焚烧炉条件下典型城市生活垃圾干燥过程的实验研究.pdfVIP

中国科学 E 辑 : 技术科学 2008 年 第 38 卷 第 5 期 : 729 ~ 735 SCIENCE IN CHINA PRESS 焚烧炉条件下典型城市生活垃圾 干燥过程的实验研究 ① ② ①* ① ② 张衍国 , 陈梅倩 , 蒙爱红 , 李清海 , 陈允轩 ① 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室, 北京 100084 ② 北京交通大学机械与电子控制工程学院, 北京 100044 * 联系人, E-mail: mengah@ 收稿日期: 2007-06-12; 接受日期: 2007-08-11 国家自然科学基金资助项目(批准号: 摘要 通过在马弗炉内对典型城市生活垃圾进行干燥实验, 分别获得 关键词 了其在炉内的干燥特性曲线. 实验结果显示, 在马弗炉内低温区干燥温 干燥 度对垃圾干燥过程的影响较大, 而高温区则对其影响较小; 在同一干燥 城市生活垃圾 温度下, 随着物料厚度的增加, 干燥时间近似呈指数形式增加; 随着马 土豆块 白菜茎 弗炉内干燥温度的增加和物料厚度的减少, 对应最大速率时的含湿量随 温度 之减小. 基于一级反应的动力学分析可以得到干燥动力学参数(表观活 干燥速率 化能Ea 和指前因子A). 对城市生活垃圾的处理有堆肥、填埋、焚烧等方法, 其中焚烧法由于具有无害化、减量化 和资源化等优点, 在我国得到了迅速的发展. 现阶段, 我国城市生活垃圾的含水量一般在 50 ％ 左右, 而国外城市生活垃圾的含水量一般在 30% 以下[1~5], 这些大量水分的存在使得垃圾在焚烧 过程发热量低、燃烧效率低以及设备易被腐蚀等缺点. 因此, 如何在垃圾焚烧前对其进行有效干 燥除去其所含水分对整个焚烧过程起着至关重要的作用, 对干燥过程的研究也是改进或设计新 型焚烧炉适应我国高水分、低热值的固体废弃物焚烧技术的关键, 有着重大的工程技术价值. 目前, 国内外对干燥的研究主要集中在食品、农作物方面, 干燥时的环境温度一般低于 100℃, 其干燥的目的仅仅是为了除去物质内的水分而便于保鲜储藏 [6~9]. 而城市生活垃圾则 是一种多组分、高水分的混合物, 同时生活垃圾干燥的目的是为了后续燃烧的需要, 炉内干燥 时的环境温度一般高于100℃. 目前对高含水率的废弃物尤其是我国城市生活垃圾方面的干燥 研究还相当少, 各种因素对垃圾干燥过程的影响仍然还没有一个全面深入的认识, 对其干燥 过程规律的认识还不够完善. 729 张衍国等: 焚烧炉条件下典型城市生活垃圾干燥过程的实验研究 因此, 本文拟采用单元垃圾的概念, 根据综合分析, 分别选取典型的单一成分、不同形状 的生物质和非生物质垃圾作为研究用的单元垃圾, 以保证研究结果的代表性、可重复性和一致 性. 通过在固定床中进行单元垃圾干燥过程的实验研究和分析, 明确焚烧炉中城市生活