餐廚垃圾熱解實(shí)驗(yàn)研究及快速熱解反應(yīng)器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，居民生活水平不斷提高，餐廚垃圾的產(chǎn)生量日益增大。然而，大部分餐廚垃圾尚未得到有效合理的處理利用。熱解方法由于能夠有效實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的無(wú)害化、減量化、資源化利用而在固體廢棄物處理方面得到廣泛應(yīng)用。本文圍繞熱解方法處理餐廚垃圾進(jìn)行了一系列的研究。
　　利用熱重-紅外聯(lián)用技術(shù)及管式爐反應(yīng)器研究了餐廚垃圾的熱解行為。首先進(jìn)行了餐廚垃圾的熱解動(dòng)力學(xué)計(jì)算。餐廚垃圾的熱解過(guò)程分為兩個(gè)階段，溫度區(qū)間分別為30～354℃、3

2、54～650℃。兩個(gè)階段熱解動(dòng)力學(xué)反應(yīng)模型函數(shù)積分形式均為g(α)=(1-α)-1-1，但第二階段活化能較大，熱解過(guò)程第二階段需要更高的反應(yīng)能量。熱解溫度為500℃時(shí)可基本滿足餐廚垃圾的減量化處理要求。對(duì)升溫速率為19.75℃/min，熱解終溫為500℃的熱解產(chǎn)物進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，氣體產(chǎn)物主要是CO和CH4；固體產(chǎn)物焦的恒容低位發(fā)熱量為20.33 MJ/kg；液體產(chǎn)物焦油主要是醇和烴，占焦油總量的70.55%。通過(guò)分析不同熱解溫度焦

3、的紅外譜圖、元素組成及熱解過(guò)程的小分子氣體釋放規(guī)律，探究了餐廚垃圾的熱解機(jī)理。290℃時(shí)，餐廚垃圾中肽鍵斷裂，釋放出大量CO2和CO；350℃時(shí)，脂類化合物已經(jīng)完全分解或揮發(fā)；500℃時(shí)，焦中甲基及亞甲基峰消失，釋放出大量烴類；未分解的物質(zhì)主要是淀粉。最后考察了升溫速率對(duì)熱解產(chǎn)物分布的影響。提高升溫速率，焦收率基本不變，焦油收率下降，氣體產(chǎn)物收率增加。
　　對(duì)餐廚垃圾熱解產(chǎn)物焦進(jìn)行了氣化實(shí)驗(yàn)研究。在熱重分析儀內(nèi)進(jìn)行了餐廚垃圾熱解焦

4、的CO2氣化實(shí)驗(yàn)，使用混合反應(yīng)模型求得餐廚垃圾熱解焦的氣化動(dòng)力學(xué)參數(shù)。在管式爐反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行了餐廚垃圾熱解焦的CO2及水蒸氣氣化實(shí)驗(yàn)，考察氣化溫度對(duì)產(chǎn)氣量及氣體成分的影響。結(jié)果表明，800℃時(shí)，餐廚垃圾熱解焦即可完全氣化。提高氣化溫度，氣化產(chǎn)氣量及產(chǎn)氣速率增加。CO2氣化氣體產(chǎn)物主要是CO，水蒸氣氣化氣體產(chǎn)物主要是CO、H2和CO2。水蒸氣氣化溫度明顯低于CO2氣化溫度；提高氣化溫度，水蒸氣氣化氣中CO含量升高，CO2含量降低，這些現(xiàn)象可