成果名称: 可燃固体废弃物典型组分能量元素热迁移机制
完成单位: 中国科学院广州能源研究所
主要人员: 袁浩然,陈勇,李德念,赵丹丹,王亚琢,董韶峰,邢世友
介绍:

    随着社会、经济的发展,人们生活水平和物质需求的提高,城市固体废弃物的“品质”越来越好,其可燃组分的含量越来越高。因此,从能源角度来看,其能源化利用的发展潜力很大。利用可燃固废代替部分化石燃料,对于解决气候变暖、促进城市能源供应结构的可持续多元化发展,实现国家节能减排战略目标具有十分重要的意义。目前研究主要探究外在条件的改变而导致产物的变化,对于反应主导因素研究相对较少。

    针对我国可燃固体废物组分高水分、组分复杂、热值多变的特点,通过分析广东省和其它省份可燃固废主要组分的物理特征、化学赋存、热解速率等基础数据,建立关键组分指纹图谱数据库;选择具有代表性的典型组分,利用热重分析仪与质谱联用仪获得不同反应气氛下的反应速率、产物组成等实验数据,形成单一组分能量元素热迁移规律;以单一或者混杂实验过程数据为基础,研究金属元素对可燃固废热解特性的影响规律,以及混杂状态下典型组分在热解反应中的交互影响规律,形成典型组分混杂状态能量元素热迁移规律;研究可燃固废燃烧、热解气化反应特性,获得热转化过程的传热、传质机理并建立可燃固废热解焦炭通用气化反应动力学模型,形成可燃固废“物质传递”与“热量传递”机理;通过可燃固废源头多形态热转化调质实验,探索物性、过程调控与产物组成的对应关系;以物质本性为头,反应组成为尾,以过程中能量元素为主线,“物质传递”及“热量传递”为方法,获得能量元素热迁移规律下的能量元素在产物中的赋存形态。

    创新点: 1)根据关键组分指纹图谱数据库,优化可燃固废典型组分分类,基于此形成典型组分热解过程中“物质传递”过程与“热量传递”过程协同反应机理。 2)以物质本性分析为基础,关注能量转化中最为重要的能量元素—碳、氢元素,揭示可燃固废典型组分的物性、过程调控与产物组成的对应关系,形成可燃固废典型组分热解过程能量元素迁移规律,为构建可燃固废高效热转化机理提供理论指导及依据。

批准登记号:
登记日期: 2021-07-29
研究起止时间: 2015-01-01至2017-12-31
所属行业: 水利、环境和公共设施管理业
所属高新技术类别:
评价单位名称: 国家自然科学基金委员会工程与材料科学部
评价日期: 2018-03-06