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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