固体废弃物综合治理及其污染物控制机理的研究.pdf

同体废弃物综合治理及污染物控制机理研究 摘要 本文以人类生产过程中产生的大量固体废弃物和气体污染物的控制与治理为宗 旨，探询垃圾无害化、减量化、资源化的系统综合治理，成本低廉环境友好的垃圾处 理方法与手段是垃圾治理研究的核心内容。 根据我国城市经济发展与生活水平的不平衡对垃圾特性的影响，采用单一的垃圾 处理技术存在着诸多问题。因此，采用垃圾综合处理技术，首先去除不可回收无机物， 然后回收金属等，分选有机易腐物进行堆肥，其余可燃物用来焚烧发电供热或生产高 品质的垃圾衍生燃料进行集中处理。整个系统中，最难控制的污染物是垃圾焚烧炉所 到热解燃烧状况的影响，而垃圾特性，特别是含水率高对垃圾稳定燃烧产生严重的影 响。推动我国居民生活垃圾进行家庭干湿分类成为必然，其实施简单，可操作性强， 效果显著，这需要每个公民的积极参与，对垃圾处理将起到推动作用。发酵液、气化 发电净化过程中产生的污水和垃圾焚烧炉水磨除尘器的水经处理后，全部循环利用。 系统的灰渣排放主要来源于垃圾焚烧炉底灰、除尘器收集的飞灰、垃圾气化发电净化 系统水洗灰与垃圾堆肥分离出来的无机废物，最终主要采用填埋处理。研究堆肥过程 中的重金属分布与迁移，在提高肥料有机质的同时，控制其有毒重金属含量，发酵垃 圾采用干式破碎后，肥料的营养成分如有机质和氮含量有明显提高。 换热器管壁积灰中Cl的含量明显高于其它积灰中的含量，氯含量在小颗粒上更倾 向于以无机盐的形式聚集，这对换热器存在极大的腐蚀隐患。积灰中的氯化物经过反 应产生Hcl和cl。，穿过疏松的灰渣膜向金属扩散发生腐蚀。垃圾灰渣中氯的存在严重 制约着过热蒸汽温度的提高，从而影响垃圾焚烧余热锅炉的发电效率。针对如何清除 受热面积灰与避免腐蚀对设备运行的影响，基于垃圾灰熔点普遍比较低等熔融特性的 研究，提出了垃圾焚烧灰熔融一体化处理的思路，减轻受热面积灰与腐蚀。另一方面 通过对吹灰器清除积灰的机理研究，揭示了声波吹灰器清灰的机理是其直接作用于受 热面而非灰本身。 摘 要 化学反应平衡的限制，燃烧状况特别是氧含量对NOx的生成影响比较大。含氮量高的 RDF燃烧产生NOx的浓度明显高于低含氮燃料所产生的。 采用数值模拟的方法研究了废木料焚烧炉的流动与燃烧状况，以预见不同条件下 废木料燃烧与污染物的排放。应用RNGk—e双方程模型联合几率分布函数的组分输运 方程对废木料焚烧炉迸行数值模拟，计算结果揭示了各种燃烧条件下，燃烧室内的速 度场和温度场分布及cO、0。和cO。等浓度分布，有助于改善废木料的高效气化燃烧，为 垃圾燃烧模拟的进一步发展奠定了基础。 在加热过程中，如何及时准确地获得样品重量和颗粒温度对各种快速反应器是至 关重要的，其中丝网加热器是比较实用的有效手段。在此基础上，一种新型的快速加 热装置一铂膜反应器在本实验中得到了应用，而铂膜加热器在高达1500℃的情况下，具 有良好的稳定性能。石灰石分解与吸收二氧化碳的化学循环在烟气或合成气中分离 C吼、合成氨、能量储存、化学热泵和吸收二氧化碳促进燃料电池的制氢等方面的应用 前景，碳酸钙分解反应动力学与吸收二氧化碳特性等机理研究受到越来越多的重视。 实际运行中，石灰石的分解反应在加热速率达1000℃／s甚至更高的情况下进行，而以 往的大部分研究在2℃／s的加热速率以下进行，加热速率的极大差异对化学反应研究 造成一定的局限。本文对石灰石加热速率高达750℃／s下的分解反应特性，及其对分 解后产生的氧化钙吸收CO。和脱硫的化学反应特性的影响进行了研究。实验表明，初始 加热阶段升温速率高明显阻碍了煅烧分解的进行，但这对分解后的CaO吸收C0。的效果 影响不大。当加热速率升高时，石灰石分解后吸收二氧化碳和脱硫过程中的钙利用率 灰石中钙的利用率都维持在比较高的水平。石狄石分解后产生的氧化钙的利用率增长 比石灰石的分解率增长慢，分解率高，吸热量也高，因此，简单地提高石灰石的分解 率并不是提高石灰石钙利用率的最佳选择。 关键词：垃圾综合处理，重金属迁移，数值模拟，灰渣熔融，腐蚀，垃圾衍生燃料 快速加热，化学循环捕集二氧化碳 ㈣体废穿物综合清理及污染物控制机理研究 Contml Trea