城市生活垃圾热解炭化工艺及炭化物特性研究
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本研究采用自行设计的固定床式热解炭化炉,以南京城市生活有机垃圾的5种主要组分的典型配比为试验原料,对原料进行酸洗预处理和固化成型制RDF,在300℃~700℃的热解炭化温度下对RDF的热解炭化工艺进行研究,预试验结果显示热解炭化温度对热解炭化工艺影响最显著,因此本文着重就不同热解炭化温度下制得的RDF炭化物cRDF和cRDF-AT的燃烧特性和吸附特性进行探讨。cRDF燃烧特性试验主要在热分析仪上进行,通过热重曲线获取试样的着火特性参数、燃烧特性指数和燃烧动力学参数,对cRDF的燃烧特性进行全面评价。吸附特性试验主要研究cRDF对有毒蒸汽的常温静态吸附,先对试样进行比表面积测试,然后对不同热解炭化温度下制得的cRDF和cRDF-AT进行常温静态吸附甲醛溶液蒸汽和氨水溶液蒸汽试验。RDF原料来源于城市生活垃圾废弃物,热解炭化后制成cRDF,作为燃料其能源化利用可缓解化石燃料紧张带来的能源问题,作为吸附材料其材料化利用可达到以废治废的目的,同时可以作为其它吸附材料的替代物,还有就是其拥有无需再生处理的优势。
致谢 | 第3-4页 |
摘要 | 第4-5页 |
Abstract | 第5页 |
1 绪论 | 第8-18页 |
1.1 课题背景 | 第8-12页 |
1.1.1 世界及我国的能源与环境问题 | 第8-9页 |
1.1.2 我国城市生活垃圾处理现状 | 第9-12页 |
1.2 城市生活垃圾热解炭化国内外研究现状 | 第12-15页 |
1.2.1 国外研究现状 | 第12-13页 |
1.2.2 国内研究现状 | 第13-15页 |
1.3 研究内容、目的和方法 | 第15-17页 |
1.4 意义及创新点 | 第17-18页 |
2 RDF 热解炭化试验研究 | 第18-32页 |
2.1 RDF 简介 | 第18-19页 |
2.2 RDF 试样的制备 | 第19-20页 |
2.2.1 原料准备 | 第19页 |
2.2.2 酸洗预处理 | 第19-20页 |
2.2.3 成型试验研究 | 第20页 |
2.3 RDF 热解炭化工艺参数选取 | 第20-27页 |
2.3.1 影响热解炭化的因素 | 第20-22页 |
2.3.2 热解炭化温度 | 第22-24页 |
2.3.3 升温速率 | 第24-26页 |
2.3.4 滞留时间 | 第26页 |
2.3.5 氛围气体 | 第26-27页 |
2.4 RDF 炭化结果与分析 | 第27-31页 |
2.4.1 热解各相产物得率分布 | 第27-28页 |
2.4.2 热值分析 | 第28-29页 |
2.4.3 pH 值分析 | 第29-31页 |
2.5 本章小结 | 第31-32页 |
3 cRDF 燃烧特性试验研究 | 第32-52页 |
3.1 热分析理论 | 第32-33页 |
3.2 试验原料和仪器 | 第33页 |
3.2.1 试验原料 | 第33页 |
3.2.2 试验仪器 | 第33页 |
3.3 试验结果与分析 | 第33-50页 |
3.3.1 RDF 五种组分燃烧TG-DTG-DTA 曲线分析 | 第33-36页 |
3.3.2 RDF 和cRDF 燃烧TG-DTG-DTA 曲线分析 | 第36-42页 |
3.3.3 试样着火特性分析 | 第42-43页 |
3.3.3.1 着火温度 | 第42-43页 |
3.3.3.2 火焰稳燃指数 | 第43页 |
3.3.4 燃烧特性指数 | 第43-45页 |
3.3.5 燃烧动力学参数 | 第45-50页 |
3.3.5.1 动力学模型建立 | 第45-46页 |
3.3.5.2 动力学模型计算 | 第46-49页 |
3.3.5.3 动力学模型结果分析 | 第49-50页 |
3.4 本章小结 | 第50-52页 |
4 cRDF 吸附特性试验研究 | 第52-61页 |
4.1 吸附理论及相关研究 | 第52-53页 |
4.2 比表面积试验 | 第53-54页 |
4.2.1 试验原料 | 第53页 |
4.2.2 试验方法 | 第53页 |
4.2.3 结果与讨论 | 第53-54页 |
4.3 常温蒸汽吸附试验 | 第54-60页 |
4.3.1 试验原料 | 第54页 |
4.3.2 试验方法 | 第54-55页 |
4.3.3 结果与讨论 | 第55-60页 |
4.3.3.1 cRDF 对水溶液蒸汽的吸附性能 | 第55-56页 |
4.3.3.2 cRDF 对甲醛溶液蒸汽的吸附性能 | 第56-58页 |
4.3.3.3 cRDF 对氨水溶液蒸汽的吸附性能 | 第58-60页 |
4.4 本章小结 | 第60-61页 |
5 全文总结及进一步工作展望 | 第61-64页 |
5.1 全文总结 | 第61-62页 |
5.2 进一步工作展望 | 第62-64页 |
6 参考文献 | 第64-68页 |
详细摘要 | 第68-71页 |
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