生物質(zhì)復(fù)配制備成型燃料的試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來，隨著城市生活垃圾產(chǎn)生量不斷增長(zhǎng)和填埋場(chǎng)剩余庫(kù)容的大幅減少，如何處理城市生活垃圾問題變得極其重要。目前單一的傳統(tǒng)垃圾處理技術(shù)如衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥等已經(jīng)無(wú)法滿足混合垃圾減量化、資源化和無(wú)害化處理要求，同時(shí)也造成生活垃圾中大量高含水率有機(jī)組分和可回收利用組分的極大浪費(fèi)。生活垃圾生物干化預(yù)處理后復(fù)配生物質(zhì)制備成型燃料技術(shù)有效的利用了生活垃圾中易腐有機(jī)物，大大降低了由于易腐有機(jī)物造成二次污染問題，但目前生活垃圾生物干化技術(shù)還不完善，惡臭

2、污染問題未得到有效改善，同時(shí)垃圾生物干化和燃料成型技術(shù)的耦合鮮有報(bào)道。本課題采用自制生物干化裝置深入探討了生活垃圾生物干化的試驗(yàn)條件，試圖通過改變生物干化操作條件改善源頭臭氣釋放問題；同時(shí)研究了利用干化產(chǎn)物與生物質(zhì)木屑、污泥復(fù)配制備成型燃料的成型工藝參數(shù)，通過熱重測(cè)試分析了干化產(chǎn)物與生物質(zhì)木屑（污泥）不同復(fù)配比例的成型燃料燃燒機(jī)理，研究其基本燃燒特性參數(shù)和燃燒動(dòng)力學(xué)特性。通過研究，為濕垃圾制備成型燃料的應(yīng)用提供有價(jià)值的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為城市生

3、活濕垃圾的處理和利用提供一種新的途經(jīng)。
　?。?）生活垃圾生物干化脫水條件優(yōu)化試驗(yàn)。
　　本文通過調(diào)整物料碳氮比、接種外源菌劑、控制通風(fēng)量、添加綠化廢物四組單因素對(duì)生活垃圾進(jìn)行了生物干化脫水效果的研究，結(jié)果顯示：生活垃圾經(jīng)過12d生物干化后含水率均大大下降，垃圾發(fā)熱量也快速增加，基本上生物干化8d左右能達(dá)到7000 kJ/kg的經(jīng)濟(jì)性焚燒熱值。生活垃圾生物干燥效果最佳C/N為20.7，消耗每g可降解有機(jī)物可去除水分1.95g

4、，同時(shí)相較于C/N為15試驗(yàn)組NH3釋放濃度大大降低。接種外源微生物可加快有機(jī)物降解腐熟，對(duì)生活垃圾脫水效果也有促進(jìn)作用，垃圾專用菌、污泥源菌劑和垃圾滲濾液源菌劑接種試驗(yàn)組垃圾脫水率分別比空白組約高出2.0％，0.8%，6.6%；合適的通風(fēng)量有利于堆體溫度升高，通風(fēng)量為0.4 L/(kg·min)堆體溫度均高于其他試驗(yàn)組，過大或過小通風(fēng)量均不利于堆體溫度積累。通風(fēng)量增加，NH3釋放濃度逐漸減小，單位可降解有機(jī)物脫水能力呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)

5、。添加綠化廢物有利于增加堆體內(nèi)部空隙實(shí)現(xiàn)堆體溫度迅速上升，同時(shí)有利于降低NH3釋放濃度。添加量為200g/kg堆體升溫啟動(dòng)較快，在生物干化2d后達(dá)到最高堆體溫度57℃，單位可降解有機(jī)物脫水能力高達(dá)1.61kg/kg；
　　綜上所述，經(jīng)過單因素逐級(jí)優(yōu)化試驗(yàn)得出生活垃圾生物干化最佳試驗(yàn)參數(shù)：最佳C/N為20.7，垃圾滲濾液源菌劑脫水效果最佳，考慮到能量耗損，通風(fēng)量選取0.4 L/(kg·min)；綠化廢物添加量為200g/kg與生活垃

6、圾共處理脫水效果最佳。
　　（2）成型燃料的成型工藝參數(shù)研究。
　　采用XQ-5嵌樣機(jī)裝置對(duì)干化產(chǎn)物與生物質(zhì)木屑、污泥復(fù)配進(jìn)行了成型工藝參數(shù)的研究，結(jié)果表明：成型壓力、粒度、添加劑均對(duì)成型密度有一定的影響；成型壓力超過35Mpa后對(duì)成型密度影響不大；小粒徑干化產(chǎn)物有利于壓縮成型；添加污泥的成型燃料密度迅速增大，但成型燃料熱值有小幅下降；添加木屑對(duì)成型密度影響不大，但增加了成型燃料發(fā)熱量。采用熱壓成型及熱壓成型過程添加塑料薄膜

7、有利于改善成型燃料的抗?jié)B水性能。在以污泥為粘結(jié)劑，干化產(chǎn)物與木屑復(fù)配成型的正交試驗(yàn)中，得到了制備成型燃料的最佳試驗(yàn)條件：成型壓力為30Mpa，污泥、木屑添加量為10%，含水率為10%。
　?。?）成型燃料燃燒特性及燃燒動(dòng)力學(xué)研究。
　　采用熱重分析技術(shù)對(duì)典型垃圾單組分及干化產(chǎn)物與木屑(污泥)復(fù)配而成的成型燃料進(jìn)行燃燒特性分析，結(jié)果顯示：污泥的著火溫度最低，木屑著火溫度較高；摻混木屑的成型燃料著火溫度隨摻混比例增加而略有降低，