论文部分内容阅读
我国有机固体废弃物数量巨大,种类繁多,然而,可回收利用的有机固体废弃物品种及数量却有限。目前,我国有机固体废弃物处理方式大部分仍采用填埋法,垃圾填埋处理占地面积大,且容易造成水土污染、资源浪费及影响美观。有机固体废弃物等离子体热解处理可实现垃圾减容化、资源化、无害化,是有机固体废弃物处理技术的发展趋势。目前,等离子体热解技术的发展还处于起步阶段,还需对等离子体发生器功率调节及热解反应器结构进行一定的优化,来提高等离子体的热能利用效率。本课题将等离子体热解气化技术、喷动-流化床反应装置相结合,分别从常温和热态两个方面进行实验,除了通过改变装置的操作条件来进行对比分析外,同时,与管式炉热解实验及相关等离子体热解文献中热解参数等进行对比分析,来对本装置及等离子体热解技术进行初步的研究。经过常温实验,论文整理出本装置的最小喷动速度关联式,并得出,在相同床高及喷动气体量情况下,与单水平辅助气体相比,采用中心辅助气体比水平辅助气体可获得更小的最下喷动流化速度。在热态实验中,在反应器内放入石英砂,来提高装置内传热效果,经过测量,装置内的石英砂可加热至900℃,完全达到了物料热解温度。另外,本课题对等离子体喷动-流化床的工作温度、颗粒循环速率、加热速率等进行了计算。加入水平辅助气体的稻壳等离子体热解的气体产物热值及气体转化率分别为20.6MJ/Nm3和76.7%,大于未加入水平辅助气体的稻壳等离子体热解的14.71MJ/Nm3和44.1%,水平辅助气体的可以使喷动床内物料实现水平流化与循环,减少反应器锥体部位循环死区,很大的提高传热效果。当水平辅助气体为水蒸气进行稻壳等离子体气化反应时,其气体转化率达到82%,高于无水蒸气加入的稻壳等离子体热解反应相应数值。通过实验得出,稻壳的喷动-流化床等离子体热解的产物的气体转化率及产气热值都远大于同温下管式炉热解实验,气体产物经过水洗并没有焦油的产生。最后,论文对实验进行系统能量平衡计算,得出加入水平气化剂(水蒸气)的等离子气化反应的能量利用率达46%,高于无水蒸气加入的稻壳等离子体热解的能量利用率的38%。