城市生活垃圾在机械炉排炉内焚烧过程研究及数值模拟

研究城市生活垃圾在机械炉排炉内焚烧过程,建立了垃圾在炉排炉移动床内燃烧过程中垃圾体积变化、水分蒸发、挥发分析出及燃烧、垃圾颗粒的移动、气-固两相热传递、焦炭燃烧等各个反应阶段的热化学模型,采用一维非稳态模型分别建立了床层内气固两相介质控制方程。通过对炉排上垃圾焚烧过程的数值模拟研究,获得料层中温度分布、料层高度、炉床机械负荷、气相中反应物组分和污染物浓度分布。利用建立的模型对某大型垃圾焚烧炉的燃烧过程进行数值仿真,对燃烧过程、烟气成分进行预测,为垃圾焚烧炉排炉的设计和燃烧控制提供理论依据。     

垃圾焚烧炉炉拱改造与燃烧优化的数值模拟

炉排式垃圾焚烧炉在处理比设计水分高、热值低的垃圾时,容易出现着火位置滞后、垃圾＂烧不透＂、残炭含量高等问题。采用FLIC软件的床层模型和商业软件FLUENT,对焚烧炉炉排和炉膛燃烧过程进行了模拟计算。结合某城市生活垃圾焚烧炉存在的燃烧不完全问题,通过一系列的数值实验,探索后拱高度和挡板的有无对燃烧过程的影响。比较了炉拱辐射强度、挥发分质量分数、温度沿炉排长度方向的分布以及炉膛内的速度矢量图。结果表明,降低后拱高度或增加挡板均可使着火位置有不同程度的前移;同时降低炉拱高度和增加挡板可使着火位置前移约1.1 m,提前进入稳定燃烧阶段。     

垃圾炉一次风量对炉床燃烧影响的仿真研究

针对垃圾焚烧炉床层内垃圾燃烧过程复杂性及影响垃圾燃烧效率因素多的问题,运用数值仿真方法对某垃圾焚烧炉床层垃圾燃烧进行了模拟,获得了垃圾质量流失速率、水分蒸发速率、挥发分释放速率、焦炭燃烧速率和烟气的温度;并在50~1 000 Nm3/min范围内改变一次风流量,获得了床层质量流失比值、过剩空气系数和烟气中各组分的质量百分比含量。仿真结果显示,一次风流量取值517.47~6`32.09 Nm3/min时燃烧效率较高;炉排两端区域的一次风流量在50~75 Nm3/min时,可以使垃圾床表面平均温度明显提高,而且还可以提高燃烧效率,同时减少供风总量,节约能源与动力资源。本研究对优化设计垃圾焚烧炉,提高床层内垃圾的燃烧效率有一定参考价值。     

城市垃圾中生物质在热分析仪中燃烧的动力学模型研究

为了合理有效利用城市垃圾中的生物质能，实现城市垃圾的无害化、减量化、资源化利用，开发适合我国城市垃圾中生物质的焚烧技术，特地对昆明市城市垃圾中生物质进行了特性分析，并在热重分析天平上对其进行了动力学实验研究与分析。结果表明，城市垃圾中生物质的燃烧过程大致可以分为四个阶段，即脱水干燥阶段、挥发份的析出和燃烧阶段、过渡阶段和固定炭燃烧阶段。城市生活垃圾中生物质具有着火温度低、燃尽率高等特点。通过对热重（TG）、差示扫描曲线（DTA）的深入分析，对城市垃圾中生物质的燃烧动力学参数进行了研究，为实现城市垃圾无害化提供理论与技术的支持。     

垃圾焚烧炉炉膛温度的影响因素

垃圾焚烧过程的不稳定会导致大量有害物质的生成,为确保垃圾的清洁燃烧需要将炉膛温度控制在850℃以上,为此测试了焚烧炉运行的主要可控参数对炉膛温度的影响。结果表明,垃圾堆放位置在垃圾池深3～8 m处,并经过6 d以上发酵脱水后适合焚烧;炉膛温度随给料量、一次风率和一次风温增加而增大,随过量空气系数增加而降低,其中给料量宜控制在95%～110%之间;当过量空气系数为1.6、一次风率为90%、一次风温为260℃、给料量为100%时炉膛温度达901℃。     

秸秆成型燃料锅炉污染物排放规律试验研究

根据锅炉烟尘测试方法(GB 5468-91)及锅炉大气污染物排放标准(GB 13271-2001),在不同风门的工况下,分别对设计的双层炉排秸秆成型燃料锅炉污染物排放规律进行试验.试验表明,在较好工况下,双层炉排锅炉排烟中CO等中间产物及烟尘含量低于单层炉排锅炉,其排烟中CO、NOx、SO2和烟尘浓度等指标远远低于燃煤锅炉,符合国家关于工业锅炉大气污染物排放标准要求,有较好环保效益.     

医疗垃圾热解焚烧实验研究

医疗垃圾是一种对环境危害极大的危险废弃物。用一种固定炉排炉热解焚烧系统，对广州市部分医院的医疗垃圾进行了热解焚烧及尾气净化试验，并对焚烧工况、烟气中主要的污染物含量及灰渣的灼减率进行分析。分析结果表明：稳定运行时炉膛平均温度在850℃左右，二燃室平均温度在1000℃以上；尾气中CO、NOx，HCI和SO2浓度分别为：71mg／m^3、125mg／m^3、27．8mg／m^3和21mg／m^3，灰渣的灼减率为2．7％。均远远低于标准限值。     

医疗垃圾热解焚烧实验研究

医疗垃圾是一种对环境危害极大的危险废弃物.用一种固定炉排炉热解焚烧系统,对广州市部分医院的医疗垃圾进行了热解焚烧及尾气净化试验,并对焚烧工况、烟气中主要的污染物含量及灰渣的灼减率进行分析.分析结果表明:稳定运行时炉膛平均温度在850℃左右,二燃室平均温度在1000℃以上;尾气中CO、NOx、HCl和SO2浓度分别为:71mg/m3、125 mg/m3、27.8 mg/m3和21 mg/m3,灰渣的灼减率为2.7%.均远远低于标准限值.     

生活垃圾与煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析仪对生活垃圾与煤混合试样的燃烧特性及热反应动力学进行了实验研究,考察了不同配比混合试样的着火温度、燃尽温度、最大燃烧速率及最大燃烧速率温度等燃烧特征参数,并用Coats-Redfern积分法对其进行了燃烧动力学分析,确定了燃烧动力学方程,求出了反应活化能Ea及指前因子A。实验结果表明:生活垃圾与煤混合燃烧时均保持各自的燃烧特性;混合燃料中随着生活垃圾掺量的增加,热重曲线向低温区转移,燃尽点逐渐降低,综合燃烧特性指数明显增大,生活垃圾能改善煤的燃烧性能;生活垃圾及其与煤混合燃烧出现两个燃烧阶段,分别遵循二级和一级反应机理,煤燃烧只出现一个燃烧阶段,遵循一级反应机理;混合燃料燃烧反应活化能Ea与指前因子A存在动力学补偿效应。     

生活垃圾的控氧热转化中试实验

热解气化是固体废弃物能源化处置技术发展的主要方向,针对未分选混合生活垃圾,提出了一种新型两段式移动床固体废弃物控氧热转化反应装置。该反应器由两段结构组成:前段往复炉排作为垃圾的干燥热解段,后段旋转流化床作为物料燃尽段。实验研究发现,控制气化室过量空气系数对城市生活垃圾的热转化过程以及二恶英的产生、垃圾中重金属迁移转化等污染物的行为影响显著。气化室过量空气系数在0.5~0.7之间有利于提高二燃室和炉膛出口温度。从污染物的控制来讲,一次风过量空气系数在0.5,总的过量空气系数1.52左右对燃烧常规污染物和二恶英的控制最有利。从底渣和飞灰毒性上考虑,低的ER有利于底渣中的重金属浸出量,当ER≤0.3,底渣的浸出毒性均低于危险废弃物的浸出值,可作为一般废弃物处理。     

垃圾焚烧重金属迁移特性及其影响因素

综述了城市固体垃圾(MSW)焚烧过程中的Hg、Cd、Pb、Cu、Zn、As和Cr等几种主要重金属污染源在焚烧过程中的迁移特性及其主要影响因素。将重金属在焚烧过程中的迁变归结为:蒸发、气相和表面反应、冷凝成核团聚和飞灰吸附等4个主要过程;而垃圾中重金属的初始浓度、原始垃圾的基体盐分(如A l、S i和K、Na等的存在形式)、垃圾中的C l(PVC和NaC l)和S的含量、垃圾的含水量以及焚烧过程中的运行参数(温度、滞留时间、氧化-还原气氛)等都会对焚烧过程的迁移规律产生影响。     

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。     

垃圾堆放发酵机理与应用工艺研究

对垃圾的发酵机理进行了实验研究,对渗沥液的析出量及其酸碱度、堆酵后垃圾热值的变化以及堆内温度的变化进行了观测,并对堆酵过程的机理进行了初步分析,给出了垃圾堆酵应用工艺的建议。     

长江流域水电站施工区生活垃圾特性及处理处置决策模型研究

随着中国长江流域水电开发进入高峰期,大量的建设人员进入水电站施工营地,导致施工区的生活垃圾处理处置问题日益凸显。通过对金沙江HPS1水电站、雅砻江HPS2水电站和HPS3水电站、大渡河HPS4水电站施工区生活垃圾状况的调查表明,水电站施工生活区生活垃圾人均产量平均值约为0.68kg/d;以厨余、渣土、纸类塑料和橡胶为主,电池等危险废物含量甚微;容重、低位热值、生物可降解物质量分数的平均值分别为358kg/m3、5 234kJ/kg、43.22%。结合施工区所处的环境条件和周围的市政设施现状,采用层次分析法和最小成本法,构建了长江流域水电站施工区生活垃圾处理处置决策模型,可为大型水电站开发过程中施工区生活垃圾全过程管理提供指导。根据决策模型计算得出,HPS1、HPS2、HPS4水电站施工区生活垃圾最优处理处置技术为卫生填埋,HPS3水电站以外运综合处理最优。     

城市垃圾预处理改善焚烧特性的探讨

针对目前我国城市垃圾的高水分、低热值的特性,提出了2种改善城市垃圾焚烧特性的有效措施:生物质垃圾源分类和生物干燥.在我国建立生物质垃圾源分类体系,将生物质垃圾源头分类后,剩余垃圾的热值可以提高约50%～120%,已适合直接入炉焚烧,同时分离出来的生物质垃圾也更易于好氧堆肥或厌氧消化.另外一项技术措施是在焚烧前利用生物干燥技术,降低城市垃圾的水分含量,提高入炉垃圾的热值,这种方法主要是利用生物反应热来干燥城市生活垃圾,只需要在垃圾投入焚烧炉前增加一个预处理步骤,不必改变目前的垃圾收运体系,而且进行生物干燥后的垃圾更易于分选其中的可回收物质.     

Influence of variation in the operating conditions on PCDD/F distribution in a full-scale MSW incinerator

Optimizing the operating parameters to minimize polychlorodibenzo-p-dioxins and polychlorodibenzofurans (PCDD/F) emission is the common interest of the municipal solid waste (MSW) incineration industry. In this study, we investigated the distribution of tetra- to octa-CDD/F along the flue gas line in a full-scale reciprocating grate incinerator and evaluated the effects of temperature control and O(2) level on PCDD/F formation. Six runs were laid out and all performed under sufficient burning conditions, in which the combustion efficiency of MSW was more than 99.9%. The total concentration of tetra- to octa-CDD/F measured at the boiler outlet showed an increasing tendency with the increase of boiler outlet temperature (T(B)) from 214 degrees C to 264 degrees C. When flue gas ran across the semi-dry scrubber and cyclone precipitator, in which the temperature varied from 264 degrees C to 162 degrees C, the concentrations of the lower chlorinated dioxins and furans were significantly raised, especially for the TCDF. Increasing O(2) supply from 6.0% to 10.5% essentially led to a higher yield of tetra- to octa-PCDD/F, suggested that under sufficient burning conditions the lower O(2) level was favorable for reducing PCDD/F formation and emission. The variation of O(2) level did not give rise to a systematical change of PCDD/F homologue pattern. For all measurements, the isomer distributions of tetra- to hepta-PCDD/F were more or less the same, nearly independent of variations in the operating conditions and sampling positions. Only the significant increase of the sum of 1,3,7,8-TCDF and 1,3,7,9-TCDF was found in the zone after the boiler section.     

西南地区某已封场非规范垃圾填埋场垃圾稳定化进程分析

以重庆某非规范填埋场为例,针对西南地区已封场非规范垃圾填埋场的稳定化进程进行了分析。按照场地布局选取4个采样点,在垃圾体上进行钻孔取样,分析不同深度的垃圾样pH值、有机质、含水率、生物可降解度以及垃圾样浸出液和填埋气组成以及各个指标随着填埋深度的变化规律,确定不同深度垃圾体的稳定化程度。结果表明,场内垃圾已呈现矿化垃圾特征;有机质、BDM、浸出液COD以及填埋气CH4含量等4个指标与填埋深度均较好地符合一级降解反应,可以预测垃圾体稳定化临界填埋深度。根据有机质、BDM、浸出液COD以及填埋气CH4含量等4个指标与填埋深度一级降解反应函数预测临界稳定化深度为15 m,与实测值判定的稳定化填埋深度相一致性。在对非规范垃圾填埋场场地利用过程中,需要先对未稳定的上层垃圾进行清理,并在已稳定的底层垃圾体上充填其他稳定介质后利用该地块。     

生活垃圾仓式静态好氧发酵供风系统工艺设计

生活垃圾堆肥厂的核心——发酵系统对堆肥产品的质量和成本起着决定性的作用,所以其设计显得至关重要。结合多年的科研及工程实践经验,就垃圾仓式静态好氧发酵供风系统工艺设计中供风形式、方式选择,风量、风压计算以及供风控制形式选择等几个关键部分做了详细介绍。