城市生活垃圾是全世界共同面临的环境问题。传统的垃圾处理技术已经暴露出自身不足的问题,如果处理不当,会对环境产生二次污染。尤其是焚烧带来的二噁英和重金属问题,已引起西方发达国家的高度重视。城市生活垃圾气化熔融是一种新型的垃圾处理技术,它结合了垃圾气化和飞灰熔融二者的特点,具有良好的环保特性和高效的资源利用率,从根本上解决了二噁英和重金属二次污染的问题,因而近年来在日本、欧美等西方发达国家得到了广泛的运用,被认为是最具潜力的焚烧处理替代技术。但在我国,对这一技术的研究还不完善,由于我国垃圾的特性与国外有很大的差别,因而在借鉴国外先进技术的同时,必须结合国内实际开展垃圾气化熔融技术的研究。 本文对我国城市生活垃圾的理化特性作了分析,提出了两种适合我国国情的城市生活垃圾气化熔融处理技术系统方案。方案一:基于垃圾综合处理的筛上物气化熔融技术方案;方案二:原生垃圾+辅助燃料气化熔融技术方案。 本文对城市生活垃圾中生物质类组分(木块、竹子)流化床气化特性进行了研究,分析了不同的反应条件对气化气成分、气化气热值和气化效率等参数的影响;提出了生物质类组分气化反应的机理;对生物质类组分流化床热解展开了研究,分析了热解产物的分布,对热解焦油、热解残碳以及热解气的特性进行了研究,发现随热解温度的升高,热解碳产率减少,热解油产率先增大后减少 (500℃时最大),热解气产率增加;最后对木竹的热解反应机理做了详细的描述。 本文对聚合物类组分 (PVC、PE) 流化床气化特性和气化机理进行了研究;分析了不同反应条件对PVC中的Cl转化为HCl的影响;以及PVC气化产生烟雾随不同反应条件的变化规律及形成机理;对PE流化床热解特性进行了研究。 本文还对厨余类组分的流化床气化进行了初步研究,考察其在预定的气化熔融工况下的反应特性,所得的结果基本上达到了预期的目标,从而为大试验台的实验提供有价值的参数。 最后,本文采用神经网络方法建立了城市生活垃圾典型组分流化床气化产物特性的预测模型,为以后建立气化熔融预测模型进行了有益的探索。