PDF《源头提质的可燃固体废物流化床气化实验》

随着垃圾含水率升高,气化 和熔融温度降低;

NILSSON 等[8] 利用流化床,研究橄 榄枝在 760~900 ℃下加入不同的气化剂对其气化实验 的影响,测定其气化反应速率,并利用动力学模型对 以水蒸气和 CO2 作为气化剂的气化反应速率进行估 算;

金余其等[9] 研究塑料和橡胶的流化床气化特性, 其结果表明聚乙烯(PE)气化对温度不敏感,在较低温 度(即550 ℃时)即可达到很好的气化效果,能量转化 率达到 80%以上;

而温度对橡胶的气化有显著的影响, 在较高温度即

750 ℃时气化效果较好,能量转化率为 78.76%.还有一些学者就垃圾组分、催化剂、反应工 况控制等方面开展了大量基础研究以及中试试验研 究[10?13] .针对源头生活垃圾有机组分中含有大量的碳 氢化合物,高热值组分如塑料、废纸及生物质类等体 积分数越来越高,实现垃圾干湿分类收集并高效利用 成为研究热点,湿类可降解垃圾用于发酵处理,干类 高热值组分进行高附加燃料 RDF 制备利用[14?17] .本 文作者以提质后垃圾组分为实验材料,在中试流化床 反应器内进行空气气化反应,研究气化温度和空气当 量比等因素对可燃固体废物气化产气特性影响,以期 为进一步研究城市生活垃圾 RDF 燃料化高效能源化 利用提供参考.

1 实验材料及方法 实验材料选用分拣出的典型组分,有纸类和锯末 类2种,混合组分采用源头提质垃圾,破碎后物料粒 径均小于

10 mm,并分别保存在密闭容器以备实验所 需.混合垃圾的组成见表 1,物料的元素分析及工业 分析结果对比见表 2. 表1源头提质垃圾中各类组分质量分数 Table

1 Mass fractions of the components in source-separated combustible solid waste % 废纸类 橡塑类 纺织类 木竹类 其他类 39.1 9.2 41.7 5.6 4.4 试循环流化床气化反应器结构示意图见图 1,最 大处理量为

20 kg/h.气化炉是一根内径为 0.108 m, 高为

4 m 的2520 管, 最高耐温为

1 200 ℃. 布风板(含18 个蘑菇型风帽)向上设有

60 kW 的电加热装置,加 热高度为 2.5 m, 配置

2 个旋风除尘装置用于收集飞灰 以及冷凝焦油回收.实验床料采用平均粒径为180~250 μm 的高铝矾土, 根据冷态实验结果流化风速 设定为

8 m3 /h. 气化燃料气采用在线监测手段,测定设备为 Gasboard-3100 红外烟气分析仪. 表2物料元素分析结果和工业分析结果对比 Table

2 Comparison of results from materials proximate analysis and ultimate analysis 样品 质量分数/% 低位热值/(MJ?kg?1 ) 元素分析结果 工业分析结果 C H O N S Cl Mad Aad Vad FCad 纸33.56 4.19 40.48 0.13 0.07 0.05 3.03 10.34 75.95 10.68 10.72 锯末 43.98 5.33 43.98 0.13 0.03 0.08 4.12 4.37 76.74 14.77 17.81 垃圾 58.93 7.85 21.94 1.85 0.13 0.06 3.29 13.07 76.70 6.94 21.01 注:Mad 为空气干燥基水分;

Aad 为空气干燥基灰分;

Vad 为空气干燥基挥发分;

FCad 为空气干燥基固定碳. 第8期李延吉,等:源头提质的可燃固体废物流化床气化实验

2093 1―温度控制柜;

2―螺旋加料器;

3―料仓;

4―空气预热器;

5―风机;

6―转子流量计;

7―混风器;

8―保温层;

9―外护板;

10―燃烧炉;

11―旋风分离器 1;

12―灰斗;

13―旋风分离器 2;

14―排渣管;

15―布风板. 图1流化床结构示意图 Fig.

1 Schematic diagram of fluidized bed

2 实验结果与讨论 2.1 空气当量比对气化产气组分的影响 在气化温度为