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由于固体废弃物带来环境污染,故迫切需要寻求将固体废弃物资源化及能源化利用的方法。焚烧法是可同时实现废物无害化、减量化和资源化的处理技术,在发达国家被广泛采用。循环流化床燃烧技术是一种具有稳燃性能好、燃烧效率高、污染排放低特点的燃烧技术。
对于热值及成分多变的固体废弃物,循环流化床焚烧炉具有其独特的优势。由于焚烧固体废弃物热值相对较低,在焚烧固体废弃物时常需加入煤、油等化石燃料助燃,因此,对固体废弃物与煤在循环流化床混合燃烧的研究工作有很大的必要,如何保证固体废弃物与煤在循环流化床中的稳定、高效、洁净燃烧是固体废弃物焚烧处理亟需研究的课题。
本文研究主要包括以下三个方面:
1.固体废弃物与煤混燃发电清洁发展机制(CDM)项目案例分析。
对CDM方法学研究中的关键问题,如基准线确定、项目的额外性、基于项目的温室气体减排量和减排成本进行分析。
以广东省固体废弃物与煤混合燃烧发电技术应用为CDM项目案例,基于三个基准线,应用增量成本分析方法,计算了不同燃料比例时,固体废弃物与煤混燃发电的单位碳减排成本,并对其进行了敏感性分析。结果表明,固体废弃物与煤混燃发电CDM项目单位碳减排成本在76~111美元/t-CO<,2>之间。在混燃中,年处理生物质9.1×10<4>~36.4×10<4>t时,能实现CO<,2>年减排量34092~146698t-CO<,2>,且装机容量越大,其单位碳减排成本越小。项目敏感性分析表明,基准线电源结构变化、项目年运行小时数、静态总投资、生物质价格及贴现率等单因素对CDM项目减排成本影响不大,要降低固体废弃物与煤混燃CDM项目的单位碳减排成本,需同时考虑多因素的综合影响作用。
2.固体废弃物与煤在循环流化床混合燃烧热平衡及热效率的计算分析。
引入“单位当量燃料量m<,D>”概念,对循环流化床脱硫工况时热平衡和热效率进行计算分析。
通过对污泥与煤在循环流化床混合燃烧时的热平衡计算表明,在床内可稳定燃烧。通过工程实例计算表明,在相同设计参数下,污泥在循环流化床燃烧热效率比炉排焚烧锅炉高5.8%。
3.固体废弃物与煤在循环流化床混合燃烧实验及建立床内稀相区温度预测模型。
在对污泥与煤进行元素分析、工业分析及热值分析等的基础上,在循环流化床实验台进行污泥与煤混合燃烧实验,并测量记录在不同混合比例、不同过量空气系数时混燃床内温度值。
为确定循环流化床稀相区的温度场分布,建立固体废弃物与煤在循环流化床混合燃烧床内稀相区的温度预测三参数模型。根据其中两种工况下的实验数据拟合出模型的三个关键参数,其值为I<,cO>=5×10<5>,k<,1>=32,k<,2>=0.1;并通过另外两种工况下的实验数据对混燃三参数温度预测模型进行验证,发现与实验数据能较好地吻合,误差较小,最大误差为6.19%。