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绪论1

一、固体废弃物及其污染1

二、固体废弃物处理方法概述4

三、固体废弃物能源化利用概述5

四、固体废弃物能源利用系统评价11

参考文献15

第一部分　固体废弃物能源利用系统评价与优化21

第一章　造纸厂环境影响的生命周期评价21

1.1　造纸厂固体废弃物概述21

1.1.1　迅速发展的造纸工业21

1.1.2　造纸厂固体废弃物的危害22

1.1.3　造纸厂环境影响的评价方法23

1.2　造纸厂固体废弃物排放的调查24

1.2.1　木材造纸为主的固体废弃物排放24

1.2.2　废纸造纸的固体废弃物排放25

1.3　造纸厂工艺过程的编目计算与比较26

1.3.1　小型造纸厂环境评价的LCA模型26

1.3.2　大型造纸厂环境评价的LCA模型27

1.4　环境影响比较33

1.4.1　4种制浆工艺的环境影响33

1.4.2　3种产品纸的综合比较33

参考文献35

2.1.1 固体废弃物的工业分析36

2.1　固体废弃物燃料特性36

第二章　造纸厂固体废弃物能源利用的生命周期分析36

2.1.2　固体废弃物的干燥热解实验37

2.1.3　干燥热解实验结果的整理41

2.1.4　干燥热解动力学规律42

2.2　固体废弃物能源利用方案的编目分析45

2.2.1 对小型造纸厂的编目分析45

2.2.2　对大型造纸厂的编目分析48

2.3　方案比较54

2.3.1　小型造纸厂两种方案的比较54

2.3.2 大型造纸厂四种方案的比较56

2.3.3　方案选择的一般性原则58

2.4.1　经济效益59

2.4　效益分析59

2.4.2　环境效益60

参考文献63

第三章　生物质气化发电与燃煤发电的生命周期评价65

3.1　生物质气化联合循环发电方案的生命周期分析65

3.1.1　基本假设65

3.1.2　气化联合循环发电的生命周期过程67

3.1.3　生物质发电周期过程主要排放物计算结果68

3.2　燃煤发电的生命周期分析68

3.2.1　基本假设68

3.2.2　燃煤发电的生命周期过程69

3.2.3　燃煤发电周期过程排放计算结果70

3.3.1　基本假设71

3.3.2 生物质气化后与煤混烧发电的生命周期过程71

3.3　生物质气化后与煤混烧发电方案的生命周期分析71

3.3.3　混烧发电周期过程主要排放物计算结果72

3.4　比较与综合评价73

参考文献75

第四章 固体废弃物处理系统的能量平衡与优化设计76

4.1　控制氧量燃烧系统——燃室工况76

4.1.1　热平衡模型与计算76

4.1.2　达到热平衡的几种措施79

4.1.3　优化工况81

4.2.1　炉内热平衡分析82

4.2　层燃炉中最优工况分析82

4.2.2　炉内燃烧稳定性分析84

4.3　高水分垃圾建立能量自给型焚烧—堆肥系统85

4.3.1　系统简介85

4.3.2　堆肥部分计算85

4.3.3　发电部分计算86

4.3.4　分析与讨论89

4.4　焚烧垃圾发电系统的智能优化90

4.4.1　垃圾处理流程及变量定义91

4.4.2　垃圾焚烧发电优化的数学模型93

4.4.3　智能优化搜索算法95

4.4.4　垃圾焚烧发电优化结果及分析97

参考文献101

第二部分 固体废弃物能源利用系统热力特性研究105

第五章 固体废弃物物化特性与热解、燃烧机理105

5.1　垃圾物化特性105

5.1.1　垃圾取样105

5.1.2　垃圾成分分析106

5.2　垃圾中可燃物的热解机理108

5.2.1 热解实验装置与方法108

5.2.2　可燃物热解的基本过程108

5.2.3　热解动力学规律109

5.2.4　热解机理分析112

5.2.5　热解产物分析113

5.3　垃圾中可燃物的燃烧机理114

5.3.1　燃烧实验装置与方法114

5.3.2　可燃物燃烧的基本过程114

5.3.3　燃烧反应动力学参数117

5.3.4　垃圾的燃烧模型120

参考文献123

第六章　热带地区固体废弃物典型组分的干燥热解特性研究125

6.1　干燥热解实验125

6.1.1　实验对象125

6.1.2　实验方法127

6.2　干燥热解规律127

6.2.1　失重曲线127

6.2.2　干燥热解反应动力学规律130

6.3.1　不同含水率生物质干燥热解实验133

6.3　影响干燥热解过程的因素133

6.3.2　现象与分析136

6.4　基于多层前馈网络的生物质热解失重过程模拟138

6.4.1　经典模型的局限性138

6.4.2　基于多层前馈神经网络的热解失重模型140

6.4.3　模拟的分析与讨论141

参考文献145

7.1　高水蒸气成分烟气多孔介质辐射146

7.1.1　垃圾焚烧炉中烟气辐射特点146

第七章　垃圾焚烧炉内流动与传热特性146

7.1.2 多孔介质中L值的确定147

7.1.3　高水蒸气分压时k值的修正150

7.2　非理想多孔介质系统流动特性154

7.2.1　冷态实验研究154

7.2.2　非理想系统流动特性的数值研究159

7.3　焚烧炉中多孔介质状垃圾团块传热分析162

7.3.1　局部容积平均法简介163

7.3.2　模型的建立165

7.3.3　数学模型的数值求解170

参考文献174

8.1　马丁炉热力分区模型176

8.1.1　基本假设和依据176

第八章　固体废弃物焚烧炉热力分区模型176

8.1.2　马丁炉各区域特征描述177

8.2　CAO系统热力分区模型178

8.2.1　CAO系统基本工艺过程简介178

8.2.2　CAO各区域特征描述179

8.3　加热干燥区多孔介质有效导热系数传热模型180

8.3.1 加热干燥区升温过程180

8.3.2　热解气化区升温过程182

8.4　气化过程不规则孔隙网络模型182

8.4.1 多孔介质模型的建立182

8.5　残炭燃烧184

8.4.2　热解气化区的气化反应184

8.6　二燃室反应动力控制模型186

参考文献189

第九章 固体废弃物的几种新型焚烧技术191

9.1 回转式固体废弃物焚烧／气化装置192

9.1.1 回转窑内物料的流动模型192

9.1.2　回转窑物料流动冷态试验197

9.1.3　造纸厂固体废弃物焚烧实验200

9.1.4　城市生活垃圾焚烧实验201

9.2　高温空气回转式垃圾焚烧装置的概念设计202

9.2.1　高温空气燃烧技术的特点202

9.2.2　方案设计205

9.3　粉末状固体废弃物——蔗糠的悬浮燃烧特性研究207

9.3.2　可燃气着火下限208

9.3.1　蔗糠燃料特性208

9.3.3　燃烧器后着火判别209

9.3.4　挥发分燃烧212

9.4　喷流—移动床RDF热解燃烧特性研究217

9.4.1 喷流—移动床热解实验218

9.4.2　反应器温度分布特性221

9.4.3　气体产物分布特性225

参考文献229

第十章　垃圾焚烧的污染与腐蚀及其控制232

10.1　垃圾焚烧二噁？类物质污染物生成与控制232

10.1.1 二噁？的基本问题232

10.1.2　二噁？的生成机理235

10.1.3　二噁？产生的抑制机理240

10.2　RDF热解燃烧过程中几种污染物的释放特性242

10.2.1　CO的释放特性242

10.2.2　NOx的释放特性244

10.2.3　Ca(OH)2的脱氯特性245

10.3　污泥型煤的污染性气体释放247

10.4　垃圾焚烧时炭黑的形成与燃烧分析250

10.4.1　炭黑生成量的估算250

10.4.2　炭黑的燃烧253

10.5　硫和氯及其化合物的腐蚀与控制概述255

10.5.1　高温腐蚀256

10.5.2　硫及其化合物的腐蚀257

10.5.3　氯及其化合物的影响258

10.5.4　高温腐蚀的防护260

参考文献263

第十一章　垃圾焚烧灰渣的特性及其处理266

11.1　垃圾焚烧灰渣的熔融特性266

11.1.1　试验过程和测试结果266

11.1.2　垃圾灰渣熔点与积灰位置温度的关系268

11.1.3　垃圾灰熔融特性分析269

11.1.4　垃圾灰渣与低灰熔点煤灰的比较271

11.2　垃圾焚烧灰渣的污染与控制274

11.2.1　灰渣的污染性274

11.2.2　灰渣的处理方法276

参考文献278

第十二章　烟气流动的非线性机理与炉内温度场模拟建模279

12.1　烟气流动的混沌机理280

12.1.1　烟气羽流数学模型280

12.1.2　烟气羽流存在混沌现象282

12.1.3　空间尺度对烟气羽流混沌行为的影响283

12.1.4　Prandtl数对混沌解的影响285

12.1.5　Rayleigh数变化对方程解的影响288

12.2　基于多层前馈神经网络的炉内温度场的模拟294

12.2.1 实验测得离散的温度分布点295

12.2.2　神经网络建模298

12.2.3　炉内温度场的模拟300

参考文献303