文章编号

: 0254

0096( 2006) 07

0639

城市生活垃圾中废弃木料流化床热解气化试验研究

　　收稿日期

: 2005

　　基金项目

国家自然科学重点基金项目

(N59836210)

肖　刚

池　涌

倪明江

张加权

缪　麒

朱文俐

郑　皎

屠宏斌

岑可法

(

浙江大学热能工程研究所

能源清洁利用与环境工程教育部重点实验室

杭州

310027 )

摘　要

为开发适合我国城市生活垃圾处理的低污染气化熔融技术

对城市生活垃圾中广泛存在的废弃木料组分

进行了流化床热解与气化试验。流化床中

在反应温度

400

～

700

℃、

过量空气系数

～

0. 8

的范围内

对木料进行了

系统的热解气化试验

分析了反应产物特性及其产量变化规律。结果表明

热解温度

500

℃时

热解油产量最大

可

占原料质量的

38 % ,

热解气产量随温度增加而增大

;

气化温度

600

℃、

过量空气系数

0. 4

时

气化效率最高

达到

73 % ,

此时每标准立方米气化气热值为

5800kJ ,

气化气产率为

01m

kg ;

并进行相关的反应特性及机理分析。

关键词

城市生活垃圾

;

木料

;

流化床

;

热解

;

气化

中图分类号

: TK6

　　　文献标识码

: A

　引　言

我国城市生活垃圾中的废弃木料组分大约占总

质量的 6～12 %左右。我国城市垃圾中 50 %左右为
厨余、

10 %～20 %为不可燃物 (表 1) ,因此在城市生

活垃圾气化熔融处理技术中 ,有效气化木料类、

塑胶

类、

纸类、

织物类等高热值组分至关重要。

1) 数据来自浙江大学热能工程研究所及其合作

单位统计测量数据

目前国外主要的气化熔融技术如 Thermoselect

技术

[ 2 ,3 ]

、

Siemens 技术

[ 2 ,4 ]

、

荏原技术

[ 5 ]

、

RCP 技术

[ 2 ]

等 ,虽然其垃圾热解气化流程各异 ,但温度都控制在

500～600 ℃。在国内 ,闻望等

[ 6 ]

曾对城市生活垃圾

在 900 ℃左右进行固定床、

流化床气化试验研究 ;蒋

剑春等

[ 7 ]

对垃圾在 700 ℃左右进行气流床气化试验

研究。此外 ,陈冠益

[ 8 ]

、

吴创之

[ 9 ,15 ]

、G. Chen

[ 10 ]

、

Eric

D. Larson

[ 11 ]

、

颜涌捷

[ 12 ]

等 ,分别对生物质在 700～

1000 ℃热解

Π气化进行了较深入的探讨。

对于城市生活垃圾气化熔融技术来说 ,如果气

化温度太低 ,则气化反应进行不完全 ,达不到垃圾减
量化、

资源化目的 ;如果气化温度高于 700 ℃,则容易

导致垃圾中的低熔点金属 (如 Al 、

Pb 等) 熔化结渣或

者挥发 ,影响污染物控制 ;垃圾气化与高温燃烧熔融
技术结合 ,可以不必过分考虑气化合成气中焦油含
量。所以 ,城市生活垃圾气化熔融技术中气化温度
控制在 500～600 ℃较为合适。因此 ,非常有必要进
行相应的垃圾单组分热解气化试验研究 ,为我国开
发先进的城市生活垃圾气化熔融处理技术提供基础
数据和实践参考。

考虑到城市生活垃圾气化熔融技术的典型工况

条件 ,本文利用自行设计的流化床热解、

气化试验装

置 ,在反应温度 400～700 ℃、

过量空气系数 0～0. 8

的范围内 ,对废弃木料进行试验 ,分析各工况下反应
产物的特性及其产量变化规律 ,并进行相关反应机
理分析 ,以期对城市生活垃圾气化熔融或者生物质
气化、

液化等技术的研发提供有价值的参考。

表

　我国部分城市的典型生活垃圾特性分析

Table 1

Typical MSW characteristics of some cities in China

(

单位

: %)

城市

年分

纸类

木料类

织物类

塑胶类

厨余类

金属类

玻璃类

其他

北京燕山

[1 ]

2000

5. 43

5. 75

2. 97

10. 37

51. 83

1. 00

5. 43

17. 22

上海青浦

2003

4. 58

11. 60

8. 59

62. 09

0. 89

2. 88

7. 08

广东东莞

2002

6. 44

7. 83

19. 28

31. 21

6. 10

3. 37

1. 0

第

卷　第

期

2006

年

月

太　阳　能　学　报

ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA

Vol

27 , No

Jul

,2006