畢業(yè)設(shè)計.畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書：有機固體廢物熱解處理工程設(shè)計

1、本科畢業(yè)設(shè)計有機固體廢物熱解處理工程設(shè)計學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 環(huán)境工程 年級班別 2008級（3）班 學(xué) 號 3108008199 學(xué)生姓名 黃錠鵬 指導(dǎo)教師 黃海濤 2012 年 6 月 設(shè) 計 總 說 明隨著經(jīng)濟的發(fā)展，居民生活水平的提高，有機固體廢棄物已經(jīng)對環(huán)境衛(wèi)生造成了嚴(yán)重的影響。因此，人們積極探索著更好的處理處置有機固體廢棄物的方法。有機固體廢物熱解處理工程設(shè)計正是探索過程中的一次實踐。本設(shè)計的主要內(nèi)容是依據(jù)熱解氣化技術(shù)，在循環(huán)流化床氣化爐中將有機固體廢棄物轉(zhuǎn)換為可燃?xì)?，利用可燃?xì)獍l(fā)電，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。在整個設(shè)計過程中進(jìn)行了風(fēng)煙量計算，系統(tǒng)阻力計算，流化床設(shè)計，燃?xì)?/p>

2、凈化系統(tǒng)設(shè)計，風(fēng)機、內(nèi)燃機選型等工作。此外，利用cad繪制流化床總圖、流化床本體圖，燃?xì)鈨艋到y(tǒng)圖等。關(guān)鍵詞： 有機固體廢棄物，循環(huán)流化床，熱解，氣化爐general specification of designalong with the development of economy, the exaltation of residents living standard, the organic solid waste has already resulted in the serious influence on environmental hygiene. therefore, pe

3、ople actively investigate a better processing to handle the method of organic solid waste. organic solid waste pyrolysis treatment works design is explored in practice. the main content of this design is based on pyrolysis and gasification technology, in the circulating fluidized bed gasifier will o

4、f organic solid wastes into an gas, use of gas power, the chemical energy into electrical energy. in the design process of the air and gas quantity computation, the system friction calculation, fluidized bed design, gas purification system design, the fan, internal combustion engine type selection o

5、f the work.in addition, use cad drawing fluidized bed general layout, fluidized bed body figure, gas purification system graph, etc.key words : organic solid wastes, circulating fluidized bed, pyrolysis, gasifier目 錄1 文獻(xiàn)綜述11.1 有機固體廢棄物的特性21.1.1 有機固體廢棄物的物理特性21.1.2 有機固體廢棄物的化學(xué)特性21.1.3 有機固體廢棄物的生物特性31.2 有機

6、固體廢棄物處理的傳統(tǒng)方法41.2.1 焚燒51.2.2 衛(wèi)生填埋51.2.3 堆肥51.3 熱解工藝51.3.1 按供熱方式分類61.3.2 按熱解溫度分類71.3.3 影響熱解的主要參數(shù)81.4 有機固體廢棄物在流化床氣化爐內(nèi)反應(yīng)過程111.5 循環(huán)流化床氣化爐工作原理171.6 設(shè)計內(nèi)容與要求181.7 課題意義182 工藝設(shè)計192.1 工藝流程192.1.1 工藝確定192.2 預(yù)處理和物料輸送192.2.1 破碎機202.2.2 粉粹機212.2.3 物料輸送方式212.2.4 傳送系統(tǒng)222.3 系統(tǒng)計算222.3.1 流化氣體（空氣）理論進(jìn)氣量222.3.2 臨界流化速度232.

7、3.3 終端速度242.3.4 操作速度242.3.5 床層空隙度242.4 設(shè)備計算252.4.1 床徑床高設(shè)計252.4.2 進(jìn)氣管直徑252.5 設(shè)備選型262.5.1 氣體分布板262.5.2 床型的選擇272.5.3 流化床主體的設(shè)計282.5.4 返料裝置的設(shè)計282.6凈化系統(tǒng)302.6.1 旋風(fēng)分離器的設(shè)計302.6.2 水冷塔的設(shè)計342.7 風(fēng)機和電機的選擇372.7.1 系統(tǒng)阻力計算372.7.2 系統(tǒng)風(fēng)量計算382.7.2 風(fēng)機電機參數(shù)392.8 燃?xì)鈨?nèi)燃機選型393 技術(shù)經(jīng)濟性分析41結(jié) 論43參 考 文 獻(xiàn)44致 謝46附錄a .47附錄b .48附錄c .49附錄

8、d .50附錄e .511 文獻(xiàn)綜述目前，我國有機固體廢棄物排放量逐年增多，給農(nóng)村和城市環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。廚余垃圾、畜禽糞便、農(nóng)村秸稈、污泥、食品加工廢棄物等有機固體廢棄物含有大量病原微生物，有機n、p污染物，并會產(chǎn)生惡臭物質(zhì)，污染越來越嚴(yán)重，其無害化處理已成為我國可持續(xù)發(fā)展所無法回避的重大環(huán)境問題。近幾年，我國在城市生活垃圾方面的管理發(fā)展較快，已經(jīng)逐步建立了適合我國的國情的管理體系，包括法律法規(guī)的建立和完善。從1989年頒布中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法以來，我國陸續(xù)實施了很多有關(guān)城市固體廢棄物管理的法律、法規(guī)，如中華人民共和國固體廢棄物污染環(huán)境防治法、城市市容和環(huán)境衛(wèi)生管理條例、城市生活垃圾管理

9、辦法等。在管理制度政策方面，我國正在逐步建立城市分類收集制度、城市垃圾收費制度等。但對畜禽養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)業(yè)固體廢棄物的管理起步較晚，還沒有形成系統(tǒng)的管理體系。就全國水平而言，真正達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)無害化處理的垃圾不到30。與許多發(fā)達(dá)國家相比，中國城市生活垃圾管理體系仍然很不健全，主要表現(xiàn)在缺少對垃圾中有用成分進(jìn)行回收、利用的管理機制和技術(shù)設(shè)備，缺少鼓勵垃圾減量化的措施，垃圾的全過程管理尚未實現(xiàn)。隨著經(jīng)濟發(fā)展、居民生活水平的提高和城市化速度的加快，我們應(yīng)該積極研究有機固體廢棄物減量化、無害化、資源化的新技術(shù)新工藝，努力完善各項技術(shù)規(guī)范與控制標(biāo)準(zhǔn)。1.1 有機固體廢棄物的特性1.1.1 有機固體廢棄物的物理特性

10、有機固體廢棄物的物理性質(zhì)與其組成密切相關(guān)。組成不同，物理性質(zhì)一般也不同。一般用組成、含水率、容重這三個參數(shù)來表示有機固體廢棄物的物理性質(zhì)1。(1)組成有機固體廢棄物的組成一般以各成分含量占有機固體廢棄物總質(zhì)量百分比來表示，即以濕基率表示；亦可按照干基率來表示，即將其烘干后，去掉水分再稱量。(2)含水率含水率的定義為單位質(zhì)量固體廢棄物中含水量，有質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。含水率是有機固體廢棄物物理特性的的主要參數(shù)，是確定有機固體廢棄物處理過程中必不可少的測點項目。有機固體廢棄物的含水率隨廢棄物種類、成分、季節(jié)、氣候等條件而變化。餐廚垃圾含水率較高，一般為70%90%；污泥含有大量的水分，含水率為75%99%

11、；城市垃圾和農(nóng)業(yè)廢棄物中含水率相對較低。有機固體廢棄物水分的測定一般采用烘干法，溫度通?？刂圃?051，烘干時間應(yīng)以達(dá)到質(zhì)量恒定為準(zhǔn)，一般烘烤4h5h。(3)容重有機固體廢棄物在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量稱為有機固體廢棄物的容重，以kg/l，kg/m3或t/m3表示。容重是有機固體廢棄物的重要特性之一，它為有機固體廢棄物儲存空間大小、運輸機具大小、處置構(gòu)筑物和設(shè)施規(guī)模的選擇和設(shè)計提供重要依據(jù)。1.1.2 有機固體廢棄物的化學(xué)特性有機固體廢棄物化學(xué)特性參數(shù)主要有元素組成、揮發(fā)份、發(fā)熱值。(1)元素組成元素組成主要指c、h、o、p、s及灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。有機固體廢棄物中化學(xué)元素組成是很重要的特性參數(shù)，

12、對有機固體廢棄物處理工藝的選擇和資源化利用程度的評估是非常重要的?；瘜W(xué)元素組成的測定可以為有機固體廢棄物是否適宜堆肥化處置生產(chǎn)有機肥料和飼料提供判斷依據(jù)；也可以估算出有機固體廢棄物的發(fā)熱值，確定有機固體廢棄物焚燒處置回收能源的適用性；并可以判斷提取其有機化合物及化學(xué)元素的可能性。(2)揮發(fā)分揮發(fā)分是指有機固體廢棄物中揮發(fā)性固體的含量，它是反映廢棄物中有機物含量近似值的指標(biāo)參數(shù)。揮發(fā)分以廢棄物在600下的灼燒來量作為指標(biāo)，它的測定方向簡單、快速。揮發(fā)分為分析有機固體廢棄物可生化性，判斷能否選用堆肥處理工藝提供依據(jù)。(3)發(fā)熱值單位質(zhì)量有機固體廢棄物完全燃燒，并使反應(yīng)產(chǎn)物回到參加反應(yīng)物質(zhì)的起始溫度

13、時能放出的熱量，稱為有機固體廢棄物的發(fā)熱值根據(jù)燃燒產(chǎn)物中水分存在狀態(tài)的不同又分為高位發(fā)熱值和低位發(fā)熱值。高位發(fā)熱值是指單位質(zhì)量有機固體廢棄物完全燃燒產(chǎn)物中的水分冷凝為0的液態(tài)水所放出的熱量；低位發(fā)熱值是指單位質(zhì)量有機固體廢棄物完全燃燒后，燃燒產(chǎn)物中的水分冷卻為20的水蒸氣所放出的熱量。有機固體廢棄物的發(fā)熱值對分析燃燒性能，判斷能否選用焚燒處理工藝提供重要依據(jù)。例如，當(dāng)城市生活垃圾的低熱值大于3350kj/kg時，垃圾焚燒過程基本不用加入助燃劑，可以實現(xiàn)自然燃燒。1.1.3 有機固體廢棄物的生物特性有機固體廢棄物的生物特性可從兩個方面分析。(1)有機固體廢棄物本身所具有的生物性質(zhì)及對環(huán)境的影響有

14、機固體廢棄物來源廣泛、種類繁多，包括城鄉(xiāng)生活垃圾、畜禽糞便、生活污水和工業(yè)有機廢水處理產(chǎn)生污泥、作物秸稈、木屑、果皮、蔬菜廢棄物等，這些有機固體廢棄物本身含有的有機生物體很復(fù)雜，其中有不少生物性污染物。城市生活垃圾中含有多種有害病原菌和寄生蟲卵，還含有植物蟲害、草籽、昆蟲及昆蟲卵，造成生物性污染，威脅人體健康。畜禽糞便和污泥中常會發(fā)現(xiàn)更多病原細(xì)菌、病毒、原生動物及后生動物，尤其是腸道病原生物體，典型的寄生蟲有阿米巴溶組織、各種線蟲（如蛔蟲、血吸蟲、鉤蟲等），尤其是蛔蟲卵，在污水和污泥中廣泛存在。畜禽糞便中的病原微生物和寄生蟲卵及其孳生的大量蚊蠅，使畜禽糞便排入環(huán)境中病原種類增多，出現(xiàn)病原菌和寄

15、生蟲的大量繁殖，造成傳染病的爆發(fā)流行并傳播多種疾病。據(jù)分析畜牧場所在地排放的每毫升污水中平均含33萬個大腸桿菌和69萬個腸球菌。有機固體廢棄物如管理不善，在自然堆放過程中易于腐敗分解，污染環(huán)境，尤其是糞便、生活污水污泥，若不進(jìn)行無害化處理易造成水體的生物性污染，總之有機固體廢棄物生物性污染對環(huán)境及人體健康帶來有害影響，有機固體廢棄物資源化、無害化處理對處置對并消滅上述致病性生物體具有十分重要的意義。(2)有機固體廢棄物可生化性有機固體廢棄物通過生物轉(zhuǎn)化使有害污染物的毒性隨之改變。對于有機固體廢棄物在環(huán)境中的生物轉(zhuǎn)化，微生物起關(guān)鍵作用，有機物質(zhì)通過微生物氧化以及其他生物轉(zhuǎn)化，可以變成更小更簡單的

16、分子，這一過程稱為有機物質(zhì)的生物降解有機固體廢棄物中有機物質(zhì)含量、有機物質(zhì)的可生物降解性能、生物處理過程中微生物的環(huán)境條件都關(guān)系到有機固體廢棄物生物處理的可行性。有機固體廢棄物含有大量有機物，給生物體提供豐富的碳源及能量，有機固體廢棄物中各類不同物質(zhì)的生化速率和生化分解產(chǎn)物也不同，可溶性有機成分可被微生物直接吸收，生化速率較快，而固體和膠體狀的有機污染物首先附著在微生物體外，由微生物分泌的胞外酶分解為可溶性物質(zhì)，再滲入細(xì)胞就分解速率而言，碳水化合物最快，其次是脂肪、蛋白質(zhì)，有機固體廢棄物中碳水化合物含量較多，其中單糖、二糖類和淀粉極易生物降解，纖維素較難降解，木質(zhì)素更難降解有研究表明，城市生活

17、垃圾中淀粉含量低，它在生物處理過程中分解速度快，降解完全；而纖維素、木質(zhì)素是城市有機垃圾和污泥中的主要成分，但它被微生物降解利用的速度相當(dāng)緩慢。分析有機固體廢棄物可生化性，是選擇合適處理工藝的重要依據(jù)，但目前還沒有適宜的固體廢棄物生物處理可行性的定量評價指標(biāo)和技術(shù)方法。借鑒工業(yè)廢水生物處理可行性的分析方法，通過bod5/codcr值近似反映可降解有機物占全部有機物質(zhì)的比例，盡管這一方法比較粗糙，但在實際工程中經(jīng)常用做工業(yè)廢水生物處理可行性的評定方法。有機固體廢棄物生物轉(zhuǎn)化的過程主要分為兩類：化學(xué)轉(zhuǎn)化，包括熱分解、水解、加氫等；生物化學(xué)轉(zhuǎn)化，主要有堆肥化、沼氣發(fā)酵化，也包括廢纖維糖化、蛋白化等生

18、物處理技術(shù)。1.2 有機固體廢棄物處理的傳統(tǒng)方法由于有機固體廢棄物的嚴(yán)重污染，世界各國都在積極探討處理技術(shù)和方法。有機固體廢棄物的處理方法很多，目前有機固體廢棄物處理處置技術(shù)主要有焚燒、填埋、堆肥與垃圾綜合處理技術(shù)2。1.2.1 焚燒許多固體廢物含有潛在的能量?？赏ㄟ^焚燒回收利用。固體廢物經(jīng)過焚燒體積可減少80%到90%，一些有害的固體廢物可通過焚燒破壞其組成結(jié)構(gòu)或殺滅細(xì)菌，達(dá)到解毒、除害的目的。在我國經(jīng)濟較發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū)，由于人口密度高，土地資源寶貴，越來越多地使用焚燒法處理生活垃圾。但由于我國垃圾焚燒處理技術(shù)不成熟，真正建一座好的垃圾焚燒處理場，關(guān)鍵部分的焚燒設(shè)備還需從國外引進(jìn)，單位投

19、資成本高，資金問題沒處解決，只有少數(shù)有條件的大城市可采用。直接焚燒系高溫和深度氧化的綜合過程，存在問題有：垃圾成分復(fù)雜，各可燃物具有不同的理化性質(zhì)和燃燒特性，較難控制其燃燒過程，也難保證充分燃燒；二次污染，產(chǎn)生的酸性氣體、劇毒的含氯高分子化合物、飛灰等對環(huán)境造成污染；爐內(nèi)金屬腐蝕，含氯化合物在爐內(nèi)形成hci等腐蝕性氣體，損傷爐內(nèi)金屬部件。1.2.2 衛(wèi)生填埋所謂衛(wèi)生填埋就是能對垃圾滲濾液和填埋氣體進(jìn)行控制的填埋方式，通常首先要進(jìn)行防滲處理在填埋場底采用人工襯層，四周采用垂直防滲幕培并使之與天然隔水層相連接，使填埋場場底下形成一個獨立的水系，使之不會污染地下水。滲濾液一般通過管道收集后直接處理或

20、送城市污水處理廠處理。垃圾填埋場氣體中含有大量甲烷、二氧化碳、及其他微量成分，若不采取適當(dāng)?shù)氖张畔到y(tǒng)進(jìn)行處理，則會在填埋場累積，通過填埋覆蓋層或側(cè)壁向場外釋放，對周圍環(huán)境和人類健康造成很大危害。這些氣體一般需通過石籠等收集后燃燒排放或收集后經(jīng)過凈化處理作為能源回收。1.2.3 堆肥垃圾堆肥技術(shù)按生物發(fā)酵方式分為厭氧堆肥和好氧堆肥；按垃圾所處的狀態(tài)分，可分為靜態(tài)堆肥和動態(tài)堆肥；按發(fā)酵設(shè)備形式可分為封閉式堆肥和敞開式堆肥。較好的方式為動態(tài)高溫堆肥。但處理成本高，我國大多數(shù)城市采用的是靜態(tài)敞開式堆肥。雖處理成本低，但堆肥過程無法控制，對周圍環(huán)境污染較大。厭氧堆肥因有機物分解慢且堆肥周期長，容易產(chǎn)生臭

21、味。占地面積大不適合大面積推廣應(yīng)用。1.3 熱解工藝熱分解過程由于供熱方式、產(chǎn)品狀態(tài)、熱解爐結(jié)構(gòu)等方面的不同，熱解方式也各異。按熱解的溫度不同，分為高溫?zé)峤狻⒅袦責(zé)峤夂偷蜏責(zé)峤?；按供熱方式可分為直接加熱和間接加熱；按熱解爐的結(jié)構(gòu)可分為固定床、移動床、流化床和旋轉(zhuǎn)爐等；按熱解產(chǎn)物的聚集狀態(tài)可分成氣化方式、液化方式和炭化方式；按熱分解與燃燒反應(yīng)是否在同一設(shè)備中進(jìn)行，熱分解過程可分成單塔式和雙塔式；還可按熱解過程是否生成爐渣分為造渣型和非造渣型。下面簡單敘連一下按按供熱方式和熱解溫度的分類3。1.3.1 按供熱方式分類(1)直接加熱法 供給被熱解物的熱量是被熱解物（所處理的廢物）部分直接燃燒或者向熱

22、解反應(yīng)器提供補充燃料時所產(chǎn)生的熱。由于燃燒需提供氧氣，因而就會產(chǎn)生co2、h2o等氣體混在熱解可燃?xì)庵校♂屃丝扇細(xì)?，降低了熱解產(chǎn)氣的熱值。如果采用空氣作氧化劑，熱解氣體中不僅有co2、h2o，而且含有大量的n2，更稀釋了可燃?xì)?，使熱解氣的熱值大大降低。因此，采用的氧化劑是純氧、富氧或空氣，其熱解可燃?xì)獾臒豳|(zhì)是不同的。如用空氣作氧化劑，熱解美國城市混合有機廢棄物所得的可燃?xì)猓錈嶂狄话阒辉?500kj/m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）左右。采用純氧作氧化劑熱解，其熱解氣熱值可達(dá)11000kj/m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）。(2)間接加熱法將被熱解的物料下直接供熱介質(zhì)在熱解反應(yīng)器（或熱解爐）中分離開來的一種方法?？衫?/p>

23、干墻式導(dǎo)熱或一種中間介質(zhì)來作傳熱（熱砂料或熔化的某種金屬床層）。墻式導(dǎo)熱方式由于熱阻大，熔渣可能會出現(xiàn)包覆傳熱壁面或者腐蝕等問題，以及不能采用更高的熱解溫度等而受限；采用中間介質(zhì)傳熱，雖然可能出現(xiàn)固體傳熱或物料下中間介質(zhì)的分離等問題，但二者綜合比較起來后者較墻式導(dǎo)熱方式要好一些。直接加熱法的設(shè)備簡單，可采用高溫，其處理量和產(chǎn)氣率也較高，但所產(chǎn)氣的熱值不高，作為單一燃料直接利用還不行，而且采用高溫?zé)峤?，在nox產(chǎn)生的控制上，還需認(rèn)真考慮。間接加熱法的主要優(yōu)點在于其產(chǎn)品的品位較高，如前所述的用同樣美國的城市有機混合垃圾作物料，其產(chǎn)氣熱值可達(dá)18630kj/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)，相當(dāng)于用空氣作氧化劑的

24、直接加熱法產(chǎn)氣熱值的3倍多。完全可當(dāng)成燃?xì)庵苯尤紵?。但間接加熱法每千克物料所產(chǎn)生的燃?xì)饬?產(chǎn)氣率大大低于直接法。除流化床技術(shù)外。間接加熱一般而言，其物料被加熱的性能較直接加熱差，從而增長了物料在反應(yīng)器的停留時問，即間接加熱法的生產(chǎn)率是低于直接加熱法的，間接加熱法不可能采用高溫?zé)峤夥绞剑@可減輕對n0x產(chǎn)生的顧慮。對于不同的反應(yīng)器型式，在加熱方法、運行繁簡和加熱速度大小方面的一般性能，可以由表1.1反映出來。表1.1 不同反應(yīng)器的性能項目爐型直接加熱法間接加熱法墻式中間介質(zhì)運行簡易加熱速度運行簡易加熱速度運行簡易加熱速度豎式爐+0+-+臥式爐/-+旋轉(zhuǎn)爐+0+-+流化床-+/-+注：“+”表

25、示性能好；“-”表示不好；“0”表示不好不壞；“/”表示尚無發(fā)展。1.3.2 按熱解溫度分類(1)高溫?zé)峤鉄峤鉁囟纫话愣荚?000以上，高溫?zé)峤夥桨覆捎玫募訜岱绞綆缀醵际侵苯蛹訜岱?，如果采用高溫純氧熱解工藝，反?yīng)器中的氧化-熔渣區(qū)段的溫度可高達(dá)1500，從而將熱解殘留的情性固體（金屬鹽類及其氧化物和氧化硅等）熔化，以液態(tài)渣形式排出反應(yīng)器，清水淬冷后?；?。這樣可大大減少固態(tài)殘余物的處理困難，而且這種?；牟ＡB(tài)渣可作建筑材料的骨料。(2)中溫?zé)峤鉄峤鉁囟纫话銥?00790，主要用在比較單一的物料作能源和資源回收的工藝上，像廢輪胎、廢塑料轉(zhuǎn)換成類重油物質(zhì)的工藝。所得到的類重油物質(zhì)既可作能源，亦可做

26、化工初級原料。(3)低溫?zé)峤鉄峤鉁囟纫话阍?00以下。農(nóng)業(yè)、林業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品加工后的廢物用來生產(chǎn)低硫低灰的炭就可采用這種方法，生產(chǎn)出的炭視其原料和加工的深度不同，可作不同等級的活性炭和水煤氣原料。1.3.3 影響熱解的主要參數(shù)(1)溫度 反應(yīng)器的關(guān)鍵控制變量是熱解溫度。熱解產(chǎn)品的產(chǎn)量和成分可由控制反應(yīng)器的溫度來有效地改變。為了說明這點，下面以柏林理工大學(xué)所作的一系列實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行說明。實驗用的是合成廢物，以便每次實驗輸入物科條件基本不變。具體輸入物料特性見表1.2。表1.2 熱解的物料特性及熱解溫度/%項目惰性物有機物水分干基的含碳800bln43.435.421.217.5900bln45.43

27、4.819.817.31000bln42.439.817.819.7900sa4%41.754.14.226.4900sa30%30.239.130.719.1900sa50%21.728.250.113.8表中bln代表原西柏林的家庭廢物，sa是合成家庭廢物，其后的百分?jǐn)?shù)表示物料不同的含水量百分?jǐn)?shù)。實驗的加熱方式為豎井爐間接加熱方式，準(zhǔn)確地控制熱解爐溫在條件下，得到的相應(yīng)熱解產(chǎn)物特性見表13。表1.3 熱解產(chǎn)物特性項目熱解氣體容積/%焦炭成分的重量/%h2coco2ch4cnhmh2spchns100ppm-(gr+c)800bln2.5339.5214701.616.10.20.180.1

28、62.3900bln3.50.58.570.513004.5140.20.10.121.51000bln5.5923.50.0512006.2130.20.10.110.8900sa4%9442160027.50.20.130.132.5900sa30%2.51.516.590.528078.519.50.10.090.132900sa50%5421186.50.525086130.10.070.111碳?xì)浠衔颿2h4、c2h6、c3h6、c4h10以及c4h6等合并在一起記為cnhm。從上表可以看出，溫度在800以上范圍內(nèi)變化的條件下，h2含量基本不變，而co/co2的含量分配明顯改變，即

29、t=800、900、1000時，co/co2=13/23、20.5/18.5、29/12。這就說明，在該條件下，進(jìn)行著發(fā)生爐煤氣的重要反應(yīng)。根據(jù)物質(zhì)平衡測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著溫度提高，氣體的產(chǎn)量也增加。對應(yīng)于從800升到900、1000，氣體產(chǎn)量分別增加了30和80。 ch4的減少不是絕對產(chǎn)量的降低，而是由于總產(chǎn)氣量的增加而被“稀釋”了。同樣，cnhm降低主要是由于溫度升高，它進(jìn)一步降解，另外也有稀釋原因。干的純熱解氣含有6580的h2和co。由于h2和co燃燒時的熱值（kj/m3，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）實際相差無幾，所以盡管熱解溫度發(fā)生了200的變化，其熱解氣的熱值變化并不明顯。如果熱解溫度不變，只增加熱

30、解的含濕量，則每千克廢物的熱解產(chǎn)氣量明顯增加。尤其是ch4和cnhm的減少，更證明了是ch4被氧化的結(jié)果，即ch4+2h2o=co2+4h2上式左邊為三個分子，而右邊則成為5個分子。若溫度上升，則氣體量還將增加。此時h2和co2的比例也將升高。但此為吸熱反應(yīng)，要維持反應(yīng)溫度不變，必須提供更多的外熱源。在每次試驗中，h、c、n的含量對溫度和濕度都無顯著的依從關(guān)系，nh3不穩(wěn)定，隨著溫度升高，nh3含量降低。焦炭的碳成分分析表明，提高溫度和濕度，c含量均會降低。所列差值100-(gr+c)在完全熱解時，它將為零。此時可揮發(fā)物均已析出，只剩固定碳。從上例可知，溫度參數(shù)是熱解過程最關(guān)鍵的參數(shù)。分析其產(chǎn)

31、物的增減趨勢，一定要將它可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及能量提供結(jié)合起來4。(2)濕度熱解過程中濕度的影響是多方面的。主要表現(xiàn)為影響產(chǎn)氣的產(chǎn)量和成分、熱解的內(nèi)部化學(xué)過程以及影響整個系統(tǒng)的能量平衡，熱解過程中的水分來自兩方面，物料自身的含水量wy和外加的高溫水蒸氣。反應(yīng)過程中生成的水分其作用更接近于外加的高溫蒸氣。物料中的含水量wy，對不同物料來講其變化非常大，對單一物料而言就比較穩(wěn)定。如制革污泥wy高達(dá)95%，而廢輪胎幾乎不含水分。城市生活垃圾wy變化較大，像我國的城市生活垃圾含水量一般均可達(dá)40%左右，有時超過60%。這部分水在熱解過程前期的干燥階段（105以前）總是先失去，最后凝結(jié)在冷卻系統(tǒng)中或隨熱解

32、氣一同排出。如果它以水蒸氣的形式與可燃的熱解氣共存，則會嚴(yán)重降低熱解氣的熱值和可用性。因此，在熱解系統(tǒng)中要求將水分凝結(jié)下來，以提高熱解氣的可用性。物料中wy的含量增高，其可熱解的干質(zhì)比例就減少，以應(yīng)用基為基礎(chǔ)計算的有用熱解產(chǎn)物量就減少，同時要求的干燥熱量增加。這就會帶來兩種結(jié)果：一是系統(tǒng)的外加熱量增多，一是凈產(chǎn)出能源減少。所以不是任何物質(zhì)進(jìn)行熱解處理在技術(shù)經(jīng)濟上都是可行性的。在熱解進(jìn)行的內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)過程中，水分對產(chǎn)氣量和成分都有明顯影響。上面介紹的柏林理工大學(xué)試驗研究的結(jié)果很清楚地表明，在900條件下，物料水分由4%(sa4%)到50%(sa50%)的熱解氣體產(chǎn)量和成分都發(fā)生了較大的變化。氣體

33、產(chǎn)生按重量百分比計從70%上升到86%；而熱解氣成分按去水后的容積百分比分別為：h2 49%54% co 24%21%co2 14%18% ch4 12%6.5%如果反應(yīng)是在500550的條件下，則呈現(xiàn)“甲烷化反應(yīng)”，反應(yīng)方向主要向左。因此，水分的影響一定要與反應(yīng)條件聯(lián)系在一起考察，不能只看一個參與反應(yīng)的反應(yīng)物的條件。其次，水分對熱解的影響還與熱解的方式甚至具體的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相關(guān)。如直接熱解方式在800以上供以水蒸氣，則有水與碳的接觸反應(yīng)和“水煤氣反應(yīng)”。從實際反應(yīng)效果來看，一般噴入水蒸氣應(yīng)在反應(yīng)器內(nèi)溫度達(dá)900以上才好。進(jìn)一步分析不難看出，即使是直接熱解尚與物料和產(chǎn)氣導(dǎo)出的流向有關(guān)，是逆向或同

34、向流動情況都是有區(qū)別的。如果導(dǎo)出氣與物料流動方向相同，即含水分的導(dǎo)出氣將經(jīng)過高溫區(qū)，此時產(chǎn)氣的成分組成與逆向流動產(chǎn)氣的組成也是不同的。被熱解物料的水分高低與整個系統(tǒng)的能量平衡有直接關(guān)系。用能量的導(dǎo)出率r指標(biāo)進(jìn)行討論 (1.1)式中 r為能量導(dǎo)出率；hout為熱解產(chǎn)氣的能量；hin為加入熱解系統(tǒng)的能量。能量導(dǎo)出率表明了一個事實，即尋求在輸出與輸入的能量關(guān)系上，找到最大的r，而不是只看系統(tǒng)產(chǎn)出了多少能量。(3)反應(yīng)時間反應(yīng)時間是指反應(yīng)物料完成反應(yīng)在爐內(nèi)停留的時間，與物料尺寸、物料分子結(jié)構(gòu)特性、反應(yīng)器內(nèi)的溫度水平、熱解方式等因素有關(guān)，并且影響熱解產(chǎn)物的成分和總量。一般而言，物料尺寸愈小，反應(yīng)時間愈短

35、；物料分子結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，反應(yīng)時間愈長；反應(yīng)溫度愈高，反應(yīng)物顆粒內(nèi)外溫度梯度愈大，這就會加快物料被加熱的速度，反應(yīng)時間縮短。反應(yīng)物的旅度對反應(yīng)器的時間也有關(guān)系。如采用稀相和密相，就有一個最恰當(dāng)?shù)臐舛葐栴}。熱解方式對反應(yīng)時間的影響就更加明顯，直接熱解與間接熱解相比熱解時間要短得多。因為直接熱解可理解為在反應(yīng)器同一斷面的物料基本上處于等溫狀態(tài)，而壁式間接加熱，在反應(yīng)器的同一斷面上就不是等溫狀態(tài)而存在一個溫度梯度。反應(yīng)器內(nèi)徑（或當(dāng)量內(nèi)徑）愈大，溫度差愈大。所以間接熱解的反應(yīng)器內(nèi)徑尺寸都做得較小。如果采用中間介質(zhì)的間接熱解方式，熱解反應(yīng)時間直接與處理的量有關(guān)，處理的量大小與反應(yīng)器的熱平衡直接相關(guān)，與設(shè)備的

36、尺寸相關(guān)。如采用間接加熱的沸騰床，它的反應(yīng)時間短，但單位時間的處理量不大，要加大處理量相應(yīng)的設(shè)備尺寸也很大。反應(yīng)時間與熱解產(chǎn)物間的關(guān)系，從本質(zhì)上講是與熱解溫度和物料的分子結(jié)構(gòu)特性相關(guān)。反應(yīng)時間與加熱速度大、最終溫度高使揮發(fā)分（即熱解產(chǎn)物）產(chǎn)量正向相關(guān)。若其他反應(yīng)條件都處相同狀態(tài)，只考慮反應(yīng)時間因素的話，則反應(yīng)時間愈長，熱解的氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物愈多；時間短，小分子的氣態(tài)產(chǎn)物占熱解氣體積百分比較大。熱解通常存在著快分解和慢分解兩步，快分解有實用意義，而慢分解實用意義不大。另外，物料尺寸大，揮發(fā)分相對減少，這是因為在物料中心析出揮發(fā)分之后，在逸出表面的過程中有裂解，凝聚或聚合現(xiàn)象出現(xiàn)，在表面上出現(xiàn)碳的某

37、些沉積物而使反應(yīng)減緩。1.4 有機固體廢棄物在流化床氣化爐內(nèi)反應(yīng)過程 有機固體廢棄物在流化床氣化爐內(nèi)反應(yīng)的過程很復(fù)雜，隨著氣化裝置的類型、工藝流程、反應(yīng)條件、氣化劑種類、原料性質(zhì)等條件的不同，反應(yīng)的過程也不相同，不過這些過程的基本反應(yīng)包括有機固體廢棄物的干燥、熱分解反應(yīng)、還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)四個過程5。(1)有機固體廢棄物的干燥有機固體廢棄物在進(jìn)入氣化爐后，在熱量的作用下，首先被加熱析出吸著在有機固體廢棄物表面的水分，在100150主要為干燥階段，大部分水分在低于105條件下釋出，這階段的過程進(jìn)行比較緩慢，因需要供給大量的熱，而且在表面水分完全脫除之前，被加熱的有機固體廢棄物溫度是不上升的。(2

38、)熱分解反應(yīng)當(dāng)溫度達(dá)到160以上便開始發(fā)生高分子有機物在吸熱的不可逆條件下熱分解反應(yīng)，并且隨著溫度的進(jìn)一步升高，分解進(jìn)行得越激烈。由于有機固體廢棄物中含有較多的氧，當(dāng)溫度升高到一定程度后，氧將參加反應(yīng)而使溫度迅速提高，從而加速完成熱分解。熱分解是一個十分復(fù)雜的過程，其真實的反應(yīng)可能包括若干不同路徑的一次、二次甚至高次反應(yīng)，不同的反應(yīng)路徑得到的產(chǎn)物也不同。但總的結(jié)果是大分子的碳水化合物的鏈被打碎，析出有機固體廢棄物中的揮發(fā)分，留下木炭構(gòu)成進(jìn)一步反應(yīng)的床層。有機固體廢棄物的熱分解產(chǎn)物是非常復(fù)雜的混合氣體和固態(tài)炭，其中混合氣體至少包括數(shù)百種碳氧化合物，有些可以在常溫下冷凝成焦油，不可冷凝氣體則可直接

39、作為氣體燃料使用，是相當(dāng)不錯的中熱值干餾氣。原料種類及加熱條件是有機固體廢棄物熱分解過程的主要影響因素。由于有機固體廢棄物中的揮發(fā)組分高，在較低的溫度下（300400）就可能釋放出70%左右的揮發(fā)組分，而煤要到800時才釋放出約30的揮發(fā)組分。熱分解速率隨著溫度的升高和加熱速率的加快而加快，只要有足夠的溫度與加熱速率，熱分解會以相當(dāng)快的速率進(jìn)行。完成熱分解反應(yīng)所需時間隨著溫度的升高呈線性下降，由試驗可知當(dāng)溫度為600時，完成時間約27s左右；當(dāng)溫度達(dá)900時，則只需9s左右。而足夠的氣相滯留期和較高的溫度則會使二次反應(yīng)在很大程度上發(fā)生，從而使最終的不可冷凝氣體產(chǎn)量隨著溫度的升高而增加。(3)還

40、原反應(yīng)有機固體廢棄物經(jīng)熱分解后得到的炭與氣流中的co2、h2o、h2發(fā)生還原反應(yīng)生成可燃性氣體。主要發(fā)生如下反應(yīng)6。二氧化碳還原的化學(xué)反應(yīng)c+co2=2co；h=+162.142kj/mol (1.2)這個反應(yīng)向右進(jìn)行，是強烈的吸熱反應(yīng)，因而溫度愈高，co2的還原將愈徹底，co的形成將更多；不同溫度下二氧化碳還原時的平衡成分(容積分?jǐn)?shù))及平衡常數(shù)見表1.4。表1.4 二氧化碳還原時的平衡成分(容積分?jǐn)?shù))及平衡常數(shù)溫度/co/%co2/%平衡常數(shù)k4500.799.30.00155010.789.30.01965039.860.20.30980086.213.87.54790097.882.12

41、39.898100099.410.59161.004110099.850.15526.066120099.940.061453.001表1.4表明在氣化爐中，有效的co2的還原溫度是在800以上，隨著溫度的升高，co2的含量急劇減少，反應(yīng)平衡常數(shù)k值迅速增大，溫度增加有利于還原反應(yīng)。同時正向反應(yīng)的體積增加，系統(tǒng)的總平衡壓力將影響平衡時的組成，圖1.1為壓力對該反應(yīng)平衡混合物組成的影響，由圖1.1可以看出，壓力的增大使co平衡含量減少。co2在氣化爐內(nèi)與燃料接觸的時間也影響co2還原反應(yīng)的徹底程度，由使用焦炭做燃料試驗得出，在溫度為1300時，徹底還原所需的時間約56s，當(dāng)溫度降低后，則需要的時

42、間就增長了。圖1.1 碳與二氧化碳還原反應(yīng)中平衡混合物與壓力的關(guān)系顯然一般的氣化爐中并不以二氧化碳為氣化劑，但在燃燒過程中產(chǎn)生大量二氧化碳。而此二氧化碳的還原反應(yīng)為氣化過程中的一個重要反應(yīng)。(2)水蒸氣還原的化學(xué)反應(yīng)c+h2o(g)=co+h2；h=+118.628kj/mol (1.3)c+2h2o(g)=co2+2h2；h=+75.114kj/mol (1.4)上面的兩個反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，因此溫度增加都將都有利于水蒸氣還原反應(yīng)的進(jìn)行。但生成co與co2的反應(yīng)平衡常數(shù)k是不同的，見表1.5。表1.5碳與水蒸氣反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系溫度/k溫度/k式(1.3)式(1.4)式(1.3)式(1

43、.4)3000.0000.00010002.1652.6024000.0000.00011009.8627.9725000.0000.000120034.99220.5626000.0000.0011300102.31746.3527000.0020.0161400256.71593.7988000.0340.1301500569.343173.7639000.3410.678由表1.5可知，溫度對于紅熱的碳與水蒸氣生成co和co2的反應(yīng)的影響程度不同。在溫度較低（700）時，c+2h2o(g)的反應(yīng)常數(shù)比c+h2o(g)的大，這表明溫度較低不利于co的生成，有利于co2的生成。在溫度較高時情

44、況相反，有利于生成co的反應(yīng)進(jìn)行。由表1.5又可看出，隨著溫度的增加，kco的上升速度快，而kco2的上升速度慢。由此可知，提高溫度有利于提高co含量和降低co2含量。此外，溫度低于700時。水蒸氣與碳的反應(yīng)速率極為緩慢，在400時，幾乎沒有反應(yīng)發(fā)生，只有當(dāng)溫度高于800時，反應(yīng)速率才有明顯增加。而燃料的種類也與水蒸氣還原的程度有密切關(guān)系，在常見的固體燃料中，生物質(zhì)炭的活性最高，木炭在800時水蒸氣就已充分分解，而此溫度下煙煤焦炭與水蒸氣幾乎未發(fā)生反應(yīng)。綜上所述，溫度是影響碳還原反應(yīng)的主要因素。溫度升高有利于co的生成及水蒸氣的分解，確切地說800是木炭與co2和水蒸氣充分反應(yīng)的溫度。(3)甲

45、烷生成反應(yīng)有機固體廢棄物氣化可燃?xì)庵械募淄?，一部分來源于有機固體廢棄物中揮發(fā)分的熱分解和二次裂解，另一部分則是氣化爐中的碳與可燃?xì)庵械臍浞磻?yīng)以及氣體產(chǎn)物的反應(yīng)結(jié)果。c+2h2=ch4；h=752.400 kj/mol (1.5)co+3h2=ch4+h2o(g)；h=2035.66 kj/mol (1.6)co2+4h2=ch4+2h2o(g)；h=827.514 kj/mol (1.7)以上生成甲烷的反應(yīng)都是體積縮小的放熱反應(yīng)。在常壓下甲烷生成反應(yīng)速率很低，高壓有利于反應(yīng)進(jìn)行。而碳與水蒸氣直接生成甲烷的反應(yīng)也是產(chǎn)生甲烷的重要反應(yīng)：2c+2 h2o=ch4+ co2 (g) ；h=677.28

46、6 kj/mol (1.8)碳加氫直接合成甲烷是強烈的放熱反應(yīng)，甲烷是穩(wěn)定的化合物，當(dāng)溫度高于600時，甲烷就不再是熱穩(wěn)定了，因而反應(yīng)將向分解的方向ch4c+2h2進(jìn)行，在這個反應(yīng)中碳以炭黑形式析出。c+h2反應(yīng)混合物的組成和平衡常數(shù)見表1.6。表1.6 c+h2反應(yīng)混合物的組成和平衡常數(shù)溫度/ch4/%h2/%k30096.903.10239.883340086.1613.8420.893050083.5316.473.715455046.6953.310.891360031.6868.320.478665019.0380.970.234470011.0788.930.10238004.14

47、95.860.05501000.5099.500.014811000.2099.800.006011500.1099.900.0033由表1.6可知，甲烷的平衡含量隨著溫度升高而減少。并且由于反應(yīng)前后的體積發(fā)生變化，因此總壓力的變化必然影響平衡時的h2和ch4的含量。因此為了增加燃料氣中的甲烷含量，提高燃料氣的熱值，宜采用較高的氣化壓力和較低的溫度。反之，為了制取合成原料氣，應(yīng)降低甲烷的含量，則可采用較低的氣化壓力和較高的反應(yīng)溫度。常壓氣化時，對此反應(yīng)的適宜反應(yīng)溫度一般認(rèn)為最好在800。co、co2的甲烷化反應(yīng)以及碳與水直接生成甲烷的反應(yīng)的平衡常數(shù)見表1.7。表1.7 幾種反應(yīng)的平衡常數(shù)溫度/

48、k式(1.6)式(1.7)式(1.8)式(1.9)298.167.87010248.5781050.007859.9031044004.08310159.4811040.03581.3551035001.14510109.3331090.08171.3151026001.97710248.2911020.13672.7041018003.2065.2460.25064.03810003.75810-22.72710-20.35451.37815004.20710-63.76210-80.58193.74610-1co或co2的甲烷化反應(yīng)都屬于均相反應(yīng)，隨著溫度的上升，甲烷含量要比c+h2o反應(yīng)

49、下降得緩慢。但是，溫度的升高畢竟對正反應(yīng)不利，故應(yīng)控制甲烷化的反應(yīng)溫度。co或co2的甲烷化反應(yīng)中，由于它們需要有4個或5個分子的互相作用，一般要在有催化劑的條件下才能進(jìn)行，而有機固體廢棄物中灰分的某些成分對甲烷的生成起了催化作用。(4)一氧化碳變換反應(yīng)co+h2o(g) =co2十h2；h=43.514 kj/mol (1.9)該反應(yīng)稱為一氧化碳變換反應(yīng)，它是氣化階段生成的co與蒸汽之間的反應(yīng)，這是制取h2為主要成分的氣體燃料的重要反應(yīng)，也是提供氣化過程中甲烷化反應(yīng)所需h2源的基本反應(yīng)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)見表1.7。當(dāng)溫度高于850時，此反應(yīng)的正反應(yīng)速度高于逆反應(yīng)速度，故有利于生成氫氣。為有利

50、于此反應(yīng)的進(jìn)行，通常要求反應(yīng)溫度高于900。由于該反應(yīng)易于達(dá)到平衡，通常在氣化爐燃?xì)獬隹跍囟葪l件下，反應(yīng)達(dá)到平衡，從而該反應(yīng)決定了出口燃?xì)獾慕M成。在實際的氣化過程中，上述反應(yīng)同時進(jìn)行，改變溫度、壓力或組分濃度都對反應(yīng)的化學(xué)平衡產(chǎn)生影響，從而影響產(chǎn)氣成分，而且由于氣體的停留時間很短，不可能完全達(dá)到平衡。因此，在確定合理的操作參數(shù)時，應(yīng)綜合考慮各反應(yīng)的影響。在還原區(qū)已沒有氧氣存在，在氧化反應(yīng)中生成的二氧化碳在這里同碳及水蒸氣發(fā)生還原反應(yīng)，生成一氧化碳(co)和氫氣(h2)。由于還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，還原區(qū)的溫度也相應(yīng)降低，約為700900。4氧化反應(yīng)由于碳與二氧化碳、水蒸氣之間的還原反應(yīng)、物料的熱分

51、解都是吸熱反應(yīng)，因此氣化爐內(nèi)必須保持非常高的溫度。通常采用經(jīng)氣化殘留的碳與氣化劑中的氧進(jìn)行部分燃燒，并放出熱量，也正是這部分反應(yīng)熱為還原區(qū)的還原反應(yīng)、物料的熱分解和干燥提供了必要的熱量。由于是限氧燃燒，氧氣的供給是不充分的，因而不完全燃燒反應(yīng)同時發(fā)生，生成一氧化碳，同時也放出熱量。在氧化區(qū)，溫度可達(dá)10001200，反應(yīng)方程式為：c+o2=co2；h=408.177 kj/mol (1.10)2c+o2=2co；h=246.034 kj/mol (1.11)通常把氧化反應(yīng)區(qū)及還原反應(yīng)區(qū)總稱做氣化區(qū)，氣化反應(yīng)主要在這里進(jìn)行；而熱分解區(qū)及干燥區(qū)則總稱為燃料準(zhǔn)備區(qū)。必須指出，燃料區(qū)(層)這樣清楚的劃

52、分在實際上是觀察不到的，因為區(qū)與區(qū)之間是參差不齊的，這個區(qū)的反應(yīng)也可能在那個區(qū)中進(jìn)行。上述燃料區(qū)(層)的劃分只是指明氣化過程的幾個大的區(qū)段。1.5 循環(huán)流化床氣化爐工作原理循環(huán)流化床反應(yīng)器工藝流程如圖2.3所示。工作原理是直接往爐內(nèi)通入空氣，通過控制空氣供應(yīng)量，使有機固體廢物部分與氧氣燃燒，提供熱分解所需的熱量，有機固體廢棄物獲得熱量后發(fā)生熱解反應(yīng)，生成炭和揮發(fā)分。揮發(fā)分導(dǎo)出循環(huán)流化床，產(chǎn)物炭通過旋風(fēng)分離器回到燃燒室參與燃燒。這個設(shè)備將提供反應(yīng)熱量的燃燒室和發(fā)生反應(yīng)的流化床兩個部分合為一整體7。圖1.2 循環(huán)流化床工作原理圖1.6 設(shè)計內(nèi)容與要求有機固體廢棄物的熱解是在缺氧或貧氧狀態(tài)下進(jìn)行的不

53、可逆吸熱化學(xué)反應(yīng)，最終生成可燃?xì)?、焦?含化學(xué)水)和半焦油，可燃?xì)饪扇紵厥諢崃?。城市生活垃圾分類收集的可燃物部分包括紙類、塑料、纖維、木片、皮革、橡膠等。某些輕工生產(chǎn)過程也產(chǎn)生大量有機固體廢物，例如糖廠、家具廠、碾米廠等產(chǎn)生的甘蔗渣、木屑、谷殼等。有機固體廢棄物具有松散、低密度、低熱值、高揮發(fā)分等特點，帶來了收集、貯存和利用的困難。熱解氣化技術(shù)可以將這些有機固體廢物轉(zhuǎn)變成氣體燃料，使其使用更加清潔方便。本設(shè)計課題的主要工藝步驟包括有機固體廢物的預(yù)處理、有機固體廢物的熱解氣化、燃?xì)鈨艋ǔ液统褂停?、燃?xì)獯鎯Α怏w內(nèi)燃機發(fā)電等。其中有機固體廢物的熱解氣化裝置擬采用循環(huán)流化床氣化爐，除灰和除焦

54、油裝置擬采用旋風(fēng)分離器和水冷塔等。設(shè)計有機固體廢物處理量為2000 kg/h。1.7 課題意義隨著人們環(huán)境資源意識的增強，各國政府對固體廢棄物處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提高，傳統(tǒng)的固體廢棄物處理主要方法填埋、堆肥、焚燒三種技術(shù)日益顯示出其缺陷，如固體廢棄物填埋占用大片土地，堆肥法處理量小、效率低，焚燒法容易產(chǎn)生二次污染，特別是二惡英(dioxins)的污染問題，使其在工業(yè)應(yīng)用方面受到阻礙。因此開發(fā)固體廢棄物適應(yīng)性強、高效潔凈的固體廢棄物處理技術(shù)是問題的關(guān)鍵，也是世界各國發(fā)展固體廢棄物處理技術(shù)的大趨勢。有機固體廢棄物熱解技術(shù)在實現(xiàn)無害化、減量化和資源化處理的同時，能有效克服焚燒產(chǎn)生的二惡英污染問題，因而成為新興的、具有較大發(fā)展前景的固體廢棄物處理技術(shù)。熱解技術(shù)在處理有機固體廢棄物方面的應(yīng)用和發(fā)展歷史較短，但與直接焚燒法相比，具有以下兩個優(yōu)點：在熱解過程中有機廢棄物能轉(zhuǎn)化成可利用能量形式8，其經(jīng)濟性更好；熱解產(chǎn)生的燃?xì)庖暺錈嶂档母叩涂芍苯尤紵蚝推渌邿嶂等剂匣旌先紵?，反?yīng)過程產(chǎn)生焦油視其