生活垃圾层燃特性实验研究及低no_x燃烧技术分析

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1、上海交通大学硕士学位论文生活垃圾层燃特性实验研究及低NOx燃烧技术分析硕士研究生：许崇涛学号：1120209195导师：罗永浩教授申请学位：工学硕士学科：动力工程及工程热物理所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2015年2月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterEXPERIMENTALRESEARCHONTHECHARACTERISTICSOFWASTEINCINERATIONON

2、THEGRATEANDANALYSISONTHELOW-NOXCOMBUSTIONTECHNOLOGYCandidate：ChongtaoXuStudentID:1120209195Supervisor：Prof.YonghaoLuoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ThermalEnergyEngineeringAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：Feb,2

3、015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity本文承蒙：上海市科学技术委员会科技攻关计划项目“生活垃圾焚烧炉低NOx燃烧技术研究”（No.13231201902）和“生物质燃烧氮氧化物生成及控制机理研究”（No.14JC1403200）的资助，在此表示感谢。上海交通大学硕士学位论文生活垃圾层燃特性实验研究及低NOx燃烧技术分析摘要随着社会的发展，我国生活垃圾产生量逐年增大，传统的生活垃圾处理方式主要以填埋为主，而在发达城市由于土地资源紧

4、张，垃圾焚烧处理作为一种替代技术具有非常广阔的前景。生活垃圾焚烧处理技术在我国起步较晚，炉排炉焚烧处理技术作为垃圾焚烧的主要处理技术在我国多以引进为主，但是由于国外的垃圾与国内成分和热值等区别很大，引进的技术对于处理我国的生活垃圾并不理想。本文针对垃圾焚烧炉排炉技术，通过单元体炉研究生活垃圾床层燃烧特性和NOx排放特性，并对比分析了先进的低NOx燃烧技术，探讨其对处理我国垃圾的适应性。为了研究生活垃圾中典型组分的床层燃烧特性，搭建了层燃燃烧系统实验台，选用木片和硬纸板（其为生活垃圾的典型组分）作为研究对象，

5、研究其层燃燃烧过程中的温度分布、失重变化和床层气氛，并对比了单组份木片和硬纸板燃烧与二者混合的燃烧特性区别。研究表明，物料在炉排上的燃烧过程可分为两个阶段：火焰锋面传播阶段和焦炭气化燃烧阶段。在一定的范围内，提高给风量可以提高火焰锋面的传播速度和失重速率等，同时降低还原性气体（如CO、CH4等）的浓度。木片和硬纸板质量比1:1混合燃烧的层燃燃烧特性介于单组I摘要份木片和硬纸板之间。为了研究生活垃圾中典型组分燃烧的尾部烟气排放特性，使用了多功能低NOx燃烧试验台。在固定二次风保证燃尽的前提下，改变一次风的给风

6、量来研究单组份木片和硬纸板的NOx排放特性，并对比了单组份和混合组分的区别。结果表明，在本文所选择的工况条件下，木片NOx的生成随着一次风量的增加先增加后稳定，而硬纸板NOx的生成随着一次风量先减少后增加至稳定。相应的混合组分燃烧促进了NOx的生成。为了研究我国生活垃圾的燃烧特性，使用10%聚乙烯、50%硬纸板和40%脱水白菜的混合物来模拟生活垃圾组成。研究表明，模化垃圾的床层燃烧也可分为火焰锋面传播和焦炭气化燃烧两个阶段；单位质量物料燃烧尾部烟气中NOx生成量随着一次给风量的增加逐渐增加后稳定。依据本文得

7、出的结论，对比分析了传统垃圾焚烧技术和先进的低NOx燃烧技术，如VLN技术、CUT-NOx技术和JFE中拱技术。分析表明，低NOx燃烧技术虽然使用的手段不同，但都降低了主燃区的过量空气系数，同时保证了燃烧的稳定和灰渣的燃尽。针对处理中国垃圾，VLN和JFE中拱技术具有更好的适应性。关键词：垃圾焚烧，燃烧特性，NOx，模化垃圾II上海交通大学硕士学位论文EXPERIMENTALRESEARCHONTHECHARACTERISTICSOFWASTEINCINERATIONONTHEGRATEANDANALYSI

8、SONTHELOW-NOXCOMBUSTIONTECHNOLOGYABSTRACTWiththedevelopmentofsociety,theamountofMSW(MunicipalSolidWaste)generatedisincreasingeveryyear.Landfillisatraditionalwaytodisposewaste.Whileinlargecitylandresourceislim