油页岩与城市生活垃圾混合燃烧和热解特性研究

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1、硕士学位论文油页岩与城市生活垃圾混合燃烧和热解特性研究作者姓名范云龙学科专业工程热物理指导教师余昭胜副教授所在学院电力学院论文提交日期2018年4月18日Studyonco-combustionandco-pyrolysischaracteristicsofoilshaleandmunicipalsolidwasteADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：FanYunlongSupervisor：Prof.YuZhaoshengSouthChinaU

2、niversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TK6学校代号：10561学号：201520110723华南理工大学硕士学位论文油页岩与城市生活垃圾混合燃烧和热解特性研究作者姓名：范云龙指导教师姓名、职称：余昭胜副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：工程热物理研究方向：高效低污染燃烧论文提交日期：2018年4月18日论文答辩日期：2018年6月3日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：赵增立委员：廖艳芬甘云华杨承卢志民摘要随着社会和经济的迅速发展，

3、对能源的需求相应骤增，化石能源日益枯竭的现状与迅猛增加的能源需求是当今能源领域面临的主要矛盾。油页岩因其储量丰富而成为极具发展潜力的能源资源，得到人们越来越多的关注。与此同时，随着城市化进程的推进和人们生活水平的提高，城市生活垃圾的清运量极大且逐年增加，城市生活垃圾的无害化、减量化和资源化处理也成为当今环境领域关注的焦点。为了提高能源利用效率，降低污染物排放，不同可燃物混合热利用可能带来协同促进作用。因此，本文着重研究油页岩与城市生活垃圾的混合燃烧和混合热解，具体如下：（1）利用热重分析仪实验了研究油页岩、城市生

4、活垃圾及其不同掺混比样品的燃烧特性，分析了反应过程中可能存在的相互作用，并建立了反应动力学模型。结果表明：城市生活垃圾的燃烧特性明显优于油页岩。当城市生活垃圾掺混比大于50%时，混合样品具有较好的综合燃烧特性。两者在混合燃烧过程中主要表现为促进作用，尤其是在高温阶段更为明显。当掺混比为70%时，反应活化能最小(172.2kJ/mol),残存质量比最小为28.03%，标志着燃烧反应进行更彻底，故该掺混比较为理想。（2）利用热重分析仪实验研究了油页岩、城市生活垃圾及其混合样品热解特性和相互作用，建立反应动力学模型，并

5、通过快速热解-气相色谱质谱联用仪分析了热解产物分布规律。结果表明：城市生活垃圾的热解特性优于油页岩，混合样品在热解过程中存在一定的相互促进作用；当城市生活垃圾掺混比为50%时，在所有掺混样品中活化能较低（108.4kJ/mol），固体质量比为58.96%，标志着热解反应进行较为充分；油页岩的热解产物中绝大多数是烃类，高达97%，城市生活垃圾热解产物主要是烃类以及氯化氢(6.67%)，混合样品的热解中氯化氢含量相对减少，所有混合样品热解产物占比均低于4%。（3）利用热重分析和快速热解-气相色谱质谱联用仪分别实验研究

6、了城市生活垃圾可燃单组分的热解特性和产物组分分布规律。结果表明：除聚氯乙烯热解过程中有两个明显失重峰，其余均为单失重峰；热解产物主要是烃类，聚氯乙烯的热解产物中有较多氯化氢。本文的研究内容一定的现实价值，将为城市生活垃圾的无害化、减量化、资源化以及油页岩的利用提供理论指导，促进环境与社会的可持续发展。关键词：油页岩；城市生活垃圾；混合燃烧；混合热解IABSTRACTWiththerapiddevelopmentoftoday'ssocialindustry,thedemandforenergyisincreasi

7、ng,traditionalfossilenergyhasbeenfullyutilized,thusthequicklydecreasingtraditionalenergyandtherapidlyincreasingdemandarethemaincontradictionsintheenergyfieldtoday.Asaveryrichandpromisingenergysource,oilshalehasbeenpaidmoreandmoreattention.Atthesametime,withth

8、eimprovementofpeople'slivingstandard,thenumberofmunicipalsolidwastehasbeengreatlyincreased.Thetreatmentofmunicipalsolidwastehasalsobecomethefocusofattentionintheenvironmentalfield.Because