生活垃圾热解气化二噁英生成指示物浓度分布及关联模型研究

生活垃圾热解气化过程中二噁英在线监测关联模型缺失.本文研究了不同反应气氛、氯源条件下生活垃圾热解气化过程中二噁英及指示物氯苯、多环芳烃的排放特性,利用SPSS软件量化二噁英与前驱物氯苯、多环芳烃之间的相关性.结果表明,由于还原性气氛的抑制,热解气化条件下二噁英毒性当量要比氧化性条件下低60倍.此外,12种氯苯中1,2,3-TrCBZ (1,2,3-trichlorobenzene)可作为城市生活垃圾热解气化烟气中二噁英含量的优选指示物,并建立了气相PCDD/Fs (Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans)与1,2,3-TrCBZ浓度的线性相关模型.16种多环芳烃中BKF（苯并荧蒽）和DbA （二苯并蒽）与二噁英总量、毒性当量的关联性一般,R2在0.7左右.本研究可为热解气化条件下二噁英在线监测关联模型的建立提供理论指导.     

Research on low emission MSW gasification and melting system

In order to eliminate secondary pollution caused by municipal solid waste (MSW) incineration, a MSW gasification and melting process is proposed. The process is expected to reduce the emission of pollutants, especially heavy-metals and dioxins. In this paper, the combustible components of MSW and simulated MSW were gasified in a lab-scale fluidized bed at 400°C–700°C when the excess air ratio (ER) was between 0.2 and 0.8. The experimental results indicated that the MSW could be gasified effectively in a fluidized bed at approximately 600°C–700°C when excess air ratio was 0.2–0.4. The melting characteristics of two typical fly ash samples from MSW incinerators were investigated. The results indicated that fly ash of pure MSW incineration could be melted at approximately 1,300°C and that of MSW and coal co-combustion could be melted at approximately 1,400°C. When temperature was over 1,100°C, more than 99.9% of the dioxins could be decomposed and most of the heavy-metals could be solidified in the slag. Based on the above experiments, two feasible MSW gasification and melting processes were proposed for low calorific value MSW: (1) sieved MSW gasification and melting system, which was based on an idea of multi-recycle; (2) gasification and melting scheme of MSW adding coal as assistant fuel. __________ Translated from Environmental Science, 2006, 27(1): 69–73 [译自: 环境科学]     

镍基催化剂的制备及其对垃圾气化产氢的催化活性

以陶粒为载体,采用常温浸渍法制备了负载型镍基催化剂,并利用X射线衍射分析(XRD)、X射线荧光分析(XRF)、BET、环境扫描电镜-能谱仪分析(ESEM-EDX)和元素分析等对其进行了表征,该催化剂BET表面积为101.3m2/g.活性组分NiO颗粒平均粒径约为2μm,均匀分散在载体表面.并在下吸式固定床气化炉中,进行水蒸气催化气化城市生活垃圾有机组分的实验来评价镍基催化剂的催化活性.结果表明,在镍基催化剂的作用下,H2和CO含量明显增加,H2含量最高达43.22%,CO2、CH4、C2H4和C2H6.平均含量降至1%以下.催化气化过程的产氢率远远高于气化过程,最高达19.9mol H2/kg,低温段催化气化的潜在产氢率高于气化过程,但高温段低于气化过程;高温有利于气化产气中H2和CO的生成,还可以促进CH4、C2H4和C2H6的分解.催化气化过程的焦油产率、灰渣产率明显低于气化过程,特别是焦油产率降至2%以下,而产气率则高于气化过程.     

基于Aspen Plus的MSW气化熔融工艺全流程模拟研究

城市固体废物（MSW）气化熔融工艺能够减少二噁英的生成和熔融固化重金属,是一种清洁高效的固体废物处理方式。已有研究多针对MSW的热解特性以及污染物的生成与排放,而对气化熔融工艺系统模块之间的影响和各反应器间物质流、能量流的联动变化过程研究不足。利用Aspen Plus模拟平台,基于吉布斯自由能最小化原理,对MSW气化熔融工艺进行了全流程模拟研究,分析了垃圾干燥温度、垃圾含水率、气化温度、气化介质以及灰熔点对工艺流程节点参数、物质流和能量流的影响,并提出了优化的工艺流程和运行参数。结果表明：在垃圾热解模拟时,垃圾含水率为9%,通过烟气循环能达到能量自给;在相同条件下,以水蒸气作为气化介质的气化效率最高,且在气化温度为850 ℃,水蒸气当量比为50%时,达到最佳工艺效果;当气化后产生的焦炭在熔融炉内燃烧刚满足灰熔点温度时,灰熔点的升高使气化剂比例、气化气有效气体摩尔流量和碳转化率不断降低。不同工况下的物质流、能量流的变化对实际工程具有指导意义。

     

城市生活垃圾低污染气化熔融系统研究

为彻底消除城市生活垃圾焚烧过程中的二次污染,对流化床气化与旋风燃烧熔融系统进行了研究.我国典型城市生活垃圾流化床气化试验表明,最佳气化温度为600℃左右;对垃圾焚烧飞灰进行熔融特性试验表明,垃圾焚烧飞灰在1 300℃左右、垃圾掺煤焚烧飞灰在1 400℃左右时,能顺利熔融,二分解率99.99%以上,重金属有效固化.结合我国实际,提出了2种气化熔融系统方案:①基于垃圾综合处理的筛上物气化熔融技术方案;②原生垃圾+辅助燃料气化熔融技术方案;并进行相应的热力性能分析,研究表明2种方案都能较好满足气化熔融要求.     

Technology of comprehensive disposal and utilization of municipal solid waste (MSW)

１　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭｕｎｉｃｉｐａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｓ（ＭＳＷｓ）ｐｏｌｌｕｔｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ,ｏｃｃｕｐｙｌｏｔｓｏｆｌａｎｄａｎｄｃｏｓｔｍｕｃｈｍｏｎｅｙｆｏｒｄｉｓｐｏｓａｌ．Ｔｏｐｒｏｔｅｃｔｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ,ｉｔｉｓｕｒｇｅｎｔｔｏｓｅａｒｃｈｆｏｒａｇｏｏｄｗａｙｏｆＭＳＷｄｉｓｐｏｓａｌ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ,ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｍｅｔｈｏｄｓｓｕｃｈａｓｌａｎｄｆｉｌｌ,ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ,ｃｏｍｐｏｓｔ,ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒ…     

等离子体热解气化有机废弃物制氢的关键技术分析

等离子体热解气化有机固体废物制氢是一种先进高效的废物处理及资源化利用技术.首先,本文讨论了等离子体热解气化有机废弃物的机理,也概括了等离子体发生器的类型及其特点,其次分析了等离子体处理固体废弃物的影响因素,认为输入功率和载气类型等是影响等离子体处理的主要因素,最后总结了等离子体处理医疗垃圾、农林生物质、污泥等的应用现状与前景,指出等离子体热解气化固体废弃物是一种很有潜力的制氢方法.     

城市生活垃圾物性与热解特性的实验研究

对城市生活垃圾中常见垃圾成分进行物性及热解特性的实验研究表明，虽然我国城市生活垃圾（ＭＳＷ）具有高水分、低热值特点，但只要能注重其干燥过程，不投辅助燃料即可维持燃烧，ＭＷＳ中的有机物是一个很复杂的组份，并且有机化合物都有较明显的挥发份析出温度区；而纸、布或含纤维质我的废弃物在不同温度区间的挥发份析出较均匀，且这一温度区相对较宽，温度，物料尺雨及停留时间对热解过程特性有重要影响，实验得到停留时间２、     

Experimental study on MSW gasification and melting technology

In order to develop municipal solid waste (MSW) gasification and melting technology, two preliminary experiments and a principle integrated experiment were fulfilled respectively. The gasification characteristics of MSW are studied at 500-750℃ when equivalence ratio (ER) was 0.2-0.5 using a fluidized-bed gasifier. When temperature was 550-700℃ and ER was 0.2-0.4, low heat value (LHV) of syngas reaches 4000-12000 kJ/Nm3. The melting characteristics of fly ash were investigated at 1100-1460℃ using a fixed-bed furnace. It was proved that over 99.9% of dioxins could be decomposed and most heavy-metals could be solidified when temperature was 1100-1300℃. The principle integrated experiment was carried out in a fluidized-bed gasification and swirl-melting system. MSW was gasified efficiently at 550-650℃, swirl-melting furnace maintains at 1200-1300℃ stably and over 95% of fly ash could be caught by the swirl-melting furnace. The results provided much practical experience and basic data to develop MSW gasification and melting technology.     

最优组合预测模型在城市生活垃圾清运量中的应用

为了比较客观地反映我国城市生活垃圾清运量的发展趋势,在灰色预测、后退法回归和多元回归三种预测方法的基础上提出了我国城市生活垃圾产生量的线性及非线性的最优组合预测模型。文章以我国1998～2006年的城市生活垃圾清运量为基础,通过实例对模型精度进行了分析,结果表明,预测值与实际结果具有良好的一致性,模拟精度达到0.1%,在此基础上对中国城市生活垃圾未来近几年的变化趋势做出预测。     

我国生活垃圾焚烧发电过程中温室气体排放及影响因素 ——以上海某城市生活垃圾焚烧发电厂为例

以上海某城市生活垃圾焚烧发电厂为例,采用上游-操作-下游(UOD)表格法,分析了生活垃圾焚烧发电过程中不同环节的温室气体排放贡献,及影响其排放的主要因素.结果表明,目前我国生活垃圾焚烧发电过程是温室气体排放源,以吨垃圾净CO2排放量计,达166~212kg.生活垃圾中自含化石碳对温室气体排放的贡献最大,CO2排放量为257kg/t;因焚烧发电上网而获得的净减排量为120kg/t;垃圾收运、辅助物料消耗及焚烧灰渣处理等引起的排放量总计为27~45kg/t.生活垃圾沥出渗滤液后续处理过程的温室气体排放量为7.7kg/t.节省焚烧过程辅助物料使用和改变焚烧灰渣处置方式能够减少温室气体排放量,但是减排效果有限.我国各地区电能基准线排放因子存在差异,对焚烧过程温室气体排放的影响为0~13%.降低生活垃圾含水率、提高垃圾可发电量是我国生活垃圾焚烧发电过程温室气体排放源汇转换的关键途径.     

生活垃圾填埋过程含水率变化研究

为分析垃圾在好氧和厌氧条件下降解过程中含水率变化的规律,采用时域反射测量(time domain reflectometry,TDR)技术监测了垃圾填埋过程中含水率的变化情况.结果表明,填埋过程中垃圾体积含水率随时间逐渐增大,垃圾持水性能不断提高.好氧初期垃圾内水量变化与含水率变化正相关,好氧后期则为负相关;厌氧填埋过程中,垃圾沉降压缩是含水率变化的主要原因.垃圾TDR读数与基于物质衡算的垃圾体积含水率计算值之间有较好的相关性,好氧填埋过程两者最大偏差约为±5%,厌氧填埋过程两者最大偏差约为±2%,TDR技术适用于实际填埋工程的含水率测量.     

城市生活垃圾水蒸气催化热解的实验研究

采用自行设计的外热式催化热解实验装置,以城市生活垃圾为原料,对温度(600℃～900℃)、物料的组分、加热方式、水蒸气以及白云石催化剂等影响垃圾热解的因素进行了分析。结果表明,气化温度、水蒸气、催化剂对垃圾热解性能影相显著。随热解温度的升高,产气量不断上升,H2和CO的含量增加,当温度为900℃时,产气量达到0.96m3/kg,H2和CO含量分别达35.1%和31.8%;催化剂使用、水蒸汽通入显著改善产品气质量,特别是H2含量,可达45%左右;挥发分含量较高的物料热解性相对较好;快加热方式有利于提高产品气质量。     

A perspective analysis on municipal solid waste(MSW) energy recovery in China

Ａｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｎｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅ（ＭＳＷ）ｅｎｅｒｇｙｒｅｃｏｖｅｒｙｉｎＣｈｉｎａＨｅＰｉｎｊｉｎｇ，ＳｈａｏＬｉｍｉｎｇＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌａｎ...     

城市固体废弃物的压缩性及填埋场容量分析

总结了城市固体废弃物(MSW)中有机质的分解规律，提出了填埋体中有机质随时间(深度)变化的公式，并用现场测试结果进行了验证．进行了大尺寸的MSW室内压缩试验，通过现场取样获得了MSW原位压缩曲线．在此基础上提出了考虑荷载和有机质降解作用的填埋场容量计算方法．定量分析了有机质分解速度对填埋场的容量的影响．通过计算发现，当降解速率到达0．1／a这一量级时，有机质的降解能够有效地增加填埋场的容量．     

基于渗透特性的MSW颗粒组成和结构分析

在南方某填埋场埋深5~30m范围内取6组重约5kg的试样,对其进行筛分与分拣,研究垃圾颗粒组成随埋深的变化规律,同时对不同荷载作用下的垃圾试样进行染色切片,对比分析上覆压力对垃圾内部结构的影响.结果表明：对于不同埋深的城市固体废弃物,细颗粒（0D,即粒径<2cm）所占比例最大,几乎均超过50%,粗粒中2D颗粒所占比例最高,而塑料在2D颗粒中占比最大;随着荷载的增大,细粒含量增加,大孔隙和优先流通道减小.上覆压力主要通过减少垃圾内部孔隙通道,进而减小渗透系数;2D颗粒在荷载的作用下能定向排列,使渗流路径发生曲折,进而导致渗流各向异性.2D颗粒的定向排列是垃圾渗流各向异性产生的关键因素,其中塑料又是其最重要的因素.     

厌氧分步生物反应器系统处理城市生活垃圾的试验研究

以生活垃圾中COD溶出量为研究参数,试验研究了厌氧分步生物反应器系统和渗滤液直接回灌填埋场中的有机物降解规律与产甲烷特征.结果表明:厌氧分步生物反应器系统可显著促进生活垃圾及渗滤液中有机污染物的降解,加速填埋垃圾稳定化,其COD溶出总量与填埋时间的对数呈极显著的线性相关性.厌氧分步生物反应器中产甲烷反应器的产气量占总产气量的80%,甲烷含量55%～69%,较适容积COD负荷为6.5～7.5g/(L·d).     

厦门市城市生活垃圾的系统动力学预测管控体系

城市生活垃圾的快速增长产生了一系列的健康和环境问题,为准确预测城市生活垃圾产生量,以此作为生活垃圾管理的决策者分析和制定管理方案的依据.运用系统动力学(SD)方法,以厦门市为例,利用VENSIM软件绘制城市生活垃圾的因果回路图(Causal Loop Diagram),建立系统动力学的存量流量模型(Stock and Flow Model),最后进行仿真模拟及量化分析.预测结果得出2030年厦门市的城市生活垃圾将达到304×10~4 t,通过垃圾分类回收和适当提高垃圾收费等措施可以减少城市生活垃圾的产生.     

垃圾热干化效率及臭气排放特性研究

研究讨论了垃圾的热干化效率和不同烘干温度下的臭气排放特征。在相同温度下,采用烘干时翻动的工艺,垃圾含水率降低最多。垃圾在600℃时排放的恶臭气体总量最多,在500℃以下烘干时,排放的恶臭气体总量较少。垃圾热干化的臭气浓度以700℃最高,其次分别是200,600,800℃。从工程应用来说,综合考虑臭气总量与臭气浓度,垃圾热干化的温度应以100,300,400,500℃为宜。     

HCl emission characteristics and BP neural networks prediction in MSW/coal co-fired fluidized beds

IntroductionWiththedepletionofspaceforlandfillingofmunicipalsolidwasteandtherisingpricesforrawmaterials ,moreandmorefluidizedbedincineratorshavebeenusedtotreatMSWduetotheprimaryadvantagesofhygieniccontrol,volumereductionandenergyrecovery .BecausetheMSWhas…