城市生活垃圾在程序升温和等温条件下的热解实验研究
城市生活垃圾的产量逐年增加，垃圾处理问题至关重要、亟待解决。作为垃圾热化学处理技术之一，垃圾热解技术因污染物排放低而成为倍受关注的热点技术。但是，目前国内外对垃圾热解特性还缺乏深入的了解，这对垃圾热解炉或垃圾热解-焚烧炉的设计和运行都是不利的。本文在热重分析仪以及浙江大学自行设计的快速热解实验装置上，在程序升温及等温条件下，对垃圾典型组分及其混合组分热解特性及热解动力学进行了较为详细地研究，以期能对实际垃圾热解炉或垃圾热解一焚烧炉的设计和运行提供参考。
在程序升温条件下，对垃圾单组分和混合组分的热解特性研究表明：垃圾在程序设定的缓慢升温过程中，并不是在所有温度范围内都发生热解现象，即使温度超过了样品的起始热解温度，也不是连续发生热解，而是集中在一个或几个温度区段内发生热解、析出挥发分。在程序升温条件下，混合组分热解过程中基本不受不同单组分热解的相互影响。此外，垃圾单组分与水混合热解时，不受外在水分的存在的影响，各自在各自的温度区段内完成了自己的蒸发和热解。
在等温环境下，对垃圾单组分和混合组分的热解特性研究表明：垃圾热解几乎都是集中在某个时间段内完成，但是，热解起始时刻、终止时刻不尽相同。环境温度、垃圾量、外在水分以及垃圾组分混合的变化，都会对垃圾热解反应产生影响。
在程序升温及等温条件下，对垃圾单组分和混合组分的热解动力学研究表明：热解反应机理均不能笼统地以f(α)=l-α或f(α)=(1-α)<'n>来描述，存在最优模型。最优模型才能精确地反映出热解失重转化率与温度之间的关系，最能精确地反映出热解反应机理。
在程序升温和等温条件下，对垃圾单组分和混合组分的对比研究表明：采用程序升温方式进行热解(热重)研究，主要是用来观察温度在样品热解过程中产生的影响，是一种科学实验研究方法，而在工业应用中是不存在的。程序升温热解实验结果，可为等温热解实验工况或实际热解工艺中温度的设定提供参考。而样品在等温环境下的热解特性则很近似于工业应用中的热解行为，是工业应用中的一个“缩影”，很具有实际意义。
采用程序升温方式进行热解(热重)研究，样品在热解过程中存在的吸热或放热率很小，且几乎时时刻刻与热环境保持平衡，也就是说，样品本身在热解过程中存在的吸热或放热现象对热解本身没有影响。而采用等温环境下的热解(热重)研究，因为样品升温速率很高，在热解过程中存在的吸热或放热率很大，且瞬间不能与热环境保持平衡，从而出现阻碍或加速样品热分解的现象。
城市生活垃圾;热重分析法;垃圾单组分;垃圾混合组分;热解动力学;垃圾处理
浙江大学
硕士
工程热物理
池涌;李晓东
2006
中文
X799.3;X705
76
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）