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生活垃圾的微波裂解特性 第 28 卷 增刊 1 农 业 工 程 学 报 Vol.28 Supp.1 192 2012 年 5 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May 2012 生活垃圾的微波裂解特性 徐 青 1,2※ ，凌长明 1 ，李 军 1 （1. 广东海洋大学工程学院，湛江 ； 2. 华南理工大学电力学院，广州 ） 摘 要：为了研究生活垃圾的微波裂解特性，采用微波设备对城市生活垃圾（MSW）进行裂解处理。研究了温度对裂解 产物、产气规律和气体组分的影响规律。结果表明：垃圾在微波炉内裂解时升温速率很快，微波裂解加快了垃圾完成裂 解的时间。在该研究范围内当裂解温度由 400℃升高到 600℃时，固体产物的质量由 55%减少到 26%，液体产物的产生量 由 21.52%增加到 27.83%，裂解气的质量回收率由 12%升高到 35%。利用气质联用设备对所得产物进行分析，裂解气主 要含有 H2、CO、CO2、CH4 和 CnHm等气体成分，随温度升高，甲烷含量逐渐增大，CnHm含量 500℃最高，H2 在温度低 于 450℃时析出量很低，550℃之后 H2 体积分数迅速增加。该研究结果可为垃圾的资源化利用提供参考。 关键词：特性，温度，生活垃圾，微波裂解 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.z1.033 中图分类号：X705 文献标志码：A 文章编号：1002--Supp.1-0192-05 徐 青，凌长明，李 军. 生活垃圾微波裂解特性[J]. 农业工程学报，2012，28增刊 1：192－196. Xu Qing，Ling Changming，Li Jun. Property of microwave pyrolysis of municipal solid waste[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Transactions of the CSAE, 2012, 28Supp.1: 192－196. in Chinese with English abstract 0 引 言生活垃圾是人类生活的必然产物，随着中国经济高 速发展、城市化进程不断加快、人民生活水平的不断提 高，城市生活垃圾（municipal solid waste，MSW）产量 也以平均每年 8%～10%的速度递增。城市生活垃圾带来 了占用土地、环境污染等一系列问题，尤其是二次污染 问题日益严重。如何合理有效的处理城市生活垃圾越来 越受到人们的关注。采用资源化技术处理城市固体废弃 物是目前的主要研究方向，垃圾的焚烧、热解和气化等热 处理法具有减容、减量和能源化利用等优点。在生活垃圾 热解方面，国内外学者已经开展大量的基础性研究 [1-6] ，大 多数都是通过固定床、管式炉等反应器研究温度区间、加 热方式和反应气氛等对垃圾热解产物的影响规律。城市生 活垃圾焚烧处理虽然逐渐得到推崇，但其缺点也日益凸 显，如二?英排放量长期不达标；添加大量的助燃物质 煤或重油，大幅提高了处理成本；尾气中的飘浮物和重 金属较多；投资比较大，资金回收周期长。 微波辐射加热克服了普通垃圾裂解技术物料裂解不 均匀、设备积炭严重、系统运行不稳定、产物控制困难 等缺点，并可连续低温裂解，实现了垃圾的无害化处理 和资源化利用。微波加热能直接穿透进入物料内部，对 物料内外均衡加热，从而缩短了加热时间，而且可以减 少挥发分的二次裂解。另外，微波是一种体加热方式， 不存在常规加热的传热限制，可以达到节能及改变热解 收稿日期：2011-07-22 修订日期：2012-05-10 基金项目：广州市重大科技专项资助项目（X2DLB） 作者简介：徐 青（1980－），男，山东威海人，博士生，讲师，研究方向 为清洁能源利用。湛江 广东海洋大学工程学院，。 Email：xuqing-zj@163 产物分布的效果。微波用于生物质裂解制取生物燃料已 经引起国内外学者的关注，研究者应用微波对生物质裂 解进行了相关研究 [7-9] 。赵希强等 [10] 对秸秆料包微波加热 过程的温度分布进行了数值模拟。Masakatsu 等[11]对微波 加热的木块的快速裂解进行了研究，微波加热后增加了 裂解油的产量。阮榕生 [12] 等对微波裂解海藻制取生物燃 油的技术进行试验研究。Dominguez 等[13]对污泥沉淀物 微波裂解得到的油相进行了分析研究。马春元等 [14] 进行 了整包秸秆的微波热解试验，并对秸秆微波热解的产物 和能耗进行了考察。