环保节能型垃圾热解气化焚烧炉

我国正处在环境发展的第二阶段，环境污染呈上升的阶段，这其中城市生活垃圾的污染以及工业废弃物的污染也尤为严重，造成环境及生态的极大破坏，给人民正常生活和健康造成很大的危害。[第一段]     

不同气氛下聚乙烯低温热解气化特性分析

气化熔融焚烧技术是高效率低污染的新型城市生活垃圾处理技术,该技术的关键环节是垃圾低温(600～650 ℃)气化.以垃圾中主要可燃组分聚乙烯为试验物料,采用管式炉,分别在N2,CO2,N2 H2O,N2 O2,N2 O2 CO2 H2O气氛下,进行了低温(600 ℃)热解气化特性的试验研究.试验结果表明:反应气氛中含O2能显著提高气体产物中CO2的含量,从而提高了碳转化率,但能量转化效率和气体低位热值均较低;CO2气氛下CO的产生量明显增高,从而使气体低位热值和碳转化率显著增大;H2O气氛有利于H2的生成和产气量、气体低位热值、能量转化效率的提高,其中能量转化效率可达80%,但对大分子烃族类二次裂解具有一定的抑制作用;气体低位热值在N2 O2 CO2 H2O混合气氛下最大,达到12.8 MJ/m3.     

几种典型城市生活垃圾的热解特性和动力学分析

针对四种不同的城市生活垃圾原料:木屑、稻草、橡胶和塑料在不同升温速率(10、20、30、40℃/min)下进行的热重分析试验,探讨生物质热解的影响因素。通过热重曲线分析城市生活垃圾的热解规律,并使用阿伦尼乌斯公式和Coats-Redfern积分法计算热解反应动力学参数。研究结果表明:几种典型的城市生活垃圾热解过程分三个阶段:干燥预热、快速失重和缓慢失重阶段。随着升温速率的增加,热解曲线向高温区移动,升温速率升高对热解过程总失重量影响不大;但是提高升温速率会加快热解反应过程。塑料相对于其他三种物质热解失重峰值温度高出120℃以上,塑料的活化能远大于其他三种物质,是四种城市生活垃圾最难热解的物质。     

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．     

城市固体废弃物热解气化处理气化段模型

采用热解气化方法处理城市固体废弃物，为研究气化段产气情况，建立了物理和数学模型．实验设备采用上吸式固定床反应器，过程不需外来能源供应，热解得到的垃圾碳部分燃烧用于提供整个过程所需的能量，最终通过热解和气化产生以CO、H2、CH4和N2为主要成分的可燃气，热值接近城市煤气．通过气化层3个典型反应和物料平衡及能量平衡，在垃圾质量不变时，得到不同垃圾成分、不同热解温度与生成的燃气各成分体积、总体积覆所需进风量及所需水蒸气量的合理匹配．并得出将垃圾热解气化炉的反应温度控制在800—900℃，能得到最佳产气量的结果．     

生物质热解气化技术

生物质热解气化是农林废弃物向清洁燃气转化的关键技术,产生的合成气可替代天然气等化石燃料,实现燃气、热能和电能的供给。目前我国生物质热解气化技术经过20余年的发展,完成了民用分布式生物质燃气供应系统的示范和布局,并初步具备了规模化燃气制备和发电的产业技术基础。“十二五”期间,具有显著提高燃气质量的富氧气化、蒸汽气化、甲烷化制备Bio-SNG等技术成为重要的研究方向,装备设计制造的大型化、规范化和标准化成为产业发展的必然。     

城市生活垃圾中可燃物宏观反应机理的探讨

对城市生活垃圾中的8种可燃物进行了热重分析，得到了各种成分的燃烧特性参数，将积分法和微分法相结合，选用合适的反应机理方程来求解反应动力学参数，避免了把机理方程限制为（1－α）n和采用单一方法处理热重曲线而产生的误差。     

重庆城市生活垃圾组分与热解特性

选取重庆主城区域城市生活垃圾进行实验研究,以确定其自然组分、工业组分、元素组分及热值等特性参数,实验研究表明：高水分、高灰分、低热值特点比较明显;ＭＳＷ中的有机物是一个很复杂的组份,并且有机化合物都有较明显的挥发分析出温度区;而纸、布或含纤维质较多的废弃物在各自相对较宽的温度区的挥发分析出较均匀,湿度、物料尺寸及停留时间对热解特性有重要影响;要保护垃圾洁净燃烧,除了保证炉温（大于８００℃）外,针对不同组分及垃圾工业成分确定不同炉型,以保证足够的炉风停留时间、充分燃尽。     

不同加热气氛下模化城市生活垃圾氯释放特性的研究

在对国内外城市生活垃圾组成及变化规律研究的基础上，配制了能代表我国城市生活垃圾组成特性的模化城市生活垃圾(Model Municipal Solid Waste，MMSW)。采用TGA—FTIR联用技术模拟燃烧、热解工况，研究了不同升温速率、不同中途恒温时间等条件下MMSW的氯释放特性。研究结果表明：MMSW的氯起始释放温度和氯释放终止温度与MMSW热处理的气氛、升温速率均有关系，氯起始释放温度在350～420℃范围内变化；在燃烧、热解等条件下，MMSW中的氯基本以HCl气态形式释放，起始释放温度在燃烧条件下要比无氧条件(热解)下要低20～30℃；升温速率越快，氯起始释放温度越高，氯完全释放的时间间隔越短。研究还表明，在380～420℃恒温时间越长，越有利于MMSW中氯的完全释放。     

化学反应工程中动力学参数确定方法探索

化学反应工程是化学工程与工艺专业的核心课程,难度大、专业性强,为适应新工科培养的需求,化学反应工程课程改革正在进行,课程内容的深入与拓展以及融入创新思维日显重要.以动力学参数的确定方法为例,在传统积分法和微分法的基础上,利用最小二乘法、Excel做图、相关系数分析,讨论反应级数确定中存在的问题、分析反应级数的计算以及确定方法的适用范围.为课程改革中其他教学内容的深入探讨、创新整合及适应时代需求奠定先行基础.     

用动力学参数对炭气化催化剂性能的表征

在一系列不同的钾盐／Ｃ上和不同制备方法（交换法和浸渍法）的Ｃａ／Ｃ上，考察了９２３－１０２３Ｋ范围内Ｃ－Ｈ２Ｏ和Ｃ－ＣＯ２的气化活性。利用外推法来获取反应初始速度Ｒ０，再由它计算出动力学参数Ｅａ和Ａ的方法。能够尽量消除因表面积、孔隙度、催化剂的分布状态等因素变比所引起的干扰。将所得的Ｅａ和Ａ用于上述催化剂初始阶段性能的表征．发现ＫＮＯ３、ＫＯＨ、Ｋ２ＣＯ３和Ｋ２Ｃ２Ｏ４在Ｃ－Ｈ２Ｏ和 Ｃ－ＣＯ２反应中，分别都有相近的活化能而与盐的种类无关。因此，钾很可能是以相同的表面活性物种参与催化反应。用红外光谱对样品的表征支持了这种看法。另外，当Ｋ２ＣＯ３含量在４－２５％（重量）范围内增加时，Ｅａ基本保持不变，但相对表观指前因子却随之而变大，在开始一段呈线性关系。 实验还发现，当以单位催化剂量表示时，用交换法制得的Ｃａ／Ｃ活性要比用浸渍注制得的样品活性大三倍多。     

上海市生活垃圾分选模式研究

采用孔径为120mm，40mm和mm的三种手动筛，对生活垃圾筛分，并对筛分后生活垃圾分类，通过对其质量和含量的测定，得出如下结论：粒径大于120mm范围内的生活垃圾中，有资源化潜力的组分为塑料、有机物、纸类、包装物及玻璃；粒径为40～120mm范围内生活垃圾中，有资源化潜力的组分为有机物、塑料、玻璃、金属和包装物；粒径为8～40mm范围内的生活垃圾，只要将玻璃分离开来，可以直接生物处理；而粒径小于8mm的生活垃圾，可以直接生物处理．根据这个实验结果，为上海市生活垃圾制定了一条机械分选流程．     

城市固体垃圾的抗剪强度参数

在垃圾填埋场设计中,合理地确定垃圾土的抗剪强度参数是十分重要但又困难的工作.城市固体垃圾的抗剪强度参数与正应力水平及轴向应变(或剪切位移)有相关性.根据大量的试验数据及近年来发生的垃圾填埋场失稳案例反分析的结果,建议采用双线性的抗剪强度包线来表征城市固体垃圾的抗剪强度,当正应力为0至60 kPa时,c'= 22 kPa, φ'= 36°,正应力大于60 kPa时,c'= 30 kPa 和φ'= 31°.     

玉米秸秆颗粒燃料热解气化试验研究

以玉米秸秆颗粒燃料为原料,研究了生物质空气热解气化(下吸式固定床气化炉)、富氧热解气化(鼓泡式流化床气化炉)和无氧热解气化(慢速连续热解气化炉)的热解气化特性.三种热解气化装置并联,共用一个控制系统,产生的生物质燃气经过冷凝器等后进入储气柜.燃气成分由气相色谱分析,成型颗粒、颗粒炭、生物油热值采用快速量热仪测量分析.结果显示,空气热解气化在热解温度为660~670℃时燃气低热值最高,约为3.91~4.44MJ/Nm3;富氧热解气化燃气低热值最高可达8.48~9.38MJ/Nm3(热解气化温度为575~750℃时);无氧热解气化在热解温度为380~530℃时的燃气低热值约为14.51~16.49MJ/Nm3,并可联产生物炭、生物油等.     

抑制剂存在的酶催化反应类型和动力学参数的确定

基于不同类型抑制剂存在的酶催化反应的特点，利用计算机编程判定抑制剂类型和求定动力学参数。处理时先对实验测定的不同底物Cs分别在不存在和存在抑制时对应的反应速率V0和v，利用线性回归法求出1／V0～1／Cs和1／v～1／Cs的关系模型，然后通过比较两直线方程的斜率和截距以及交点坐标的特点，判定抑制剂类型，最后根据不同类型抑制剂的动力学方向求出动力学参数。中以羧肽酶A催化底物Bz—Gly—Gly—Phc分解反应和富马酸水解成苹果酸的反应实验测定结果为例进行验证，，结果表明．利用所编程序确定的抑制剂类型与常规方法很好的吻合。在酶催化动力学研究中利用这种数据处理方法将使实验过程得到简化．实验结果更准确、更可靠。在数据处理过程中．为高效、快速确定抑制剂类型和求定动力学参数，采用了开放式计算机编程语言Matlab进行程序设计，并在中提供了程序设计流程和实用源程序清单。     

城市垃圾焚烧飞灰的水洗脱氯与水泥固化技术

利用水洗脱氯和水泥固化对垃圾焚烧飞灰进行固化/稳定化处理,研究了液固比对焚烧飞灰中氯和重金属的脱除效果的影响,以及水泥添加量和养护时间对固化体密度、抗压强度和重金属浸出毒性的影响。结果表明：水洗过程对氯离子的脱除率为60.11-74.64%,当液固比L/S=20 mL/g时,氯离子的脱除率达到最高的74.64%,但重金属Cr、Cu、Ni 和Zn在水洗过程的脱除率都小于2%。随着水泥添加量和养护时间的增加,固化体密度和抗压强度呈逐渐增大趋势。当水洗焚烧飞灰含量为10-70%时,固化体中重金属Cr、Cu、Ni 和Zn的浸出浓度远低于GB5085.3-2007规定的浸出阈值。     

中国城市垃圾处理处置发展方向

本文分析了国内外城市生活垃圾现状、处理处置技术的走向和所面临的问题,提出中国城市垃圾应开展整合管理,推广3R原则;认为堆肥化处理技术不宜在我国盲目发展,我国城市生活垃圾处理的新增方法为焚烧法,由此必须重视所带来的二恶英污染问题,所以,土地填埋应作为城市垃圾处置的主要方式.     

焚烧飞灰水泥固化体的安全性评价

通过城市生活垃圾焚烧飞灰水泥固化体中重金属的浸出毒性以及表面浸出毒性等研究 ,对焚烧飞灰水泥固化体的安全性进行了评价 .研究表明 ,水泥稳定固化焚烧飞灰的效果良好 ,焚烧飞灰水泥固化体在实际使用环境中 ,重金属浸出是一个非常缓慢的过程 ,其释放量远远低于国家标准规定值 ,而且 ,环境对微量有害物质还有包容和稀释的作用 ,因此焚烧飞灰水泥固化体不会对环境造成危害 .焚烧飞灰水泥固化体资源化利用是安全可行的 .