摘 要

近年来，随着人口增长和世界城镇化水平的提高，城市生活垃圾也越来越多，全世界每年产生的垃圾近1.0×10¹⁰t。我国作为垃圾产出的大国，目前仍以垃圾填埋的处理方式为主，由于燃烧技术更符合减量化、资源化和无害化的原则，国内发达城市已经准备开始大力发展垃圾燃烧处理技术。

为了研究垃圾的燃烧特性及应用于水泥生产的可行性，本课题测量了生活垃圾的密度与含水率；对垃圾单组分进行了TG-DTA分析；通过自制窑炉研究了垃圾燃烧时，气体产物随燃烧条件的变化规律；对垃圾燃烬固体残渣进行了X射线荧光光谱分析。

研究发现，武汉市城市生活垃圾密度为193.6kg/m³，，燃烧后垃圾失重均在80%以上，减量效果突出。生活垃圾含水率为32%至34%，比国内其他地区生活垃圾含水率略低。垃圾单组分表现出良好的燃烧特性，鉴于国内垃圾分类不完善，建议采用气化炉燃烧利用生活垃圾。垃圾在不同条件下燃烧时表现出燃烧不彻底，烟气可燃组分多的特点，燃烧利用时需要注意烟气的二次燃烧利用。 垃圾燃烬的固体残渣化学组成和矿渣相似，重金属含量Cl含量较多，或许可以作为水泥的替代混合材使用。

关键词：垃圾燃烧；物理特性；气体成分；固体残渣

Abstract

In recent years, with the increase of population and the level of world urbanization, urban domestic waste is more and more, the waste generated by the world is nearly 1.0 × 10¹⁰t . China, as a big country of garbage output, is still dominated by landfill. Because combustion technology is more consistent with the principle of reduction, resource and harmless, the main direction of waste disposal in our country is burning.

In order to study the combustion characteristics of the rubbish and the feasibility applied in cement production, density and water content of garbage are measured in this subject ; the single component of garbage was analyzed by TG-DTA; through the self-made kiln, the variation law of gas products with combustion was studied; solid residues were analyzed by fluorescence spectrum analysis.

The result shows that Wuhan city life garbage density of 193.6kg/m³. After combustion, the weight loss of MSW is above 80%, the decrement effect is prominent. MSW water content is 32% to 34%, the rate is slightly lower than in other areas of MSW. The single component of garbage shows good combustion characteristic. In view of the imperfect domestic refuse classification, it is recommended that gasifier be used to burn domestic waste. When the rubbish burns under different conditions, it shows the characteristics of incomplete combustion and multiple combustible components of flue gas. Secondary combustion and utilization of flue gas need to be paid attention to during combustion. The composition of solid residue is similar to that of slag. The chemical composition of solid residue after garbage combustion is similar to that of slag .The content of Cl and heavy metal are too much. It may be used as an alternative mixture of cement

Key Words：Refuse burning; Physical characteristics; Gas composition; Solid residue

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 城市生活垃圾的特性 1

1.3.1国外垃圾处理方式现状 2

1.3.2国内垃圾处理方式现状 3

1.4 垃圾燃烧理论基础 3

1.5 本课题研究目的及内容 4

第2章 实验原料、仪器及过程 6

2.1 实验原料 6

2.1.1生活垃圾 6

2.1.2焦炭和煤 6

2.2实验仪器 6

2.2.1 垃圾物理特性测量仪器 6

2.2.2 垃圾单组分TG-DTA分析仪器 6

2.2.3垃圾与煤或焦炭混合燃烧气体分析仪器 7

2.2.4垃圾燃烬的固体残渣化学分析仪器 7

2.3 实验过程 8

2.3.1 垃圾物理特性测量 8

2.3.2垃圾单组分TG-DTA分析 8

2.3.3垃圾与煤或焦炭混合燃烧气体分析 8

2.3.4垃圾燃烬的固体残渣化学分析 8

第3章生活垃圾燃烧特性研究 9

3.1垃圾物理特性测量 9

3.1.1密度测量 9

3.2.2含水率测量 9

3.2垃圾单组分TG-DTA分析 9

3.2.1着火温度 10

3.2.2燃烬温度 11

3.2.3燃烧速率 12

3.2.4烧失量 12

3.2.4小结 13

3.3垃圾与煤或焦炭混合燃烧气体分析 13

3.3.1烟气成分分析 13

3.3.2垃圾燃烧空气过剩系数 14

3.3.1结论 15

3.4垃圾燃烬的固体残渣化学分析 15

3.4.1固体残渣的组分分析 15

3.4.2固体残渣的性质及应用途径分析 17

第4章结论与建议 18

4.1结论 18

4.2建议 18

参考文献 19

致 谢 21

第1章 绪论

1.1 研究背景

近年来，随着人口增长和世界城镇化水平的提高，城市生活垃圾越来越多，全世界每年产生的垃圾近1.0×10¹⁰t^[1]。我国城镇化较快，人口基数大，城市生活垃圾已成为当今社会最严重的公害之一。如何高效合理的处理城市垃圾早已成为中国乃至世界密切关注的研究课题。

目前世界上主要有三类生活垃圾处理技术：填埋处理技术、堆肥处理技术、燃烧处理技术^[2]。其中填埋处理技术耗资少，工艺简单，是我国早期处理大量垃圾的主要方式，但随着国土资源的日益珍贵，填埋处理的二次污染问题得不到明显改善，填埋处理已经不再满足当今社会对垃圾处理的需求效果。垃圾堆肥处理虽然能将生活垃圾比较有效的处理和资源化利用，但是对垃圾的分类处理要求较高，加大了处理成本，导致垃圾堆肥处理近年来的发展一直停滞不前。除部分落后和发展中国家依然采用垃圾填埋处理外，大部分发达国家，如日本、美国等已经采用燃烧法处理生活垃圾^[3]。如今垃圾燃烧处理技术已经基本完善，其中以机械炉排以及流化床燃烧炉为主，但是仍会对环境造成一定污染。我国作为垃圾产出的大国，目前仍以垃圾填埋的处理方式为主，由于燃烧技术更符合减量化、资源化和无害化的原则，我国大城市已经将燃烧处理作为未来垃圾处理的主要方向。目前垃圾燃烧处理技术主要用于垃圾燃烧发电厂方面，由于公众对垃圾燃烧发电厂的环保存有怀疑，垃圾燃烧发电厂在我国的发展一直比较缓慢。