑤用经济成本较低的型煤+环保炉具取暖方式替代辽宁省现有的散煤取暖方式,VOCs、PM和CO约分别减排79.9%、85.3%和42.6%. 研究显示,在保证型煤品质的前提下,型煤+环保炉具取暖方式在排放量和经济成本上均优于散煤+传统炉具,政府可以在经济水平较差的农村地区推广使用.      

散煤采暖清洁化替代方式的生命周期清单分析

从生命周期的角度出发,以1m²房屋每日的供热量为基准,对散煤采暖,电锅炉,低温空气源热泵,燃气壁挂炉,热电联产集中供热,燃气锅炉集中供热,洁净型煤等7种采暖方式的生命周期污染物排放和能源利用效率进行对比分析.结果发现：相比散煤取暖,清洁采暖方式可有效地降低大气污染物排放量,尤其是PM₁₀和PM_2.5.其中,以天然气为热源的燃气锅炉集中供热和燃气壁挂炉最为清洁,可减排SO₂和NO_x 85%左右,减排PM₁₀和PM_2.5 99%左右;洁净型煤和电锅炉的减排效率相对较低.低温空气源热泵和热电联产集中供热对能源利用效率最高,可达到80%以上,而电锅炉仅30%左右.此外,改善建筑围护结构保温性能可有效降低农村地区采暖的大气污染物排放.     

通风量对有机废弃物生物干化的影响

通过有机废弃物生物干化实验,研究了通风量对生物干化效果的影响。实验以果蔬、厨余和园林垃圾几种典型有机废弃物作为原料,设置3个梯度的通风量,对其温度、含水率和有机质含量变化对比发现:通风量会显著影响生化干化指数、空气利用率以及干化后物料的低位热值。低通风量下温度升高明显,且空气利用率较高,但携带水汽能力较弱,难以有效带走物料水分;高通风量下难以维持高温,热量损失较大,但物料最终含水率最低。当通风量为48 L/（kg·h）时,果蔬与园林协同干化的最终含水率能降低到13.97%,生物干化指数为2.34,物料的低位热值最终达到13932 kJ/kg,较初始热值提升了322%,能够基本满足制备垃圾衍生燃料（RDF）的条件,且能够在相对更低的能耗下提高生物干化效果。     

生物质型煤工业成型新方法及影响因素分析

针对原有生物质型煤高压成型机的局限性和不经济性,成功地开发了完全利用生物质纤维的交联作用实现成型的新产品,初步考察了煤种、成型压力、生物质形态及配比和成型水分对新方法成型性能的影响.结果表明:新方法对不同煤种和生物质普适性强;型煤机械性能随生物质配比的提高而增强,纯生物质成型性能优异,适宜的低配比为15%;能将生物质交联作用固结下来的成型压力特征值＜120MPa,过高的成型压力反而产生负面影响;适当调高生物质配比和降低成型压力能显著缓解水分对高压成型的不利影响,大同煤的许可成分高达10%以上.     

民用型煤的固硫技术研究

在含硫量为3．14％的无烟煤中添加石灰（固硫剂）及少量碳氢化合物（助燃剂），制作成型煤。与非型煤对照进行燃烧试验，SO2排放量大幅度下降。     

钠基膨润土对气化型煤制备及型煤热解气体的影响研究

以烟煤为原料,钠基膨润土为粘结剂制备气化型煤。以型煤的冷强度、热稳定性、热强度、浸水强度作为性能检测指标,考察了钠基膨润土加入量对型煤质量的影响。利用扫描电镜,红外光谱和热重分析等手段对型煤进行了表征,分析了钠基膨润土型煤的成型机理。结果表明:在钠基膨润土加入量为5%时,气化型煤具有较好的强度和热稳定性;钠基膨润土可通过吸附作用与煤粒充分的接触,形成大量的絮凝体结构单元,包裹煤粒进而提高型煤性能,这个过程发生的是物理变化;在热解型煤时加入膨润土,当热解的温度达到461℃时形成较明显的失重速率峰。     

北京城郊燃煤汞排放及其对当地空气环境的影响

为了解生活用煤汞含量水平,分析生活燃煤给当地环境空气中ρ(Hg)带来的影响,使用Lumex RA915+/M测汞仪,现场在线监测了北京市大兴区46户居民家庭燃煤炉口上方空气和村庄环境空气中的ρ(Hg),并对民用蜂窝煤及煤渣样品中的w(Hg)进行了实验室分析. 结果表明:燃煤炉口上方25 cm处空气中ρ(Hg)为20.4~4 583.5 ng/m3,平均值为823.9 ng/m3(n=46);村庄环境空气中ρ(Hg)为5~13 ng/m3,高于当地背景值(1~3 ng/m3);民用蜂窝煤样品中w(Hg)的平均值为326.6 ng/g(n=46),显著高于我国工业原煤中w(Hg)平均值(约150 ng/g);生活燃煤汞排放率达到99.76%,高于电厂等工业燃煤汞排放率. 鉴于生活用煤多为富汞的劣质煤,其w(Hg)及汞排放率远高于工业用煤,并且室内空气污染对人体健康的危害更为直接,因此,生活燃煤造成的汞污染问题应得到更大的重视.