以低二噁英排放为目标的氧化/还原气氛下可燃固体废弃物热化学转化机理

可燃固体废弃物种类繁多、成分复杂,在处理处置和利用过程中需要尽可能的降低污染。该研究旨在建立适合我国可燃固体废弃物特性的组分热化学表征模型,掌握组分在不同氧化剂调控气氛下的热化学反应模型和不同尺度下的传热、传质机理,研究热化学反应过程中的复杂组分的交互影响规律;探索热化学反应氧化剂调控对二噁英及其前驱物的影响和耦合关联特性,形成低二噁英排放的新一代热化学反应机制。贯穿整个5年的工作任务和重点是可燃固体废弃物热化学反应的"基元"表征体系的建立、确认和完善,为繁杂而难以穷尽的可燃固体废弃物的研究建立一套可行的、基准一致的方法体系。该报告详细解释了"基元"体系的构建过程和表征方法,并为此建立了和使用了TGA、固定床和流化床Macro-TGA,以不同平台上获得的连续失重曲线,验证"基元"体系表征方法的可行性,同时也考察"基元"及典型废弃物的热解反应特征,以及其在热解过程中两两混合的相互作用。除17种典型固体废弃物外,还考察了土豆淀粉/HDPE、PP/稻秆共热解特性,进行了动力学分析、热解产物检测,了解了共热解过程的相互作用及其对产物的影响。可燃固体废弃物的气化规律及动力学研究也是研究的一个重点。研究了杨树枝、PE、打印纸、橡胶、大米和腈纶等典型固体废弃物在CO2气氛下的热解气化动力学,采用分布活化能模型(DAEM)获取了动力学参数,尝试CO2气氛下可燃固体废弃物的"基元"优化组合。在化学链燃烧方面,解释了其可减少二噁英排放的原理,重点研究了其关键因素——载氧体的制作及性能。

可燃固体废弃物热化学反应表征探索

该文对20余种典型固体废弃物及组分物质进行了热重分析并依据热重曲线相似度进行分组。基于热重曲线相似度提出了"基元"表征思想和初步选定的"基元"组。"基元"组对白菜、桔皮、杨树枝和杨树叶的拟合热重曲线关联度在0.92以上。采用模拟垃圾的"基元"组拟合重构城市生活垃圾热重曲线,与模拟垃圾热重曲线吻合较好。结果表明,采用"基元"对可燃固体废弃物进行热化学反应表征是可行的。