城市生活垃圾筛上物的热解研究及实验

对城市生活垃圾场筛上物垃圾进行热解实验,研究特定垃圾的热解过程及其规律.实验采用热解终温为550℃和700℃,热解物料为原始筛上物垃圾和加入热解残炭的筛上物垃圾,实验设备为间歇运行的固定床式热解炉.实验结果表明:热解终温700℃与550℃相比,热解产物中固体和液体的产率降低,瞬时产气速率和气体产率均升高;瞬时产气速率曲线与瞬时耗电量曲线形状一致,迟滞时间为5～10min;物料底部热解产物焦炭存在与否对热解得到的固液气产率、产气特性和能量消耗等方面几乎没有影响.

垃圾筛上物热解特性的实验研究

在小型外热式固定床热解炉实验台上,开展了垃圾筛上物在550℃至750℃范围内热解特性的实验研究,并进行系统能量的分析.得到了热解炉内不同部位物料的温度变化和不同热解终温下的热解产气速度、产气量及其它产物产量.结果表明,热解炉内各部位温度先升高后趋于稳定,产气速度在20min左右达到最大,且最大产气速度、热解液体量、产气量随终温升高而增加,残炭量则随终温升高而减少.其中750℃下热解得到产物:127.765g热解液,102.101L热解气和220.18g残炭.700℃下能量平衡分析表明:热解气和残炭的热值较高,垃圾热解产物经过处理后作为燃料应用在热解过程中可以减少外界能量的消耗,提高系统运行的经济性.

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%。

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。

模化垃圾衍生燃料的燃烧特性研究

为考察垃圾筛上物与秸秆制成RDF的燃烧特性,利用综合热分析仪进行了塑料与玉米秸秆制备的模化衍生燃料a-RDF燃烧实验研究,结果表明:a-RDF的燃烧过程大致可分为脱水阶段、生物质挥发分析出燃烧阶段、过渡阶段、塑料挥发分析出燃烧阶段等4个阶段,其燃烧失重及热效应取决于各组分(塑料与生物质)的配比,其燃烧特性可看作单组分的叠加;a-RDF的着火温度与玉米秸秆的掺量配比有关,玉米秸秆掺量越多,其着火温度越低。

垃圾RDF的气化特性

采用自制的气化装置对垃圾RDF进行了气化实验。垃圾RDF在200~900℃温度下气化时,瞬时产气量出现先升高、后下降、再升高又迅速下降的趋势,2个瞬时产气高峰分别为500℃和800℃。当气化温度在400℃以下时,除CO外,各种可燃气体的含量均很少。随着气化温度的升高,底渣含量逐渐降低,焦油的产率逐渐增加,产生的各可燃气体的体积分数和热值也增加,当热解温度达到900℃时,可燃气体的热值达到最高,为28MJ/m3,底渣含量最低,仅为12%左右。焦油在600~700℃达到最高值,为40%左右。