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城市生活垃圾低污染气化熔融系统研究

环境科学 2006年第2期27卷 381-385页

作者：肖刚倪明江池涌金余其张加权缪麒岑可法浙江大学机械与能源工程学院热能工程研究所能源清洁利用国家重点实验室杭州310027

为彻底消除城市生活垃圾焚烧过程中的二次污染,对流化床气化与旋风燃烧熔融系统进行了研究.我国典型城市生活垃圾流化床气化试验表明,最佳气化温度为600℃左右;对垃圾焚烧飞灰进行熔融特性试验表明,垃圾焚烧飞灰在1 300℃左右、垃圾掺... 详细信息

为彻底消除城市生活垃圾焚烧过程中的二次污染,对流化床气化与旋风燃烧熔融系统进行了研究.我国典型城市生活垃圾流化床气化试验表明,最佳气化温度为600℃左右;对垃圾焚烧飞灰进行熔融特性试验表明,垃圾焚烧飞灰在1 300℃左右、垃圾掺煤焚烧飞灰在1 400℃左右时,能顺利熔融,二分解率99.99%以上,重金属有效固化.结合我国实际,提出了2种气化熔融系统方案:①基于垃圾综合处理的筛上物气化熔融技术方案;②原生垃圾+辅助燃料气化熔融技术方案;并进行相应的热力性能分析,研究表明2种方案都能较好满足气化熔融要求.

关键词：城市生活垃圾(MSW) 低污染气化熔融二嗯哄重金属系统方案

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我国城市固体废弃物气化熔融的特性

燃烧科学与技术 2013年第5期19卷 418-424页

作者：张立静余渡江黄群星池涌浙江大学能源清洁利用国家重点实验室杭州310027

为研究气化熔融技术对国内城市生活垃圾的适应性，以气化熔融试验台为原型，从热化学平衡角度建立了气化熔融工艺模拟模型．通过研究我国11种混合城市生活垃圾的气化熔融性质，得到了满足气化熔融温度要求的垃圾最大含水率和最佳过量空... 详细信息

为研究气化熔融技术对国内城市生活垃圾的适应性，以气化熔融试验台为原型，从热化学平衡角度建立了气化熔融工艺模拟模型．通过研究我国11种混合城市生活垃圾的气化熔融性质，得到了满足气化熔融温度要求的垃圾最大含水率和最佳过量空气系数，并分析了垃圾热值对最大含水率的作用规律以及过量空气系数、含水率和氧浓度对气化产物的影响．结果表明，过量空气系数在0．3～0．4之间时，气化产物热值最高．随着垃圾含水率的升高，冷气效升高，气化和熔融温度降低．

关键词：城市固体废弃物气化熔融 Aspen Plus 模拟

气化熔融处理城市生活垃圾时灰渣的熔融特性及行为研究

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气化熔融处理城市生活垃圾时灰渣的熔融特性及行为研究

作者：李欣重庆大学

学位级别：硕士

采用直接气化熔融技术来处理城市生活垃圾,能避免传统处理方式带来的二次污染,产生的熔融灰渣,还能作为建材利用,实现了生活垃圾处理的“减量化、无害化、资源化”。本文采用实验研究和理论分析相结合的方法,研究灰渣的熔融特性和熔融行... 详细信息

采用直接气化熔融技术来处理城市生活垃圾,能避免传统处理方式带来的二次污染,产生的熔融灰渣,还能作为建材利用,实现了生活垃圾处理的“减量化、无害化、资源化”。本文采用实验研究和理论分析相结合的方法,研究灰渣的熔融特性和熔融行为,并结合灰渣熔点、粘度及炉温状况,获得了达到灰渣熔融与液态出渣所需炉温的煤比及鼓风条件。①重庆生活垃圾及辅助燃料煤的分析表明,生活垃圾水分含量较高、热值低;垃圾灰与煤灰主要由Si02、Al2O3、CaO、Fe2O3等物质组成,它们占各自灰分组成的82.9%与88.8%,另外还含有少量的Mg、K、Na、Ti、S等的氧化物。②灰渣的TG-DSC研究表明,煤灰的加入,会降低垃圾灰渣的熔融潜热,而且会引起垃圾灰渣平均比热的升高。煤比为0～50%时灰渣的熔融潜热为145.3～252.6KJ/Kg,平均比热为1.06～2.36KJ/Kg·℃。③灰渣熔点和粘度的实验研究表明,灰渣熔点随煤比增加而升高,并且随CaO添加量的增多而增大;灰渣粘度活化能随煤比的增加而升高,向煤比为20%的灰渣中加入一定量的CaO虽能起到降低灰渣粘度的作用,但却较大幅度的增加了灰渣的熔点,故不宜向其中加入CaO。④对灰渣熔融行为的研究表明,煤比较低(20%)时,灰渣中以、钾云母、假硅灰石等低熔点相为主,因而熔点较低、粘度较小,故更容易熔融与液态出渣;增加煤比至50%以及添加CaO后,渣中灰渣中的低熔点相减少,熔点较高的相如硅酸钙、钙镁黄长石、钙铝黄长石等相逐渐增多,以致灰渣熔点会逐步升高、流动性变差,从而不利于灰渣的熔融与液态出渣。⑤对炉温的理论计算及分析表明,煤比、鼓风温度及富氧均对炉温有显著影响,其中鼓风含氧量对炉温的影响最大,其次是煤比,第三是鼓风温度。气化熔融处理重庆生活垃圾的最佳煤比为20%,此煤比时,达到灰渣熔融与液态出渣的鼓风条件为:当氧含量为21%时,鼓风温度大于400℃;当氧含量为24%时,鼓风温度大于200℃;当氧含量为27%及以上时,常温鼓风即可。

关键词：气化熔融灰渣熔融特性熔融行为炉温

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城市垃圾气化熔融工艺的理论计算和技术分析

动力工程 2004年第1期24卷 125-131页

作者：李水清姚强李润东池涌清华大学热能工程系北京100084 清华大学环境科学与工程系北京100084 浙江大学热能工程研究所杭州310027

城市垃圾气化熔融焚烧技术因能有效地抑止二恶英和重金属生成而日益受到重视。首先从热力学角度建立了城市垃圾气化熔融工艺临界热值的计算模型,具体分析了垃圾中水份、灰份和有机成份的变化对临界热值的影响。结果表明:随着空气预热从2... 详细信息

城市垃圾气化熔融焚烧技术因能有效地抑止二恶英和重金属生成而日益受到重视。首先从热力学角度建立了城市垃圾气化熔融工艺临界热值的计算模型,具体分析了垃圾中水份、灰份和有机成份的变化对临界热值的影响。结果表明:随着空气预热从25℃提高到250℃,垃圾临界热值从8.7MJ/kg减少6.4MJ/kg,而垃圾中灰份过高也不利于气化熔融工艺。继而从气-固反应器的角度比较了回转窑、流化床和炼钢高炉作为基础炉型的气化熔融工艺的技术特点和适用条件,为国内未来垃圾气化熔融工艺的选择提供了参考。

关键词：环境工程学城市垃圾固体污染防治临界热值理论计算气化熔融

超低挥发分燃料应用于直接气化熔融系统的Aspen Plus模拟

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新能源进展 2023年第4期11卷 303-310页

作者：李良钰王肖肖王毅斌谭厚章于力仲西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049 北京中能倍力科技有限公司北京101400

超低挥发分燃料的利用是我国煤炭清洁高效梯级利用技术的瓶颈。提出一种可应用于超低挥发分燃料的直接气化熔融系统,以蒸汽−氧气为气化剂生产高热值合成气。系统适应性广并可实现连续或间歇自动排渣。利用Aspen Plus软件对系统建立平衡... 详细信息

超低挥发分燃料的利用是我国煤炭清洁高效梯级利用技术的瓶颈。提出一种可应用于超低挥发分燃料的直接气化熔融系统,以蒸汽−氧气为气化剂生产高热值合成气。系统适应性广并可实现连续或间歇自动排渣。利用Aspen Plus软件对系统建立平衡模型,并通过实际试验结果进行验证,模拟结果和小试结果吻合较好。探索了氧气当量比、蒸氧比、原料含水率、水冷夹套散热对蒸汽−氧气氛围下的直接气化熔融系统气化性能的影响。结果表明,原料含水率和系统散热对系统气化指标的影响较小,氧气当量比小于0.223时,氧气当量比对系统影响不明显。该系统不适合通过增加蒸氧比来调整H_(2)/CO比以合成甲醇等高附加值产品。系统以兰炭为低挥发分燃料代表,氧气当量比推荐取0.208~0.254,蒸氧比推荐在1.35以下。进一步探索了系统超低挥发分燃料的利用方式,以期为其实际运行提供参考。

关键词：气化熔融超低挥发分燃料 Aspen Plus 蒸汽−氧气气化

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污泥SDF气化熔融中试试验研究

污泥SDF气化熔融中试试验研究

作者：杨超杭州电子科技大学

学位级别：硕士

随着污泥产量快速增长,污泥处理处置行业也迅速发展。但我国目前的污泥处置能力仍旧不足,污泥处置有着广阔的发展空间。固体废物高温气化熔融技术因其减量效果好、二次污染小、熔渣可资源化等优点而具有广泛的应用前景,并且在国外已有... 详细信息

随着污泥产量快速增长,污泥处理处置行业也迅速发展。但我国目前的污泥处置能力仍旧不足,污泥处置有着广阔的发展空间。固体废物高温气化熔融技术因其减量效果好、二次污染小、熔渣可资源化等优点而具有广泛的应用前景,并且在国外已有一定应用。虽然污泥直接单独处理难度较大,但对污泥进行协同处置(如污泥与煤、垃圾混合掺烧发电、水泥窑协同处置等)已取得了一定进展和应用。因此对污泥进行合理配伍后得到均一稳定的污泥衍生燃料(SDF),并对其进行高温气化熔融处置将是一个可行的路线。本文以工业污泥衍生燃料SDF的气化熔融技术开发与应用为背景,从SDF在气化熔融炉中的床层特性入手,首先进行了气流通过散料层的床层阻力特性研究和负载压力下的热环境模拟研究。在此基础上,对SDF中试气化熔融炉和系统工艺参数进行了设计,并进行了系统物料衡算和能量衡算。根据理论研究结果,进一步在SDF气化熔融中试装置上进行了 SDF气化熔融的中试试验特性的初步研究。床层阻力特性和热环境测试表明,气化熔融炉设计料层高度可以抵抗上方物料压迫作用,并在后续的中试试验中得到了进一步的验证。气流通过散料层的测试表明SDF的物理形状在随机入炉过程中的叠放方式下的空隙率能保证入炉的空气量并维持微正压运行。搭建完成的SDF气化熔融中试试验系统的处理量为1.5 t/d,主要包括控气系统、气化熔融系统、状态监测系统和残渣回收系统。对SDF的气化熔融处理进行了初步的中试试验。对气化熔融过程中的烟气污染物和熔融后的熔渣进行了分析,结果表明烟气中二噁英类物质含量仅为0.01 TEQ ng/m3;熔渣毒性浸出试验表明,熔融处置后大多数重金属都能得到有效固化,浸出浓度远低于国家标准所规定的上限。并对熔渣制备免烧砖的可行性进行了初步研究,70%掺渣量下免烧砖可达到混凝土实心砖(GB/T 21144-2007)中MU15等级要求。此外还获得了一系列中试试验过程状态数据,并观测到炉体运行过程中的薄弱环节,为后续气化熔融系统的设计改造和扩大生产提供了技术依据。研究结果表明工业污泥衍生燃料SDF气化熔融技术可实现污泥处置的无害化、减量化、资源化预期目标,具有良好的应用前景。

关键词：污泥衍生燃料气化熔融中试试验

MSW气化熔融工艺全流程模拟与熔渣捕集过程研究

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MSW气化熔融工艺全流程模拟与熔渣捕集过程研究

作者：党文波西安石油大学

学位级别：硕士

随着我国经济快速发展,人民生活水平的不断提高,城市固体废弃物(Municipal Solid Waste,简称MSW)产量大幅度增加带来的环境问题日益严重。垃圾气化熔融技术能够实现垃圾的无害化、减容化和资源化处理。由于垃圾气化熔融系统是由多个工... 详细信息

随着我国经济快速发展,人民生活水平的不断提高,城市固体废弃物(Municipal Solid Waste,简称MSW)产量大幅度增加带来的环境问题日益严重。垃圾气化熔融技术能够实现垃圾的无害化、减容化和资源化处理。由于垃圾气化熔融系统是由多个工艺单元组成,每个单元前后之间相互影响,目前研究大多针对MSW的热解特性以及污染物的生成与排放,而对气化熔融工艺系统模块之间的影响和每个反应器间物质流、能量流的联动变化过程研究不足。本文主要对MSW气化熔融工艺全流程模拟,研究气化熔融系统中燃料参数、操作参数和垃圾掺混对工艺流程节点参数、物质流和能量流的影响,以便更好地得到全流程运行规律和最佳运行参数;为了提高旋风熔融炉的捕渣效率,本文提出一种新型环形旋风熔融炉,利用数值计算方法模拟环形旋风熔融炉内气固两相流场,对环形旋风熔融炉的颗粒运动和熔渣捕集过程进行研究,找出影响环形旋风熔融炉内颗粒运动和熔渣捕集效率的因素,为环形旋风熔融炉运行规律和结构尺寸提供一定的参考价值。首先利用Aspen Plus流程模拟软件建立垃圾气化熔融模拟流程,将实际过程分为干燥、热解、气化和熔融四个阶段,将RStoic模块用于干燥段,RYield模块和RGibbs模块用于热解气化段,RGibbs模块用于熔融段。并且确定了MSW气化熔融的热解温度,得到最佳热解温度为500℃。对MSW气化熔融基本工况进行了模拟,结果表明垃圾气化产物以可燃性气体氢气和一氧化碳为主,不同的气化剂对垃圾气化熔融模拟结果有明显的影响,主要表现为碳转化率、合成气低位热值和热解气化阶段所需能量输入的不同。其次对垃圾气化熔融全流程进行模拟,讨论燃料参数(垃圾含水率、飞灰熔融温度)、操作参数(干燥温度、气化温度、化学当量比)对垃圾气化熔融过程中流程节点参数、物质流和能量流的影响。模拟结果表明当垃圾含水率低于9%时垃圾气化熔融系统能通过烟气循环达到能量自给;以水蒸气作为气化剂的气化效果最好,当气化温度为850℃,水蒸气比例为0.5时系统气化效果达到最佳。同时将垃圾分别与煤粉和生物质秸秆掺混,研究垃圾协同气化熔融的特性。结果表明垃圾掺混后气化熔融有效合成气产率和合成气低温热值都比垃圾单独气化熔融时有所增大,且垃圾与煤粉掺混结构优于垃圾与生物质秸秆掺混。最后利用Fluent软件对环形旋风熔融炉内气固两相流流场运动规律以及熔渣捕集过程进行数值模拟。通过改变环形旋风熔融炉结构参数(环形旋风熔融炉的环比)和运行参数(二次风速和颗粒粒径的大小),研究炉内速度场和压力场对颗粒运动与熔渣捕集效率的影响。研究表明随着环比的增大,内环近壁面处流场切向速度与轴向速度越大;二次风速影响二次风口以上区域流场,二次风速越大对该区域内卷吸作用越大,颗粒被捕集越靠近熔融炉上部分区域;当环比为4:1时环形旋风熔融炉的捕渣率最大;细小颗粒在内环上更容易被捕集,当粒径很小时,二次风速对内环壁面捕集颗粒的影响越小。

关键词：生活垃圾气化熔融全流程模拟环形旋风熔融炉熔渣捕集

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气化熔融技术处理城市生活垃圾研究进展

工业炉 2013年第1期35卷 39-42页

作者：段翠九曾纪进陈国艳清华大学热能工程系福建省丰泉环保控股有限公司中德(中国)环保有限公司

气化熔融技术处理后的灰渣中二恶英含量和重金属浸出毒性都符合相关标准。气化熔融技术可分为灰渣全熔融的气化熔融技术和飞灰熔融的气化熔融技术,其中飞灰熔融的气化熔融技术较适合处理低热值城市生活垃圾。垃圾成分不同,最佳气化温度... 详细信息

气化熔融技术处理后的灰渣中二恶英含量和重金属浸出毒性都符合相关标准。气化熔融技术可分为灰渣全熔融的气化熔融技术和飞灰熔融的气化熔融技术,其中飞灰熔融的气化熔融技术较适合处理低热值城市生活垃圾。垃圾成分不同,最佳气化温度也相应改变,根据不同地区垃圾成分的差异设定适合的气化温度、优化炉膛参数是非常有必要的。炉膛内加入SiO2和CaO可降低灰渣的熔融温度,增加重金属固化率。

关键词：城市垃圾气化熔融重金属添加剂

等离子体医疗废弃物气化熔融系统CO超标问题分析及控制方案

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中国科技期刊数据库工业A 2023年第4期 49-53页

作者：邹晓鹏江苏天楹等离子体科技有限公司上海分公司上海200135

本文针对某等离子体医疗废物气化熔融系统存在的CO超标问题,结合项目运行数据进行了系统分析,并利用数值模拟方法对二燃室风道结构进行优化。结果表明:系统CO超标存在两种原因,一是气化熔融炉合成气波动,二燃室调节不及时;二是二燃室中... 详细信息

本文针对某等离子体医疗废物气化熔融系统存在的CO超标问题,结合项目运行数据进行了系统分析,并利用数值模拟方法对二燃室风道结构进行优化。结果表明:系统CO超标存在两种原因,一是气化熔融炉合成气波动,二燃室调节不及时;二是二燃室中合成气与二次风混合不充分,燃烧不充分。通过在急冷塔安装氧量分析仪辅助二燃室控制以及优化二燃室二次进气风道结构等技术改造措施,有效降低了系统烟气一氧化碳浓度,确保系统长期稳定运行。

关键词：医疗废弃物气化熔融一氧化碳控制数值模拟