马弗炉及循环流化床焚烧炉中城市生活垃圾干燥过程的试验研究

论文摘要

垃圾焚烧技术由于具有明显的减量化、资源化、无害化等优点而得到了越来越广泛的应用,然而我国城市生活垃圾的含水量普遍高达45%以上,给垃圾焚烧带来了一系列困难,作为城市生活垃圾焚烧技术研究的一部分,本文主要针对土豆块、西瓜皮、办公废纸、纯棉布块、木块、纸板、树枝七种典型城市生活垃圾在马弗炉和循环流化床内进行了干燥试验研究。对上述典型城市生活垃圾在炉内的干燥试验数据进行了整理,获得了一系列干燥特性曲线,并分析了干燥温度、风速、床层高度、垃圾尺寸等影响因素对干燥过程的影响,对垃圾的干燥过程进行了动力学分析和传热传质分析。研究发现:1、增大垃圾的比表面积,可以有效提高垃圾的干燥速率;2、马弗炉内干燥温度由100℃提高到200℃时,土豆块的最大干燥速率增加了2倍,其余六种垃圾的最大干燥速率都增加了3倍;3、循环流化床的进风风速越大,垃圾的干燥速率也越大,循环流化床的床层高度越小,垃圾的干燥速率越大;4、获得了七种垃圾的干燥活化能,确定了垃圾干燥反应过程的Arrhenius方程,以及垃圾干燥的失水率随干燥时间变化的函数关系;5、分析了热流密度对干燥的影响,获得了木块在马弗炉内的辐射换热系数随温差的线性变化关系,以及木块、土豆块在干燥过程中的有效平均湿分扩散系数随干燥温度的线性变化关系。本研究可为改进和设计新型焚烧炉以便适应我国城市生活垃圾高水分、低热值的特点提供工程依据,并为焚烧条件下垃圾干燥过程的传热传质研究提供基础数据。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 序
• 1 引言
• 1.1 研究背景和意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 城市生活垃圾焚烧炉主要炉型概述
• 1.2.1 炉排型焚烧炉
• 1.2.2 流化床焚烧炉
• 1.2.3 炉排-循环床组合垃圾焚烧炉
• 1.2.4 利用垃圾焚烧烟气对垃圾进行预热干燥
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 研究内容
• 2 城市生活垃圾干燥过程的试验设计
• 2.1 试验台架及主要仪器
• 2.2 试验方案
• 2.2.1 试验对象的选取
• 2.2.2 试验工况
• 2.2.3 试验操作方案
• 3 城市生活垃圾在马弗炉内的干燥试验
• 3.1 垃圾几何尺寸对干燥过程的影响
• 3.1.1 土豆块的干燥
• 3.1.2 办公废纸的干燥
• 3.1.3 木块的干燥
• 3.1.4 纸板的干燥
• 3.1.5 树枝的干燥
• 3.2 干燥温度对干燥过程的影响
• 3.2.1 土豆块的干燥
• 3.2.2 西瓜皮的干燥
• 3.2.3 办公废纸的干燥
• 3.2.4 纯棉布块的干燥
• 3.2.5 木块的干燥
• 3.2.6 纸板的干燥
• 3.2.7 树枝的干燥
• 3.3 本章小结
• 4 城市生活垃圾在循环流化床内的干燥试验
• 4.1 温度对干燥过程的影响
• 4.1.1 土豆块的干燥
• 4.1.2 木块的干燥
• 4.1.3 纸板的干燥
• 4.2 进风风速对干燥过程的影响
• 4.3 床层高度对干燥过程的影响
• 4.4 本章小结
• 5 城市生活垃圾干燥动力学分析
• 5.1 干燥动力学概述
• 5.2 干燥动力学参数计算
• 5.2.1 土豆块动力学参数计算
• 5.2.2 西瓜皮动力学参数计算
• 5.2.3 办公废纸动力学参数计算
• 5.2.4 纯棉布块动力学参数计算
• 5.2.5 木块动力学参数计算
• 5.2.6 纸板动力学参数计算
• 5.2.7 树枝动力学参数计算
• 5.3 垃圾干燥的动力学结果分析
• 5.4 本章小结
• 6 城市生活垃圾在焚烧炉内干燥的传热传质分析
• 6.1 不同垃圾对干燥过程的影响
• 6.2 相同垃圾在两种炉内干燥过程的对比分析
• 6.3 干燥过程中单元垃圾温度变化规律分析
• 6.4 干燥过程的传热分析
• 6.4.1 木块在马弗炉内干燥过程中辐射换热量的计算
• 6.4.2 木块在马弗炉内不同热流密度下的干燥速率分析
• 6.4.3 木块在马弗炉内干燥过程中的辐射换热系数分析
• 6.5 干燥过程的传质分析
• 6.5.1 木块在马弗炉内干燥过程中的湿分扩散分析
• 6.5.2 土豆块在马弗炉内干燥过程中的湿分扩散分析
• 6.6 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 本文结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集