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城市生活垃圾气化及灰渣结渣特性研究

收稿日期：2024-07-20 修回日期：2024-08-18 接受日期：2024-08-21

DOI:10.20078/j.eep.20240907

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    摘要：随着中国城市化进程的推进,城市生活垃圾(MunicipalSolidWaste,MSW)的清运量逐年上升。MSW气化技术因其处理量大、经济附加值高、污染物排放水平低等优势而受到广泛关注。基于此,通过固定床反应器探究了反应温度和当量比(Equ... 展开+
    摘要：

    随着中国城市化进程的推进,城市生活垃圾(MunicipalSolidWaste,MSW)的清运量逐年上升。MSW气化技术因其处理量大、经济附加值高、污染物排放水平低等优势而受到广泛关注。基于此,通过固定床反应器探究了反应温度和当量比(EquivalenceRatio,ER)对MSW气化过程及焦油生成特性的影响规律,研究了不同气化条件下垃圾气化灰渣的结渣倾向以及熔融过程。结果表明,气化温度的升高能够促进MSW分解和焦油的裂解,从而提高了产气率和气化气热值。ER的升高能够在促进焦油转化为醛、酮、酸的同时提升气化气热值,但ER过高会导致含碳气体的氧化,致使气化气热值降低。综合来看,当气化温度为700℃、ER为0.3时,气化气热值达到最大,约为23.51MJ/Nm3,同时该条件下气体产率显著提高,而焦油的生成量处在较低水平。X射线荧光光谱和灰熔点分析显示,MSW气化灰渣的主要成分是SiO2、Al2O3和CaO,灰渣的半球温度(THT)和流动温度(TFT)随ER的升高而升高。在多种工况下,由于灰渣中碱性氧化物的影响,MSW气化灰渣表现出严重的结渣倾向,通过调整MSW原料配比或添加SiO2、Al2O3等添加剂可以有效缓解MSW灰渣结渣情况,改善气化炉长期运行环境。

    收起-

    作者：

    • 杨若辰1
    • 姜磊1
    • 佟灿2
    • 宋丽2
    • 岳佳鑫2
    • 张雄1,*
    • 廖玮1
    • 邵敬爱1,3
    • 杨海平1
    • 张世红1
    • 陈汉平1

    作者简介

    第一作者：杨若辰(2000—),男,新疆乌鲁木齐人,硕士研究生,主要研究方向为CO2催化转化。E-mail:m202271288@hust.edu.cn
    通讯作者：张雄(1987—),男,湖北广水人,副教授,主要研究方向为能源清洁高效利用。E-mail:zhangxiong107@hust.edu.cn

    单位

    • 1. 华中科技大学 能源与动力工程学院 煤燃烧与低碳利用全国重点实验室,湖北 武汉 430074
    • 2. 北京华宇辉煌生态环保科技股份有限公司,北京 100000
    • 3. 华中科技大学 能源与动力工程学院 新能源科学与工程系,湖北 武汉 430074

    关键字

    • 城市生活垃圾
    • 气化
    • 灰渣
    • 熔融特性
    • 反应温度

    基金项目

    国家自然科学基金资助项目(51976075,52176187)

    引用格式

    杨若辰, 姜磊, 佟灿, 等.城市生活垃圾气化及灰渣结渣特性研究[J]. 能源环境保护, 2025, 39(2): 170−181.

    YANG Ruochen, JIANG Lei , TONG Can , et al. Study on Municipal Solid Waste Gasification and Ash Residue Slagging Characteristics[J]. Energy Environmental Protection, 2025, 39(2): 170−181.

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