城市生活垃圾和污泥低温热解研究
随着城市化的发展，城市生活垃圾大量排出，且污泥也以每年15％以上的速度增加。由于上述固体废弃物中大部分是可燃性有机废物，蕴藏着大量热能，如能回收利用则可作为替代能源使其资源化。在多年的探索中，低温热解作为具有多方面优势的处理方法更显示出其广阔的应用前景。
本研究用自行设计的外热式固定床反应器，分别以城市生活垃圾中9种典型组分的混合物及污泥为实验物料，在300℃-700℃之间对其进行低温热解的实验研究。由于热解的终温对于热解反应程度具有很大的影响，因此本文着重就不同的热解终温下的热解规律从多方面进行了探讨。结果表明：
城市生活垃圾热解的固体燃料化过程中，随着热解温度的提高，固体燃料挥发分含量减少，固定炭和灰分增加，在300℃到550℃温度段，挥发分随热解温度变化较快；固体燃料热值随热解温度的升高而缓慢降低。另外，着火点随热解温度的提高而增大，在400℃以下时变化幅度较大。与垃圾物料相比，低温热解所得固体燃料的堆密度提高2.1倍，体积热值提高约6倍。可见，通过对城市生活垃圾低温热解取得固体燃料过程的分析，可知低温热解不仅改善了固体废弃物作为固体燃料的特性，而且使体积减少，提高了体积热值和着火点，为固体燃料储存运输和燃烧过程降低成本和安全方面提供了有利条件。
污泥的热解表明：在300℃-500℃温度范围内，污泥热解所得固体产率随温度升高而下降，得到的固体产率占污泥干重89％-73.5％。同时，热解温度提高，完成热解反应所需的时间缩短，热解气的总产率、最大瞬时产率增加，400℃最大瞬时产气率为3.4L/(g·min)，500℃时最大的瞬时产气速率是4.8L/(g·min)，约为300℃时的3倍。不同热解温度瞬时产率总的变化趋势基本一致，即热解反应开始后很短的时间内(10～25min)瞬时产气率达到最大值，随后变缓，直至反应结束。可见，这些规律为城市污泥低温热解的实际工程应用提供了可靠的基础性资料。
城市生活垃圾;城市污水厂污泥;低温热解;固定床反应器;垃圾资源化
天津大学
硕士
热能工程
安大伟
2005
中文
X799.3;X703;TQ051.14
55
2006-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）