城市生活垃圾的燃烧特性的分析研究.pdf

A ThesisSubmitted in Partial of Fulfillment of theRequirementsfor the Degree of Master of bustion Characteristics of Municipal Solid WasteCandidate:Xing ZhiweiMajor:ThermalEngineeringSupervisor:Prof. Hong YaoHuazhong University of Science & TechnologyWuhan 430074, P. R. ChinaJan, 2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□,在年解密后适用本授权书。不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名:指导教师签名:日期:年月日日期:年月日本论文属于华中科技大学硕士学位论文I摘要随着中国经济发展和城镇化的进行,城市生活垃圾的处理已经成为一个不可忽视的问题。垃圾焚烧由于具有“减量化、资源化、无害化”的特点,已经成为垃圾处理的重要方式。然而城市生活垃圾组成复杂,并且随地域和时间变化较大,因此燃料特性较为复杂。本文从城市生活垃圾的主要组分入手,研究其燃烧特性。首先研究了典型组分厨余垃圾的燃烧特性及影响因素,包括升温速率、氧浓度及水分的影响。升温速率的升高会增加最大失重速率,同时使失重峰向高温区移动,但也造成了残留灰的增加。氧浓度对燃烧的影响主要体现在纤维素和木质素分解,对半纤维素影响较小,通过减小边界层的阻力来促进燃烧过程。水分的存在使燃烧的进行相对困难,在高温区的影响较小。通过引入“影响因子”的概念,对各影响因素的权重进行了衡量,氧浓度对着火点及第二失重峰影响较大,第一失重峰主要受升温速率的影响。此外,还对燃烧过程的动力学参数进行了计算。升温速率的提高、水分的降低、氧浓度的提高都可以降低反应的活化能,氧浓度对动力学参数的影响最大。本文还通过分布活化能模型研究了垃圾各组分燃烧过程中动力学参数的变化。活化能在初始阶段随着挥发分的析出逐渐升高,焦炭的燃烧放热会促使活化能下降,而在燃尽阶段的活化能再次出现升高的趋势。从活化能的角度对垃圾进行了重新分类,将各组分按活化能的大小划归为四个大类,便于将活化能相近的组分集中处理。此外,本文在自制快速升温热天平中研究了城市生活垃圾不同组分燃烧过程的交互影响,以及造成交互作用的原因。在燃烧过程中,不同组分之间存在交互影响,混合组分的燃烧速率要高于各组分的线性叠加。样品混合对热解速率影响不大,但焦的结构有所改变。混合组分焦样相比于单组份焦样,焦的孔隙生成和无定型碳比例都得到了促进。焦的物理和化学结构的改变,共同促进了混合样品的燃烧。关键词:城市生活垃圾;燃烧;影响因素;分类;交互影响华中科技大学硕士学位论文IIAbstractWith the development of economyand urbanization of China, the disposal of Municipal Solid Waste is ing a serious problem for society which cannot be neglected. Incineration of MSWhas the advantages of “Reduce, Reuse, Recycle”, and has e one of the most importantdisposal methods. While, as for the reason that position plicatedand varieswith locations and seasons, the fuel characteristics is plex. So in the thesis, studies havebeen carried for bustion characteristics of typical components