喷流-移动床垃圾衍生燃料热解燃烧特性研究

垃圾的处置已成为全球性环境问题。与填埋法相比，焚烧、热解和气化等热处理法具有减容、减量和能源化利用等优点。如何控制垃圾焚烧过程中HCI、二恶英和未燃尽碳氢化合物等污染物的排放也引起越来越多国家的关注。采用先热解（或气化）再气相燃烧的方法以及对垃圾预处理保持垃圾组成相对稳定的RDF技术是减少二次污染的有效手段。喷动技术能够用相对较小气量流化较粗大颗粒，是进行RDF热解的较佳选择。但RDF具有密度小、流动性差等特点，考虑减少空气量和改善RDF流动性，在喷动床中水平引入辅助气，称为"喷流一移动床"。本论文首先在室温下对喷流一移动床的流体力学特性进行了研究。结果表明，水平辅助气的引入可以降低中心最小喷动气速，调控喷泉高度，提高环流区颗粒的流动速度，增大颗粒的循环流量。在此基础上，根据先部分燃烧部分热解后气相燃烧以及自热型的原则，设计了下部为喷流一移动床热解室上部为气相燃烧室的两段式RDF热解燃烧反应器，并利用实验室内制备的RDF对该反应器的运行特性进行了评价。论文对喷动空气量和辅助空气量对热解室温度分布、气体分布，二次空气对燃烧室温度分布以及CO和NOx的释放特性的影响进行了研究，然后对有机氯（PVC）和无机氯（NaCI）产生Hcl特性、Ca（OH）2对HCI的脱除特性及机理进行了研究。实验结果表明，RDF可以成功地进行自热型的先热解后气相燃烧，通过改变空气／燃料比可以控制热解室温度，水平辅助气的引入可以使热解室轴向温度分布更加均匀，热解室中可以得到O2含量低于2v％热解气体，热解气体在燃烧室中能完全燃烧。二次空气能够控制燃烧室温度以及Co和NOx的排放。PVC中氯能产生较大数量的HCI外,NaCl同样也可生成HCl；温度对PVC生成HCI量的影响很小，而对NaCI却起主要影响作用。漓温不利于钙化物与HCI反应的进仃，同时CaC12在高温时与石英砂(SiO2)、水蒸汽反应产生HCl，因此Ca（OH）2的脱氯效率会降低。