城市生活垃圾典型组分的热解动力学分析

利用热分析仪对城市生活垃圾中典型组分的热解过程进行了热重分析实验,采用不同形式的反应机理函数对实验结果进行了线性拟合计算,得到了针对不同组分的最合理的反应机理函数形式,并求出了相应的反应活化能E及频率因子A,由此构建了能更准确地反映垃圾各组分的热解反应过程的动力学模型。计算结果表明,垃圾中多数组分的热解过程用扩散模型来表示最为合理。     

城市生活垃圾热解重整制合成气计算分析

基于热化学平衡对热解重整制取合成气工艺进行了建模分析,考察了垃圾收到基水分Mar、干燥基灰分Ad、热解装置入口垃圾含水率和合成气燃烧比例对能量转化率、干合成气产率、干合成气低位热值、合成气组分等的影响。结果表明：该工艺对于收到基低位热值大于6.7?MJ·kg-1的生活垃圾可以产生标况下低位热值高于5.3?MJ·m-3的干合成气;垃圾收到基水分和干燥基灰分的增加会大幅降低能量转化率、干合成气产率和低位热值。     

生活垃圾催化热解液体产物特性

为探索生活垃圾催化热解液体产物特性变化规律,选取Na2CO3、CaO、Fe2O33种催化剂,利用固定床实验、红外分析(FT-IR)进行生活垃圾热解液体产物产率和组分特性研究.结果表明,热解终温600℃无催化剂时,生活垃圾热解液产率为39.80 wt％,添加3种催化剂后热解液产率均降低;生活垃圾分别添加1％的Na2CO3和CaO后,热解油氧含量由22.49％分别降低到20.12％和18.53％,低位热值由30.30 MJ/kg分别提高到33.79和32.74 MJ/kg;无催化剂时热解油成分为脂肪类、含氧化合物及少量芳香类混合物,加催化剂后热解油中芳香类物质峰面积比例显著增加,而含氧化合物峰面积比例降低,羟基类及羧酸类含氧化合物峰面积比例明显减少,其他含氧物峰面积比例却增加;CaO催化效果较明显,生活垃圾添加1％的CaO热解油中芳香类物质峰面积比例从4.36％增加到29.46％,含氧化合物峰面积比例由49.42％降低到23.12％,其中羟基类和羧酸类化合物峰面积比例分别由34.03％和10.65％降低到0.00％和3.34％,其他含氧化合物峰面积比例由4.73％增加到19.77％.     

园林废弃物与餐厨厌氧沼渣混合热解特性及动力学分析

为了探究园林废弃物和餐厨厌氧沼渣的热解特性以及2者混合热解的交互作用。采用热重分析法对餐厨厌氧沼渣、园林废弃物及其不同比例的混合样品热解特性进行了分析,并研究了混合比例和升温速率对热解过程的影响。结果表明,园林废弃物与沼渣单独热解时,园林废弃物热解反应活性高且能耗低,热解终温为400 ℃左右;沼渣热解反应活性低且能耗高,热解终温为600 ℃左右。混合热解实验中,随着园林废弃物添加比例升高,样品热解残余率不断下降,综合热解指数不断增大,园林废弃物与沼渣混合热解适宜的添加比例为50%,热解终温为600 ℃左右。采用Coats-Redfern积分法对园林废弃物、沼渣及混合样品进行动力学分析,园林废弃物和餐厨厌氧沼渣反应活化能分别为12.08和1.79 kJ·mol⁻¹,混合样品实际活化能均略高于理论值。这说明,2者混合热解过程中存在一定抑制作用,但对热解过程影响不大。本研究结果可为园林废弃物与餐厨厌氧沼渣混合热解处理提供参考。     

不干胶废弃物热解与燃烧动力学特性

采用热重分析方法对不干胶废弃物(PSAs)进行了热解和燃烧失重分析,并采用Doyle法拟合计算了PSAs热解和燃烧动力学参数。结果表明:当温度低于200℃或高于600℃,PSAs的热解和燃烧失重过程具有性;300~600℃时,PSAs热解过程具有3个失重峰,而其燃烧过程具有2个失重峰。动力学分析结果表明:PSAs的热解是由多阶段复杂的热裂解反应组成,其热解过程可用4个一级反应来描述,随着升温速率的提高热解阶段第1峰区表观活化能降低;而第2、3峰区以及半焦深度裂解阶段的第4峰区活化能逐渐升高;PSAs燃烧过程可用3个一级反应来描述,随着升温速率的提高,PSAs燃烧过程的表观活化能均逐渐降低,并且燃烧表观活化能均低于热解表观活化能。     

城郊乡村生活垃圾衍生燃料热解特性研究

将城郊乡村生活垃圾加工成粒径6.0 mm左右的垃圾衍生燃料(RDF),采用热重(TG)分析和红外光谱等研究其热解特性.结果表明:(1)在RDF挥发分阶段和生物质挥发分阶段,助燃添加剂处于活泼分解阶段,加入了30％(质量分数)秸秆、玉米芯等生物质作助燃添加剂后的RDF(以下简写为混合RDF)分子碎片正发生内部氢重排,总体挥发分产物较多,并且有明显的二次裂解,失重提高到4.85 mg,失重率约提高12％.在RDF与生物质重叠的碳固定阶段,助燃添加剂失重率有一定提高,热重微分(DTG)峰值速率增加,为RDF碳固定阶段的进一步热解提供了良好的支持.(2)快加热产气速率均大于慢加热.(3)热解终温越高,越有利气体析出.(4)RDF的热解固体产率随着热解终温的升高而降低,在850℃时为31.9％;热解气体产率随着热解终温升高而迅速升高,在850℃时可达49.8％.(5)根据红外光谱图,城郊乡村生活垃圾加工成的RDF中所含的氯元素基本上以HCl形式释放.(6)一级动力学反应可以准确地描述物料热解过程.     

北京市朝阳区城市生活垃圾组分分布特性研究

针对垃圾焚烧的需要,按垃圾组分低位热值重新进行了垃圾分类,检验了各组分的正态分布特性,得出了服从正态分布的垃圾组分的概率分布密度函数。进行了垃圾含水率的线性相关性分析,认为垃圾含水率与厨余的相关性最大,降水量对含水率影响不大。     

不干胶废弃物热解焦燃烧特性

采用非等温热重分析和固定床热解实验研究了不干胶废弃物热解焦生成特性及热解焦燃烧特性,并计算了不同升温速率下热解焦的燃烧动力学参数。结果表明,不干胶废弃物热解焦产率随温度升高而逐渐降低,当热解终温在400~700℃时,热解焦产率在34.64%~22.03%之间;空气气氛下热解焦燃烧过程包括3个阶段:挥发分燃烧阶段(390~600℃)、混合燃烧阶段(390~600℃)和残炭燃烧与矿物分解阶段(650℃);升温速率对热解焦燃烧效果作用明显,升温速率越大,燃烧特性指数越高,燃烧稳定性越好;热解焦燃烧过程可以通过3个一级反应描述,当升温速率为40℃/min时热解焦燃烧各阶段表观活化能明显降低,表明升温速率提高有助于热解焦的燃烧反应活性,更有利于燃烧反应的进行。     

城市生活垃圾压缩站环境污染研究

通过对垃圾压缩站内生活垃圾进行采样分析、压实试验和环境污染检测，得出了城市生活垃圾压实密度和施加压力的关系曲线，确定了对垃圾压实的合适压力范围为0．1～0．2MPa；垃圾压缩站环境污染严重，垃圾压缩污水量为10-50kg／t，其中BOD5和COD平均分别超标111倍和486倍；环境噪音只有50m以外才能达到居民区环境质量二级标准（60dB（A））的噪音要求；产生的臭气在较低风速下一般扩散25m时污染达到最大，NH3、H2S分别可以达到0．011、0．0046mg／m^3，这个值占容许浓度的55％和46％。     

印刷线路板废弃物的热解与动力学实验研究

分别应用管式炉反应器和热重分析手段对印刷线路板废弃物的热解行为和热解动力学进行了实验研究。在管式炉中，研究不同的热解温度：700～950℃，对产物分布和气体成分分布的影响。实验结果表明：PCB热解气体的主要成分是H2和CO2，气体的热值较低，仅为2．09～5．41MJ/m^3，PCB不适合以气体产物为目标的能源利用方式。应用Friedman方法对PCB的热解动力学进行了研究，求得PCB的热解动力学参数分别是：表观活化能190．92kJ/mol，反应级数5．97，指前因子lnA47．14min^-1。     

城市生活垃圾综合管理决策模型研究进展

生活垃圾综合管理模型已广泛应用于城市生活垃圾综合管理方案的制订.概述了国外用于城市生活垃圾综合管理决策的主要模型及其研究进展,包括费用-效益分析模型、生命周期评价模型和多目标决策分析模型.在分析国内该领域的研究现状和存在问题的基础上,提出了中国今后开展城市生活垃圾综合管理决策与模型研究的建议.     

生活垃圾和玉米秆混合热解动力学及产物分布

为探讨生活垃圾和玉米秆共热解过程中的协同关系和产物分布,采用热重分析仪对生活垃圾、玉米秆及其混合物进行了热解实验研究,并进行动力学计算。结果表明,混合热解可分为脱水、热解、炭化、焦催化气化4个阶段,前3个阶段与单独热解过程类似,第4个阶段与单独热解相比失重明显增加,表明混合热解过程中存在协同效应;混合物热解的实际活化能为28.492 kJ/mol,低于单独热解及其混合物热解理论活化能,可见混合热解利于热解反应进行。为明晰混合热解对热解反应的促进作用,利用固定床热解实验,研究了混合比例对产物产率和热解气各组分产率的影响。结果表明,在不同混合比例下,固液实际产率低于理论值,而气体实际产率则比理论值高;混合物料热解气中H2、CH4、CO2产量均高于其理论值,而CO产量却相反,低于其理论值。     

城市生活垃圾堆肥试验装置的设计

堆肥装置是研究堆肥过程中各种参数变化和获取优化参数的必不可少的工具。本文从堆肥维持其温度的先决条件出发，并在大量调研的基础上确定了实验室好氧发酵装置的合理尺寸、渗沥水收集和回喷系统、布气系统等。该装置的尺寸为长1m，宽0．5m，高0．6m，堆料的高度为0．48m；根据垃圾样品的理化性质，确定了渗滤液回喷的时间为116S、鼓风机的风量为0．055m^3／min，风压为300Pa，并且对其引入自动控制设备，使通风工作5min、休息35min。最后利用生活垃圾堆肥试验验证该装置满足堆肥的一次发酵要求。该装置采用自动控制系统，布水、布气均匀，保温效果好，发酵过程温度测定方便快捷，而且还有功率消耗小、臭气集中易于处理的优点。     

循环流化床锅炉燃烧城市生活垃圾的研究进展

城市生活垃圾（MSW）产量的与日俱增及环保要求的不断提高，使循环流化床（CFB）燃烧技术逐渐在MSW的回收和利用方面扮演越来越重要的角色。简要分析了国内外采用分类回收及综合利用、卫生填埋、堆肥和一般焚烧方法处理MSW的不足之处以及采用CFB燃烧技术的优越性，重点介绍了国内外采用CFB燃烧装置焚烧MSW的研究和应用现状，指出了目前存在的问题及努力的方向。采用CFB燃烧装置焚烧MSW关于SO２、NOx、CO排放的实验研究和运行结果令人满意，但对HCl、二恶英及重金属排放还需要进一步研究。试验及实际运行结果都表明，采用CFB燃烧装置对MSW进行焚烧处理是切实可行的，它将是未来解决MSW问题的重要手段。     

生活垃圾填埋场不同填埋方式填埋气特性研究

对于国内外在传统的厌氧填埋和新型的准好氧填埋两种不同运行方式下对填埋气的特性研究作了简介。通过比较分析，传统的厌氧填埋结构中填埋气的甲烷含量比较高（40％～60％），而准好氧填埋中填埋气的甲烷含量只有10％～20％。对于中小型的填埋场，由于技术和成本的制约，建立准好氧填埋场，不仅有利于加快垃圾的稳定化进程，还可以减少甲烷的生成量，减轻对环境所造成的污染。     

印刷线路板废弃物的热解与动力学实验研究

分别应用管式炉反应器和热重分析手段对印刷线路板废弃物的热解行为和热解动力学进行了实验研究.在管式炉中,研究不同的热解温度:700～950℃,对产物分布和气体成分分布的影响.实验结果表明:PCB热解气体的主要成分是H2和CO2,气体的热值较低,仅为2.09～5.41 MJ/m3,PCB不适合以气体产物为目标的能源利用方式.应用Friedman方法对PCB的热解动力学进行了研究,求得PCB的热解动力学参数分别是:表观活化能190.92 kJ/mol,反应级数5.97,指前因子lnA47.14 min-1.     

城市生活垃圾半好氧生物反应器填埋技术试验研究

对城市生活垃圾半好氧生物反应器填埋技术与传统垃圾填埋技术进行了对比试验,由试验结果可知,半好氧生物反应器填埋技术可缩短填埋垃圾产酸时间,净化渗滤液,加速填埋垃圾稳定化进程.城市生活垃圾半好氧生物反应器填埋技术是中国中小城市垃圾填埋处理的发展方向.     

城市生活垃圾堆肥试验装置的设计

堆肥装置是研究堆肥过程中各种参数变化和获取优化参数的必不可少的工具.本文从堆肥维持其温度的先决条件出发,并在大量调研的基础上确定了实验室好氧发酵装置的合理尺寸、渗沥水收集和回喷系统、布气系统等.该装置的尺寸为长1 m,宽0.5 m,高0.6 m,堆料的高度为0.48 m;根据垃圾样品的理化性质,确定了渗滤液回喷的时间为116 s、鼓风机的风量为0.055 m3/min,风压为300 Pa,并且对其引入自动控制设备,使通风工作5 min、休息35 min.最后利用生活垃圾堆肥试验验证该装置满足堆肥的一次发酵要求.该装置采用自动控制系统,布水、布气均匀,保温效果好,发酵过程温度测定方便快捷,而且还有功率消耗小、臭气集中易于处理的优点.     

城市有机垃圾热解过程中NH3、H2S和HCl的析出特性

为了对城市有机垃圾热解过程中NH3、H2S和HCl的析出特性进行研究,采用箱式气氛炉在500~800℃热解终温下进行热解实验。热解过程中产生的NH3、H2S和HCl分别用硼酸溶液、乙酸锌-乙酸钠溶液以及NaOH溶液吸收,并分别采用分光光度法和滴定法进行量化。实验结果表明：NH3-N、H2S-S和HCl-Cl的析出率随着温度的升高而增加,热解终温为500、600、700和800℃时,NH3-N的析出率分别为39%、40%、30%和44%,H2S-S的析出率分别为18%、22%、25%和26%,HCl-Cl的析出率分别为68%、71%、76%和85%;热解终温控制在700℃有利于减少NH3-N的析出,低温热解（500℃）有利于减少H2S和HCl的析出;热解炭中S和Cl的残留率随着热解终温的升高而降低,终温800℃时的残留率分别为41%和5%。     

德国城市生活垃圾的管理现状及启示

德国是城市生活垃圾管理最为成功的国家之一,因此从德国垃圾处理的发展过程、法律法规框架、管理体系、管理措施及实施成果等方面进行了介绍,从而为解决中国现有的城市垃圾管理问题提供思路和方法。