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。     

垃圾衍生燃料焚烧时重金属在气固两态的分布特性

采用自制的实验装置,将垃圾衍生燃料(RDF)在500~900℃焚烧温度下持续加热60 min后,垃圾RDF中的Hg几乎全部挥发到气相中。随着焚烧温度的升高,6种重金属在气相中的浓度显著增加,在残渣中的浓度显著减少。添加5%的氯可使8种重金属元素在气相中的浓度极显著增加,重金属元素Zn、Cu、Pb、Cd、Hg在残渣中的含量都极显著减少,当有机氯含量增加到一定程度时,难挥发重金属Ni、Cr在气相中的浓度比对照增加了30%左右,添加5%与10%PVC相比,差异不显著。垃圾中水分增加时,Pb、Zn在气相中的浓度减小和在残渣中的增加略明显,但水分变化对Cu的影响较小,而对Hg、Cd、Ni、Cr几乎没有影响。     

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。     

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%。     

医疗废物焚烧过程中脱氯机理和试验

医疗废物中包括含有大量的PVC,焚烧时会产生HCl从而污染环境,因此医疗废物在焚烧处理时需要进行脱氯。经热力学计算可知,医疗废物焚烧炉内喷入脱氯吸收剂在燃烧过程脱氯,效果最好的脱氯剂是Ca(OH)2、CaO、CaCO3、MgCO3、Mg(OH)2和MgO。在固定床上进行的医疗废物焚烧过程中脱氯试验结果表明:温度对脱氯有着重要的影响,最佳脱氯温度为800℃左右;吸收剂粒径越小,脱氯效率越高;随着Ca/Cl值的增大脱氯率增大,但增加的速度却趋于平缓,所得最佳Ca/Cl值为2.5~3。     

焚烧飞灰高温过程中重金属的挥发及其氯转化特征

研究了垃圾与污泥掺烧后的焚烧飞灰在900℃、1 000℃高温处置过程中重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)随不同停留时间的挥发特性,并研究了添加剂氯化物(CaCl2、MgCl2、NaCl、FeCl3、AlCl3)对重金属转化与挥发特性的影响.结果表明,没有添加氯化剂情况下,污泥焚烧飞灰中不同重金属的挥发特性有较大的差别,其中Pb的挥发率超过80%,而Cu的挥发率<30%,重金属的挥发性大小依次为:Pb>Cd>Zn>Cu.热处置过程中重金属的挥发率受温度的影响较大,而停留时间的延长对重金属挥发促进效果较小,并且易挥发元素Pb和Cd表现尤为明显.飞灰中添加氯化剂后,重金属的挥发性有显著的改变,并且难挥发元素Cu和Zn的挥发性增加较Pb和Cd显著.随着Cl含量的增加,重金属挥发率有增加的趋势,但不同种类的氯化物对重金属氯转化差异较大,其中NaCl对重金属Cd、Zn和Cu挥发特性的促进效果小于其它氯化剂.研究结果为飞灰最大限度无害化处理及资源化回收利用提供理论依据.     

医疗废物典型物料热解过程中无机氯的气相迁移规律

在温度为600～900℃、氮气气氛下.用管式炉实验台对医疗废物典型组分--棉花和聚丙烯(PP)进行了快速热解实验.为了研究氯的迁移规律,对物料添加了适量的盐水,结果表明,医疗废物典型组分和NaCl溶液混合热解的过程中Cl的析出随着热解温度、热解时间和物料与Cl元素质量配比的改变而改变.研究发现,Cl的析出峰在以棉花为物料时出现在800℃,而用PP为物料时出现在700℃;随着热解时间的变化,Cl的析出率呈现不规律的变化:700℃棉花热解实验中,热解时间5min时.Cl的析出率只有0.0002,在10min时,析出率达到了0.0003;而在800℃棉花的热解实验中,5min时Cl的析出率为0.00062.而随着热解时间的增加,10min时,Cl的析出率却降到了0.00045.同时还发现,随着Cl元素含量的增加.其析出率也在提高,当Cl和物料质量比值增加1倍时,Cl的析出率也随着温度的变化相应的增加2～4倍.     

固定床PVC燃烧脱氯的机理和试验

研究垃圾组分PVC在焚烧过程中HCl的排放和脱除特性的实验在准等温、电加热的水平石英管反应器中进行.随着床温从700℃升高到900℃,HCl的转化率从82.5%平缓增加到88.3%,而过量空气系数的增加促使部分HCl转化为C1₂(1.9%～4.5%)的形式存在.钙基吸收剂CaCO₃,Ca(OH)₂,Ca(CH₃COO)₂对HCl的脱除效率高达68%～79%,而镁基吸收剂的脱氯效率却低于3%.小的吸收剂粒径、高的Ca/Cl比会促进脱氯效率的提高;烟气中CO₂和H₂O对脱氯效率的影响与它们在反应平衡中所起作用有关.高温下燃烧固氯机理反应的平衡常数的计算不仅诠释了实验结果,而且提供了脱氯吸收剂选择的依据.     

污泥衍生燃料最佳气化温度模糊评价

采用自制的气化装置对垃圾RDF进行了气化实验。随着气化温度的升高,可燃气体的产率持续增加,在900℃时达到65.5%的最高值;气化底渣的产率逐渐降低,分别从300℃时的78.9%降到了900℃时的25.6%,焦油产率呈现先升高后降低的趋势,在600℃时达到了最大的焦油产量,约为31%左右。随着气化温度的升高,可燃气体中CO2的含量明显降低,而H2和CO的产量明显增加,CH4的产量也略有增加。500℃时,重金属Hg已全部挥发到大气中,重金属Pb、Cd、As、Cu的挥发高峰均在800℃以上,8种重金属的挥发性排序为:HgPbCdAsZnCuCrNi。适合于污泥RDF的最佳气化温度为700℃,此时重金属挥发率适中,产气量最高,焦油产生量较小。     

非正规填埋场矿化垃圾理化性质与资源化利用研究

为探索非正规垃圾填埋场矿化垃圾资源化利用问题,以广东省东莞市常平镇桥沥垃圾填埋场矿化垃圾为例,多点采集样品经人工分拣和不同粒径段筛分后,对其物理组成和化学性质进行了分析.结果表明:矿化垃圾中腐殖土主要在40mm粒径段以下,占47.3%,塑料、织物及木竹等可燃轻质垃圾主要在大于80mm粒径段,占40.1%;工程筛分粒径可选40mm,筛上物主要为可燃物,筛下物主要为腐殖土;按照有机肥堆肥腐熟标准,筛下物腐殖土基本可达到腐熟,营养物质含量达到《城市生活垃圾农用标准》(GB8172-1987)要求,但部分重金属含量超标;矿化垃圾经筛分后的轻质垃圾,热值约为6000kJ/kg,可直接进行焚烧处理,将其制备成垃圾衍生燃料(RDF)后,热值可达10000~24000kJ/kg.     

低成本的污泥燃料合成方法

通过研究污泥、煤以及干化剂的不同比例混合搅拌,测定混合后污泥的热值,结果表明:污泥、煤、干化剂的比例为:59%、36%、5%时,热值最高,混合燃料的热值可达到12762kJ/kg,满足电厂用煤热量要求,且污泥贡献的热值最高为5505kJ/kg;污泥采用高速搅拌的预处理方法后,相同配比的混合燃料其干化时间可节约1h以上。     

近5年我国部分城市群生活垃圾特性

城市生活垃圾处理处置日益成为世界范围内一个普遍关注的问题,生活垃圾特性是终端处理方式选择的重要依据.从全国超30个城市共采集400余个生活垃圾样品,分析了垃圾的物理组成、污染物含量和热值等基础物化特性.并以深圳为例分析了采样时间和垃圾分类措施等对生活垃圾物化特性的影响.通过偏最小二乘法建立了垃圾组成与热值间的关联模型,并对模型进行了校验.结果表明,湿基中厨余类仍是垃圾中占比最高的组分,大多数样品的占比在40%～60%之间;可燃组成中橡塑类和纸类占比较高,分别在20%～30%和10%～20%之间;无机物占比通常不超过5%;垃圾含水率在50%～60%之间. 2019年实施垃圾分类后生活垃圾中厨余类占比明显降低,橡塑类占比增加,其他组分变化不大,垃圾热值得到一定的提升.生活垃圾中S、 Cl和N这3种污染元素的含量均在1%以下,其平均值规律为：N>Cl>S;垃圾样品中的Hg、 As、 Cr、 Cd和Pb含量随组分及采样时间没有明显的变化规律,垃圾中Pb、 Cr含量受到环境背景值的影响.模型分析发现橡塑类和垃圾水分是生活垃圾热值的主要影响变量,85.96%的样品实测值与预测值之间的偏...     

新型全混合式厨余垃圾生物干化工艺效能实证研究

开发了一种新型连续进料全混合式厨余垃圾生物干化工艺,通过中试试验探究了该工艺运行效能及其对物料温度、含水率和热值的影响规律.结果表明,该工艺可显著缩短升温时间,维持物料>50℃的高温区段20h/d;在最佳运行条件（通风速率0.171m³/（kg·h）,最低控制温度45℃,干化周期7d）下,厨余垃圾含水率可降至（34.86±1.71）%,水分单位去除量达（716±23） kg_水/t_垃圾,运行能耗仅为77.91kW·h/t_垃圾,低位热值高达（6681±119） kJ/kg,满足垃圾焚烧进炉要求,可有效实现厨余垃圾快速衍生燃料化.     

可燃固废复合燃料的燃烧性能试验研究

焚烧法具有显著的减容、资源化和能量回收等优点,是生活垃圾处理的有效途径。原生垃圾成分复杂、含水率高、热值低,直接焚烧处理的热稳定性差。将生活垃圾、市政污泥及适量的辅料,采用正交表配料制备可燃固废复合燃料。通过燃烧热稳定性、热值试验的极差分析和方差分析检验燃料的燃烧性能,得出原料配比、园林残余及固硫剂对燃料燃烧特性有显著的影响;运用数量化理论分析,得到热稳定性、热值指标的预测方程,置信度>90%;最后采用综合评分法筛选出燃烧性能最优的燃料制备配方为:垃圾、市政污泥、煤粉以2:1:1比例混合,助燃剂MnO2添加量为0.19%,固硫剂CaO添加量为0.6%时,制备的燃料燃烧热值为18.702kJ/g,燃烧热稳定性(TS+6)达74.79%。     

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。     

利用休止细胞法选择性脱除燃料油中有机硫

红球菌(Rhodococcus sp .)FS-1菌株能通过专一性断裂C—S键的途径脱除二苯并噻吩 (DBT)中的有机硫作为自身生长需要的硫源 ,从而降低油品中的硫含量 .本文利用该菌的休止细胞对DBT和柴油的脱硫活力进行了研究 .结果表明 ,该菌株对DBT及柴油中的有机硫均有良好的选择性脱除作用 .DBT浓度为0.5～1.0mmol/L、油水比例为 1:5时 ,脱硫效果最佳 .采用二次脱硫法可使柴油脱硫率达85%以上 ,证明FS-1能有效脱除柴油中的有机硫 .烃质组分的气相色谱分析表明 ,FS-1作用前后的柴油烃类组分基本没有改变 ,说明该菌的脱硫作用是特异性针对硫原子的 ,不会破坏柴油的有效成分 .