摘要

随着中国经济发展和城镇化进程的加快，城市生活垃圾的处理已经成为一个不可忽视的问题。垃圾焚烧由于具有“减量化、资源化、无害化”的特点，已经成为垃圾处理的重要方式。然而城市生活垃圾组成复杂，而且随地域和时间变化较大，因此燃烧特性较复杂。本文从城市生活垃圾的主要组分入手，研究其燃烧特性。

首先研究了典型组分厨余垃圾的燃烧特性及影响因素，包括升温速率、氧浓度及水分的影响。升温速率的升高会增加最大失重速率，同时使失重峰向高温区移动，还会造成残留灰的增加。氧浓度对燃烧的影响主要体现在纤维素和木质素分解，对半纤维素影响较小，通过减小边界层的阻力来促进燃烧过程。水分的存在使燃烧的进行相对困难，在高温区的影响较小。

通过引入“影响因子”的概念，对各影响因素的权重进行了衡量，氧浓度对着火点及第二失重峰影响较大，第一失重峰主要受升温速率的影响。此外，还对燃烧过程的动力学参数进行了计算。升温速率的提高、水分的降低、氧浓度的提高都会降低反应的活化能，其中，氧浓度对动力学参数的影响最大。

本文还通过分布活化能模型研究了垃圾各组分燃烧过程中动力学参数的变化。活化能在初始阶段随着挥发分的析出逐渐升高，焦炭的燃烧放热会促使活化能下降，而在燃尽阶段活化能再次出现升高的趋势。从活化能的角度对垃圾进行了重新分类，将各组分按活化能的大小划归为四个大类，便于将活化能相近的组分集中处理。

此外，本文在自制快速升温热天平中研究了城市生活垃圾不同组分燃烧过程的交互影响，以及造成交互作用的原因。在燃烧过程中，不同组分之间存在交互影响，混合组分的燃烧速度要高于各组分的线性叠加。样品混合对热解速度影响不大，但焦的结构有所改变。混合组分焦样相比于单组分焦样，焦的孔隙生成速度和无定型碳比例都有所增加。焦的物理和化学结构的改变，共同促进了混合样品的燃烧。

关键词：城市生活垃圾；燃烧；影响因素；分类；交互影响