1、淀粉廚余是我國城市生活垃圾中的一種重要組分，類似于木質(zhì)纖維素類的生物質(zhì)，其具有含水率高、能量密度低、破碎性能差等缺點，這些缺點對于收集運輸以及熱處理都極為不利。烘焙-氣化技術(shù)被認為是一項具有前景的針對這類低能量密度固體廢棄物的資源化處理技術(shù)，但是目前還缺乏烘焙-氣化工況對淀粉廚余產(chǎn)物及能量分布特性的研究。
　　鈉作為食品添加劑殘留在廚余垃圾中，對廚余垃圾的烘焙-氣化特性具有重要的催化作用。同時鈉的催化特性與其化學形態(tài)密切相關(guān)，已有

2、的相關(guān)研究主要關(guān)注于中高溫熱解氣化條件下鈉的遷移規(guī)律，缺乏烘焙（低溫熱解）過程中鈉的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究。本文主要研究了淀粉廚余烘焙-氣化過程中鈉的轉(zhuǎn)化及影響。
　　論文首先研究了烘焙過程的兩個重要參數(shù)-烘焙溫度和停留時間對淀粉廚余烘焙過程的影響。實驗結(jié)果表明，淀粉廚余的主要失重溫度范圍為200-400℃，總體而言，在等溫熱重條件下，烘焙過程的失重階段主要在前900 s；烘焙溫度的提高和停留時間的延長，能降低樣品的固態(tài)產(chǎn)物產(chǎn)率，提高

3、液態(tài)產(chǎn)物和氣態(tài)產(chǎn)物產(chǎn)率，提高固態(tài)產(chǎn)物中的 C元素的含量，降低 O元素含量，提高固定碳含量，降低揮發(fā)分含量，提高熱值，降低液態(tài)產(chǎn)物中糖類、醇類和醛類的比例，提高氣態(tài)產(chǎn)物中CO產(chǎn)量。例如與淀粉廚余原樣相比，300℃停留15 min的烘焙焦樣中C元素含量升高18.6％，O元素含量降低19.4%，固定碳含量升高19.9%，揮發(fā)分含量降低20.8%，熱值增加24%。
　　論文研究了兩種方式下烘焙過程對氣化產(chǎn)物特性的影響。實驗結(jié)果表明，若只比

4、較未烘焙原樣和烘焙焦樣的氣化過程，則烘焙焦樣的冷煤氣效率高于未烘焙原樣的，表明在不考慮烘焙過程的產(chǎn)物及能量分布的前提下，烘焙能夠提高氣化的效率；對比直接氣化和烘焙-氣化過程，由于烘焙階段產(chǎn)生的揮發(fā)分（液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物）未進入氣化反應器被利用，在整體的烘焙-氣化過程中，直接氣化樣品的冷煤氣效率高于烘焙-氣化樣品的。
　　基于烘焙工況對淀粉廚余的影響，論文隨后研究了不同化學形態(tài)的鈉在淀粉廚余烘焙-氣化過程中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。實驗結(jié)果表明，

5、淀粉廚余中的少部分鈉（＜10%）會在烘焙過程中釋放，絕大部分鈉（＞70%）會在氣化階段釋放；不同化學形態(tài)鈉的釋放量具有以下順序：Na-exchanged（離子交換態(tài)鈉樣品）＞NaB-loaded（苯甲酸鈉添加樣品）＞Na2CO3-loaded（碳酸鈉添加樣品）＞NaCl-loaded（氯化鈉添加樣品）；烘焙階段，部分水溶態(tài)的鈉（Na2CO3）和醋酸銨溶態(tài)的鈉之間會發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，例如在300℃的 Na2CO3-loaded焦樣中有37.3

6、%的醋酸銨溶態(tài)鈉生成，而在300℃的Na-exchanged焦樣中有18.3%的水溶態(tài)鈉生成。同時，少量的水溶態(tài)和醋酸銨溶態(tài)的鈉會轉(zhuǎn)化為酸溶態(tài)和穩(wěn)定態(tài)的鈉。
　　在掌握了淀粉廚余烘焙-氣化過程中鈉的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的基礎(chǔ)上，論文進一步研究了不同化學形態(tài)的鈉對淀粉廚余烘焙-氣化過程的影響。實驗結(jié)果表明，鈉能促進烘焙過程氣態(tài)產(chǎn)物的生成以及抑制液態(tài)產(chǎn)物的生成；鈉能提高烘焙固態(tài)產(chǎn)物中碳元素的含量，降低氧元素的含量，促進液態(tài)產(chǎn)物中糖類的分解，提

7、高氣態(tài)產(chǎn)物中CO的產(chǎn)量，促進氣態(tài)產(chǎn)物熱值的增加；鈉能促進氣化過程液態(tài)產(chǎn)物的減少和氣態(tài)產(chǎn)物的增加，例如在1000℃的氣化過程中，與AW-C（酸洗樣品的烘焙焦樣）樣品相比，NaE-C（離子交換態(tài)鈉樣品的烘焙焦樣）樣品的液態(tài)產(chǎn)物減少7.9%，氣態(tài)產(chǎn)物增加15.7%；鈉能降低液態(tài)產(chǎn)物中多環(huán)物質(zhì)的比例，提高氣態(tài)產(chǎn)物中CO的產(chǎn)量，提高氣化過程的碳轉(zhuǎn)化率和冷煤氣效率，例如在1000℃的氣化過程中，與AW-C樣品相比，NaE-C樣品的CO產(chǎn)量升高50%