城市生活垃圾热解特性的TGDSC分析

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农村生活垃圾热解特性的TG分析

农村生活垃圾热解特性的TG分析摘要：农村生活垃圾实现焚烧处理工作，可以实现垃圾减量化和无害化，因此我国不断普及这项技术，利用其中的能量可以用于供热和发电。

我国积极研究和垃圾焚烧技术和焚烧设备，提高农村生活垃圾处理水平。

本文分析了农村生活垃圾热解特性的TG分析，进一步发展农村生活垃圾焚烧技术。

关键词：农村；生活垃圾；热解特性；TG分析农村生活垃圾焚烧主要包括热解和燃烧，因为垃圾具有较高的挥发分含量，热解过程直接影响到垃圾焚烧过程，我国不断研究农村生活垃圾热解特性，因为农村生活垃圾具有复杂的组分，同时热解特性具有较大的差异性，本文分析了农村生活垃圾热解特性的TG，确定农村生活垃圾热解的反应动力学参数。

一、农村生活垃圾的分类（一）可回收物可回收物指的是可以实现循环使用，或者经过再加工成为其他产品生产原料，主要包括废旧报纸和包装纸以及纸箱类垃圾。

【1】（二）餐厨垃圾餐厨垃圾指的是农民在生活消费过程中产生的生活废物，这类垃圾很容易腐烂变质，并且会散发恶臭的气味，传播病毒和细菌。

餐厨垃圾主要包括农民生活中的蔬菜残叶和动植物油等食物残余。

这类垃圾的主要成分主要包括淀粉和蛋白质以及无机盐等。

餐厨垃圾具有高含量的水分，同时具有较多的有机物，很容易发生腐烂，腐烂之后会恶化环境卫生，滋生蚊蝇和霉菌毒素等有害物。

（三）有害垃圾1.电子垃圾：废弃之后不能再用的电子设备都是电子垃圾，如果当地没有合理回收处理电子垃圾，将会影响到生态环境，阻碍社会发展。

2.医疗垃圾：我国很多农村地区随意丢弃医疗垃圾，这些垃圾会直接传播疾病，还会污染环境。

3.家庭有害垃圾：家庭有害垃圾指的是有毒有害的化学物质垃圾，例如废弃手机和国企药品等垃圾，此外还包括飞机灯泡和蓄电池以及过期的化妆品、农药等。

【2】（四）建筑垃圾我国农村生活水平不断提高，农民对于自身居住环境也提出了较高的要求，因此各个农民纷纷盖建新房子，在施工过程中会产生较多的建筑垃圾，这也是农村生活垃圾重要的一部分。

生活垃圾低温热解实验数据分析与运用

【关键词】生活垃圾低温热解实验数据长期以来，国内很多地区出现的生活垃圾均采用填埋堆积的处理方式，没有达到节能、环保的效果，而低温热解技术依靠其自身的优势，其生活垃圾处理过程中凸显出较高的成效。

不过鉴于此种技术的发展处于起步阶段，缺少相应的数据验证，鉴于此，深入探讨和分析生活垃圾低温热解的实验数据并加以有效运用具有重要意义。

1 实验研究与说明1.1 相关实验设备1.1.1 实验台装置的组成本实验使用的试验台装置如图1所示，主要涵盖下述几个组成部分：1代表生活垃圾的热解炉，2代表相关温度控制器装置，3代表有关氮气瓶，4代表相关阀门，5代表能让热解气体获得冷却的冷凝管设备，6代表有关焦油的收集瓶设备；7代表对气体体积测定的气流计仪器，8代表对气体内氯元素收集的洗气瓶设备。

而冷凝管设备是不锈钢的套管，其通入的自来水属于相应冷却介质；向炉氮中通进氮气后将空气排出来，让炉中处于缺氧的情形；在洗气瓶中存在NAOH 溶液，能有效收集热解气内的氯元素，然后将所排出的热解气加以燃烧。

生活垃圾低温热解实验数据分析与运用文/杨俊峰1.1.2 热解炉的构造关于热解炉的构造如图2所示，炉体主要涵盖了有关内炉胆、金属炉壳、相关保温材料以及加热炉丝等。

利用热电偶对炉体中处于不同方位的温度加以测定，并经过热电偶导线传输到温度显示管控表上，此时由其形成相应的控制信号，并经过有关信号线传送到控制箱装置当中，通过依靠控制箱装置，对炉体电源的接通与关闭处理予以管控，进而构成热解炉系统体系。

1.2 实验材料和热解气体吸收液的制备1.2.1 有关实验材料配制说明生活垃圾涵盖诸多不同类型废物的混合图1：实验台装置构成图图2：热解炉的构造图图3：有关固体残留物的产量曲线图表1：物料构成表构成部分金属玻璃纸类塑胶布植被厨余灰水相应重量（%）0.84.710.37.42.32.119.11.552.6物，构成较为复杂化，热解的垃圾构成情况关系到生活垃圾能否采用热解方法处置。

几种典型城市生活垃圾的热解特性和动力学分析

几种典型城市生活垃圾的热解特性和动力学分析陈义胜;李姝姝;庞赟佶;刘素霞【摘要】针对四种不同的城市生活垃圾原料:木屑、稻草、橡胶和塑料在不同升温速率(10、20、30、40 ℃/min)下进行的热重分析试验,探讨生物质热解的影响因素.通过热重曲线分析城市生活垃圾的热解规律,并使用阿伦尼乌斯公式和Coats-Redfern积分法计算热解反应动力学参数.研究结果表明:几种典型的城市生活垃圾热解过程分三个阶段:干燥预热、快速失重和缓慢失重阶段.随着升温速率的增加,热解曲线向高温区移动,升温速率升高对热解过程总失重量影响不大;但是提高升温速率会加快热解反应过程.塑料相对于其他三种物质热解失重峰值温度高出120℃以上,塑料的活化能远大于其他三种物质,是四种城市生活垃圾最难热解的物质.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)035【总页数】6页(P179-184)【关键词】城市生活垃圾;热解特性;热重分析;动力学【作者】陈义胜;李姝姝;庞赟佶;刘素霞【作者单位】内蒙古科技大学能源与环境学院,包头014010;内蒙古科技大学分析测试中心,包头014010;内蒙古科技大学能源与环境学院,包头014010;内蒙古科技大学能源与环境学院,包头014010;内蒙古科技大学分析测试中心,包头014010【正文语种】中文【中图分类】TK6生物质是一种重要的可再生能源，生物质热解气化产生的油和气在一定程度上可以代替石油或天然气。

生物质能源是清洁能源，与化石燃料相比生物质能有低氮和低硫的优点，许多生物质能如农业、林业、市政固体和工业废物可以用来作为生产生物质燃气的原料[1]。

城市生活垃圾是人类日常生活和工业生产所排放的固体废弃物，可造成大气、土壤、和水污染等环境问题。

如果通过适当的技术加以利用，有机垃圾就会成为潜在的生物质能资源[2]。

现有的城市生活垃圾处理方式有焚烧、堆肥和卫生填埋等，但焚烧会导致更严重的二次环境问题，堆肥和卫生填埋效率低占地面积较大，特别对塑料、橡胶等组分很难降解。

城市生活垃圾衍生燃料热分解特性

用热重～微商热重法（ＧＤＴ — ＴＧ）析了城市垃圾衍生燃料热分解特性，分实验发现ＲＦ分别在空气Ｄ和氮气条件下热分解失重曲线，有两个明显的失重段，低温段两种条件下的失重状况基本一都在
第３９卷第２期
２１０１年４月
浙江工业大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＺＥＩＨＪＡＮＧＵＮＩＶＥＲＳＴＹＣＨＮＯＬＯＧＹＩＯＦＴＥ
Ｖｏ．９ＮＯ２１３．
Ａｐ．２１ｒ０１
城市生活垃圾衍生燃料热分解特性
Ｉｈｏｓｔｔｔｃｍｐｏｉｉｓｍａｎｌｅｔｈｉｃｒｆｖｌｔｌａｔｒｓｃｓｃｌｕｏｓｔｓｗｈａｈｅｄｅｏｓｔｏｎｉｉｙｄｕｏｔｅｄｓｈａｇｅｏｏａｉｅｍｔｅｕｈａｅｌｌｅ
ｔｒｂｌｍｆｍｕｃｐｌｓｌｄｗａｔｓｉｈｅｐｏｅｏｎｉｉａｏｉｓｅｎＣｈｉａＴｈｅｃａａｔｒｓｉｓｏｈｅｍａｅｏｐｓｔｏｎ．ｈｒｃｅｉｔｃｆｔｒｌｄｃｍｏｉｉｎｏｆ
致，明分解是主要由纤维素、表半纤维素类物质挥发分分解的结果．对ＲＦ试样热分解产生的气Ｄ
体进行气相色谱分析，现气态有机产物在２０℃ 左右开始产生，温度升高而增加，在３０℃ 发０随且０

生活垃圾主要组分在回转窑内不同热解阶段的传热特性

2014年12月 CIESC JournalDecember 2014第65卷第12期化工学报 V ol.65 No.12生活垃圾主要组分在回转窑内不同热解阶段的传热特性王欢1，尹丽洁1，陈德珍1，马晓波1，何品晶2（1同济大学热能与环境研究所，上海 200092; 2同济大学环境科学与工程学院，固体废物处理与资源化研究所，上海 200092）摘要：采用外热式回转窑，对生活垃圾主要组分[纸类、织物、生物质类（含厨余）]及除去惰性成分的垃圾在不同的升温速率和不同转速下热解过程中的传热特性进行研究，获得物料和内壁面之间的表观传热系数。

根据相近升温速率下热重分析结果将热解过程分为干燥阶段、热解预备阶段、剧烈热解阶段以及热解完成阶段4个阶段。

研究结果表明：在干燥阶段的表观传热系数最大，并随着温度升高而迅速减小，到水分蒸发完、进入热解预备阶段时降至最低。

在热解预备阶段的升温过程中，各物料表观传热系数随温度升高基本不变，具备最低稳定传热系数特征；在剧烈热解阶段，表观传热系数随温度升高而逐渐增大；在热解完成阶段，表观传热系数再次减小。

回转窑转速和升温速率对表观传热系数的影响复杂，对不同物料的影响也不相同。

总体上在较低的加热速率（22±2）℃·min −1条件下，更高的回转窑转速（3 r ·min −1）对干燥末段和热解预备阶段的传热有抑制效果；当升温速率增加到（32±2）℃·min −1时，各种物料在对应热解段的表观传热系数均有增大的趋势，且热解总时间缩短；除生物质外，转速越高，在热解的不同阶段表观传热系数越大，在3 r ·min −1条件下热解预备阶段消失。

本研究为回转窑热解反应器的针对性设计提供参考。

关键词：生活垃圾；回转窑；热解；表观传热系数；四阶段 DOI ：10.3969/j.issn.0438-1157.2014.12.010中图分类号：TQ 028.8 文献标志码：A 文章编号：0438—1157（2014）12—4716—10Heat transfer characteristics of MSW and its typical components inrotary kiln at different pyrolysis stagesWANG Huan 1, YIN Lijie 1, CHEN Dezhen 1, MA Xiaobo 1, HE Pinjing 2(1Institute of Thermal & Environmental Engineering , Tongji University , Shanghai 200092,China ; 2Institute of Waste Treatment &Reclamation , College of Environmental Science and Engineering , Tongji University , Shanghai 200092, China )Abstract : Heat transfer characteristics of typical components of municipal solid wastes (MSWs), including paper, fabric and biomass and MSW without inert components during the pyrolysis process were experimentally studied in an externally heated rotary-kiln pyrolyser at different heating rates and different rotational speeds. According to the data of thermogravimetric analysis at similar heating rate, the pyrolysis process could be divided into four stages: moisture evaporation stage, pre-pyrolysis stage, violent pyrolysis stage and ending stage. In the moisture evaporation stage, apparent heat transfer coefficients of typical MSWs components and MSW without inert components were the highest but decreased rapidly till reaching a minimum. In the pre-pyrolysis stage, apparent heat transfer coefficients of typical MSWs components and MSW without inert components changed little, having2014-04-14收到初稿，2014-08-04收到修改稿。

(完整word版)TG-DSC热分析

TG-DSC热分析一、实验目的1.了解热重分析法和差示扫描量热法的基本原理和同步热分析仪分析仪的基本构造；2.掌握同步热分析仪的使用方法；3.测定碳酸钙试样的TG-DSC谱图,并根据所得到的谱图,分析样品在加热过程中发生的化学变化。

二、实验原理1.热重分析热重法，是在程序控制温度下，测量物质的质量与温度或时间的关系的方法。

进行热重分析的仪器，称为热重仪，主要由三部分组成，温度控制系统，检测系统和记录系统。

通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成的产物等与质量相联系的信息。

从热重法可以派生出微商热重法，也称导数热重法，它是记录TG曲线对温度或时间的一阶导数的一种技术。

实验得到的结果是微商热重曲线，即DTG曲线，以质量变化率为纵坐标，自上而下表示减少；横坐标为温度或时间，从左往右表示增加。

DTG曲线的特点是，它能精确反映出每个失重阶段的起始反应温度，最大反应速率温度和反应终止温度；DTG曲线上各峰的面积与TG曲线上对应的样品失重量成正比；当TG曲线对某些受热过程出现的台阶不明显时，利用DTG 曲线能明显的区分开来。

热重法的主要特点，是定量性强，能准确地测量物质的质量变化及变化的速率。

根据这一特点，可以说，只要物质受热时发生质量的变化，都可以用热重法来研究。

图中给出可用热重法来检测的物理变化和化学变化过程。

我们可以看出，这些物理变化和化学变化都是存在着质量变化的，如升华、汽化、吸附、解吸、吸收和气固反应等。

但象熔融、结晶和玻璃化转变之类的热行为，样品没有质量变化，热重分析方法就帮不上忙了。

2.差示扫描量热分析差示扫描量热法（DSC）是在等速升温（降温）的条件下，测量输入到试样与参比物的功率差（如以热的形式）随温度变化，简称DSC（differential scanning calorimetry）。

DSC曲线，它以样品吸热或放热的速率，即热流率dH/dt（单位毫焦/秒）为纵坐标，以温度T或时间t为横坐标。

五大材料热性能分析方法（TG，TMA，DSC，DMA，DETA）

五大材料热性能分析方法（TG，TMA，DSC，DMA，DETA）以下为正文：热分析简介热分析的本质是温度分析。

热分析技术是在程序温度(指等速升温、等速降温、恒温或步级升温等)控制下测量物质的物理性质随温度变化，用于研究物质在某一特定温度时所发生的热学、力学、声学、光学、电学、磁学等物理参数的变化，即P = f(T)。

按一定规律设计温度变化，即程序控制温度：T = (t)，故其性质既是温度的函数也是时间的函数：P =f (T, t)。

材料热分析意义在表征材料的热性能、物理性能、机械性能以及稳定性等方面有着广泛的应用，对于材料的研究开发和生产中的质量控制都具有很重要的实际意义。

热分析简史回顾常用热分析方法解读根据国际热分析协会(ICTA)的归纳和分类，目前的热分析方法共分为九类十七种，常用的热分析方法包括热重分析法（TG）、差示扫描量热法(DSC)、静态热机械分析法(TMA)、动态热机械分析(DMTA)、动态介电分析(DETA)等，它们分别是测量物质重量、热量、尺寸、模量和柔量、介电常数等参数对温度的函数。

(1)热重分析(TG)热重法(TG)是在程序温度控制下测量试样的质量随温度或时间变化的一种技术。

应用范围：(1)主要研究材料在惰性气体中、空气中、氧气中的热稳定性、热分解作用和氧化降解等化学变化；(2)研究涉及质量变化的所有物理过程，如测定水分、挥发物和残渣、吸附、吸收和解吸、气化速度和气化热、升华速度和升华热、有填料的聚合物或共混物的组成等。

原理详解：样品重量分数w对温度T或时间t作图得热重曲线(TG 曲线)：w = f (T or t)，因多为线性升温，T与t只差一个常数。

TG曲线对温度或时间的一阶导数dw/dT 或 dw/dt 称微分热重曲线(DTG曲线)。

图2中，B点Ti处的累积重量变化达到热天平检测下限，称为反应起始温度；C点Tf处已检测不出重量的变化，称为反应终了温度；Ti或Tf亦可用外推法确定，分为G点H点；亦可取失重达到某一预定值(5%、10%等)时的温度作为Ti。

城市生活垃圾热解规律及其反应动力学研究

城市生活垃圾热解规律及其反应动力学研究陈峰;章健宇;孙喆;项东;曹晏【摘要】为了探讨城市生活垃圾热解动力学特性,分别对两种城市生活垃圾(一种是有灰尘的,一种是无灰尘的)进行了热重分析实验.通过TG-DTG曲线分析城市生活垃圾的热解规律,城市生活垃圾热解过程主要分为预热干燥、快速失重和缓慢失重等三个阶段.还使用阿伦尼乌斯公式和Coats-Redfern积分法计算出城市垃圾热解反应动力学参数,为城市垃圾裂解反应器设计和放大提供理论依据.【期刊名称】《哈尔滨师范大学自然科学学报》【年(卷),期】2018(034)003【总页数】5页(P106-110)【关键词】城市生活垃圾;裂解规律;热重分析;反应动力学【作者】陈峰;章健宇;孙喆;项东;曹晏【作者单位】安徽大学;安徽大学;安徽大学;安徽大学;安徽大学;美国西肯塔基大学【正文语种】中文【中图分类】TQ530 引言据环保部报道， 2016年我国大中城市生活垃圾高达18851万吨，而目前应用的填埋、堆肥和热处理等方法处理会造成二次环境污染[1].填埋生活垃圾不仅浪费土地资源，还会对土壤和地下水造成二次污染.若直接将其堆肥，会影响产品品质，再次分类会耗时耗力，增加处理成本.直接焚烧热处理法实现了生活垃圾的再次利用，但在燃烧过程中会造成二次污染，释放二噁英、重金属和含硫氧化物等有毒有害物质[2-3].相比于以上三种传统的垃圾处理方式，垃圾热解产生的气化气体产物可作为燃料、焦油可用作化工原料和半焦可用于制活性炭或燃料[4].面对城市生活垃圾的处理问题，不少研究人员采用热解气化技术对垃圾进行了初步性的实验研究.根据我国城市垃圾的特点，包向军等[5]提出了一种新型的热解技术-多室蓄热式垃圾裂解技术，此技术采用间壁式分解垃圾，可获得较高热值的裂解气.熊祖鸿等[6]利用下吸式气化炉对城市生活垃圾进行热解实验，结果表明此方法可以有效的处理垃圾，并获得了可有效利用的高热值、低焦油的燃气.曲金星等[7]根据我国垃圾高水分、低热值的特点，自行设计了一套适用于大量样品分析的等温热重实验装置以及可对热解气进行在线分析的装置，用于研究生活垃圾中水分对热解特性的影响，结果表明，在垃圾热解的过程中，水分对失重的影响很弱，而对气体产物的重整以及二次裂解的影响较大，且温度越高影响越剧烈.然而这些研究对城市生活垃圾的热解动力学报道较少，因此该研究将针对典型的城市生活垃圾进行高温热解，并进行相应的热重分析和动力学研究，为热解反应器设计和放大提供一定的理论基础.近年来，我国的社会经济得到快速发展、城市化进程加快，使得城市生活生产过程中产生的废弃物也随之增多.尤其是城市生活垃圾成分复杂，该文以纸屑、咖啡渣、塑料为主要成分来模拟城市生活垃圾，对其进行热解研究.考虑垃圾中含有灰尘，为探讨灰尘是否对热解实验有影响，因此对有无灰尘两类垃圾进行热解实验.1 实验部分1.1 仪器和原料高温热转化实验装置TC 1100：中科院合肥物质科学研究院；Vario EL-3元素分析仪：德国Elementar公司；SDTGA5000a工业分析仪：湖南Sundy公司；标准筛100目：上虞市瑞志仪器厂.样品：实验室自备；氮气：99.999%的高纯氮为载气.1.2 实验方法在N2气氛下对垃圾样品进行热重分析，样品以粉末和细小的薄片状为主.升温速率10℃/min，流量为280 mL/min.垃圾组成见表1.为计算动力学方程中的垃圾转化率，分别对两类垃圾做了工业分析和元素分析，其结果见表2.表1 城市垃圾样品的组成垃圾样品纸屑/%咖啡渣/%塑料/%灰尘/%第一类33.6331.5917.2517.53第二类40.77 38.3020.930.00表2 城市垃圾样品的元素分析和工业分析垃圾样品元素分析/%工业分析/%CHN 水分灰分挥发分固定碳高位热值/MJ·kg-1第一类38.324.970.313.7720.2667.67 8.3026.25第二类41.205.530.314.66 7.1675.4912.6931.542 城市生活垃圾热解TG-DTG特性针对不同组分的热解实验，热解终温在900℃，该文定义试样转化率为：(1)其中m0为原始质量(mg)，mτ为在某个时间的质量(mg)，m∞为结束时的质量(mg).图1 城市垃圾样品裂解的热重分析曲线图图2 城市垃圾样品裂解转化率变化曲线两种城市生活垃圾样品的TG和DTG曲线如图1所示，其裂解过程均有三个失重阶段.在100～150 ℃两种垃圾质量出现减少，这是干燥脱水阶段；第一类和第二类垃圾TG曲线分别在300～500 ℃和200～400 ℃左右均有明显的失重，这说明垃圾开始热解，热解起始温度不同可能与有无灰尘有关，随着温度的升高失重越明显，这表明垃圾开始裂解为 CO、 CO2、 CH4以及 HCl等气体及挥发分.第一类城市垃圾裂解中预热干燥阶段质量从100%下降到99%，快速失重阶段从99%下降到57%，和缓慢失重阶段从57%下降到42%.第二类城市垃圾裂解中预热干燥阶段质量从100%下降到98%，快速失重阶段从98%下降到35%，和缓慢失重阶段从35%下降到21%.由图2发现第二阶段中第一类、第二类转化率最大分别为79.12%和70.05%；温度继续升高，经历一个缓慢失重阶段，这是咖啡渣木质素的热解和炭化以及塑料中多烯共轭结构的高温热解[8-9].3 热解动力学及反应模型微分法和积分法是热解反应速率数据处理的主要方法[10].虽然微分法具有简单、方便、直观的优点，但是在使用 DTG曲线数值时，由于外界因素对DTG曲线影响很大，因此由微分法处理热解数据易失真；积分法反而克服了微分法的缺点，因TG曲线的瞬间变化值相对于总的积分值很小[11]，所以本实验数据处理方法采用积分法.近年来，众多学者对生物质和煤单独热解进行了动力学研究，因此建立了不少的动力学模型[12-14]，比如分布活化能法和单一活化能法.对生物质与煤炭热解过程的动力学分析，大多采用单一活化能法求解.由于生物质与煤本身就是复杂的物质，且属于非均相气固反应，所涉及反应众多且情况复杂，目前国内外关于此方面的研究还相对较少，其中采用较多的是单一活化能法中的 Coats- Redfern法[15]，此法可处理恒定升温速率下的反应动力学特性.因此该文采用Coats-Redfern积分法，其反应动力学方程如式(2)和(3)所示：(2)(3)τ-时间；α -反应过程转化率，是指某一反应过程中在某一特定时间和温度存在的产物质量与该反应物的起始质量的比值，如式(1)；f(α)-动力学反应机理模型，代表了燃烧反应机理；k-反应常数.将式(3)代入到式(2)中得反应动力学方程如式(4)所示.(4)其中f (α)=(1-α)n，在恒速率升温条件下，代入式(4)有：(5)当n=1时，采用Coats-Redfern 对式(5)进行积分，如式(6)所示.(6)对一般的反应区和大部分的E而言，远小于1[16]，式(6)中的可近似看作常数令得到式(7).Y=aX+b(7)将不同温度段的实验数据代入式(7)，并作Y与X的曲线图，通过图线的斜率及截距，即可求得活化能E和指前因子A.将动力学一级反应运用此热解反应中，在各温度区间内得到的Y和X的关系基本是线性关系.在该实验中可将整个垃圾热解过程分为多个阶段，用一级反应模型来对各阶段进行描述，不同的反应阶段得到不同的动力学参数.两种城市生活垃圾的热解动力学参数的Y和X曲线图分别如图3和图4所示.由图可以看出，两种垃圾的整个热解过程都无法分别用一条直线来近似描述，只由将温度分区间才能用一条直线来体现，且得到结果是Y和X有较好的线性关系.而该文章中第一类城市生活垃圾拟合曲线中573～673 K和973～1073 K过程可以用一条直线表示，第二类生活垃圾拟合曲线中473～673 K和973～1173 K过程可以用一条直线表示, 第一类E分别为52.992 kJ·mol-1和16.003 kJ·mol-1，A分别为4.21×103 S-1和1.36×106 S-1;第二类E分别为33.896 kJ·mol-1和16.51 kJ·mol-1，A分别为2.63×104 S-1和1.63×106 S-1.两类生活垃圾都是前期活化能较大，前期无机物分解和分子链的断裂都需要大量吸热.到了后期挥发分大量析出，不需要再吸收过多热量.图3 第一类城市垃圾裂解的动力学拟合曲线图4 第二类城市垃圾裂解的动力学拟合曲线4 结论通过TG-DTG曲线分析城市生活垃圾的热解规律，热解过程主要分为预热干燥、快速失重和缓慢失重三个阶段. 第一类城市垃圾裂解中预热干燥阶段质量从100%下降到99%，快速失重阶段从99%下降到57%，和缓慢失重阶段从57%下降到42%.第二类城市垃圾裂解中预热干燥阶段质量从100%下降到98%，快速失重阶段从98%下降到35%，和缓慢失重阶段从35%下降到21%.第一类城市生活垃圾含有大量的易挥发的有机物，故其裂解过程失重率较大.通过研究发现两种城市生活垃圾裂解中快速失重阶段和慢失重阶段均符合一级反应动力学方程.本研究还使用阿伦尼乌斯公式和 Coats-Redfern积分法计算出两种城市垃圾热解反应动力学活化能和指前因子分别为第一类E分别为52.992 kJ·mol-1和16.003 kJ·mol-1，A分别为4.21×103 S-1和1.36×106 S-1;第二类E分别为33.896 kJ·mol-1和16.51 kJ·mol-1，A分别为2.63×104 S-1和1.63×106 S-1，为城市垃圾裂解反应器设计和放大提供理论依据.参考文献【相关文献】[1] 袁浩然，鲁涛，熊祖鸿，等. 城市生活垃圾热解气化技术研究进展[J]. 化工进展，2012，31(2)：421-427.[2] 闻望，王宝生，修同斌，等. 城市垃圾气化处理法探索[J]. 环境科学，1988，9(2)：47-51.[3] 肖睿，金保升，仲兆平，等. 基于低温气化和高温熔融焚烧方法处理城市生活垃圾[J]. 能源研究与利用， 2001(3): 28-30.[4] Islam M N, Beg M A, Islam M R. Pyrolytic oil from fixed bed pyrolysis of municipal solid waste and its characterization [J]. Renewable Energy, 2005, 30 (3): 413-420.[5] 包向军，蔡九菊，罗光前，等. 新型蓄热式城市垃圾裂解技术[J]. 冶金能源，2003，22(3)：44-48.[6] 熊祖鸿，李海滨，吴创之，等. 下吸式气化炉处理城市生活垃圾[J]. 环境污染治理技术与设备，2005，6(8)：75-78.[7] 曲金星，池涌，郑皎，等. 水分对城市生活垃圾热解气化特性影响的试验研究[J]. 电站系统工程，2007，23(5)：23-26.[8] 任杰，孙水裕，韩大健，等. 咖啡渣制备活性炭工艺及其吸附性能[J].环境科学学报，2016，11(36)：4127-4136.[9] Nandini C. Thermal decomposition of poly (vinyl chloride) [J]. Journal of Polymer Science A, Polymer Chemistry, 1994, 32(7): 1225-1237.[10] 刘鹏，陈泽智，许雪松，等. 陈腐垃圾的热解特性及动力学研究[J].环境保护科学，2008，34(5)：29-32.[11] 江建方. 城市生活垃圾外热式热解技术的研究[D]. 华中科技大学，2006.[12] WHITEA J E, CATALLOB W J, LEGENDRE B L. Biomass pyrolysis kinetics: A comparative critical review with relevant agricultural residuecase studies [J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2011, 91(1) : 1-33.[13] Shen D K, Gu S, Jin Baosheng, et al. 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城市生活垃圾中主要可燃组分的热解及燃烧特性研究

ｃｍｐｎｔｈｒａｒｐｒｉｎｒｄｆｅｅｔｒａｃｔｅｕｅｏｏｅｓｔｅｌｏｅｔａｍｉｇｆｉｒｎｅ％ｉｒｆｓ．ｍｐｙｏｆａｙ
Ｋｅｏｄｓｉｙｒｆｓ；ｈｒｏｙｉ；ｃｍｐｉｉｎ；ｈｅａｉｈｔｃａｅ；ｅｙｗｒ：ｃｔｅｕｅｔｅｍｌｓｓｄｅｏｏｓｔｏｔｒｌｍｗｅｇｈｎｇｃｍｅｎｉｎ；ｕｒｉｇｓｓｅｔｋｌｂｎｎｙｔｍ
十分接近原始垃圾状态，有较高的可参照性。具热值检测采用长沙ＳＮＹ公司生产的ＵＤＳＡＣ００氧弹仪。实验时，样量控制在１ＤＭ５０型取ｇ
以内，样品无法自燃，加０５１的助燃剂。在若需．～ｇ２８３０ＭＰ的压力下，续充氧３～５Ｓ．．～ａ连０４。热稳定性实验采用美国ＴＡ公司生产的ＳＴＱ０型热重分Ｄ６０析仪。取样量控制在１～０ｍ以内。起始加热Ｏ３ｇ温度为室温，温速率２／ｉ。常温常压下，升０＜ｎＩｍ
ｈｓｏｖｏｓｉｅｅｔｈｒｌｉｈｈｎｅａｄｉｅａｉｅｐｏｅｓｄｓｎｔａｎｐｒｅｔｅｏａｆｃｈｕｄｃｎｉｅｅｍａｎａｂｉｕｌｄｆｒｎｅｍａｇｔａｇ，ｎｒｌｔｒｃｓｅｉ，ｏｇｉｅｆｃｐｓｌｆｔｓｏｌｏｓｄｒｈｉｙｔｗｅｃｎｖｇｄｅｅｗｅｔ

城市生活垃圾燃烧特性的实验研究

城市生活垃圾燃烧特性的实验研究
刘建华 , 蔡飞, 刘长寿 ( 集美大学 , 福建厦门 361021)
摘要 : 分析研究生活垃圾的燃烧特性 , 通过实验分析垃圾的燃烧热值、着火温度、燃尽温度、失重速率等燃烧特性参数 , 并计算各种生活垃圾活化能。关键词 : 生活垃圾 ; 燃烧特性 ; 热重分析中图分类号 : X705 文献标识码 : A 文章编号 : 1004- 7948( 2008) 11- 0027- 04
[ 2- 5]
。垃圾通过焚烧后体积减少到原来
的 10% , 有利于进一步的后期处理[ 6] 。本实验研究的任务就是对生活垃圾的成分、燃烧特性进行分析。 1 生活垃圾的工业分析 1 1 垃圾燃烧实验试样的制备本次实验所选取的材料是城市生活垃圾中的厨余( 包括米饭和菜叶) 、塑料、树枝和纸张, 实验要求材料粒度在 80 目以下。这些实验材料的制备也是整个实验顺利进行的重要基础。将生活垃圾、塑料以及树枝在密封式制样粉碎机中各自进行粉碎, 粉碎时间为 10~ 15m in 。鉴于垃圾材料的结构特点, 粉碎完材料颗粒的粒度分布较广 , 因此 , 还要用 80 目的筛子筛分, 取筛分后的粉末状材料作为实验原料。
参考文献
[ 1] 赵有才 . 生活垃圾资源化原理与技术 [ M ] . 北京 : 化学工业出版社 , 2001. [ 2] T siliyannis C. Comparison of environmental impacts fr om solid w aste treatment and disposal facilities[ J] . Waste M an agement and Research, 1999, 17( 3) : 231- 241. [ 3] Buekens A , Huang H. Compar at ive evaluation of techniques for controlling t he formation and emission of chlorinated dioxins/ furans in municipal w aste incineration[ J] . Journal of M aterials Research, 1998, 2( 1) : 1- 33. [ 4] 陆昌伟 , 奚同庚 . 热分析质谱法 [ M ] . 上海 : 上海科学技术出版社 , 2002. [ 5] 李余增 . 热分析 [ M ] . 北京 : 清华大学出版社 , 1987. [ 6] 姜凡 . 城市生活垃圾燃烧特性的实验研究 [ D] . 中国科学院工程热物理研究所 , 2000. 作者简介 : 刘建华 ( 1962- ) , 男 , 福建永定人 , 硕士 , 研究方向 : 节能技术、燃烧技术、叶轮机械。收稿日期 : 2008- 06- 12; 修回日期 : 2008- 09- 05

tg-dsc分析原理

tg-dsc分析原理
为了避免标题相同的文字，以下是TG-DSC（恒温差热分析）
的分析原理：
TG-DSC是一种热分析技术，结合了热重分析（TG）和差示
扫描量热分析（DSC）两种技术，用于研究材料的热性质和热行为。

TG-DSC通常由TG和DSC两个部分组成的机械系统以及相应的温度和压力控制系统。

其中，热重分析（TG）通过测量样品在恒定升温速率下的质
量变化，来研究样品的热分解、蒸发、氧化等热性质。

在TG
实验中，样品通常被放置在称量样品盘中，然后升温至一定温度，通过记录样品的质量变化，可以获得样品的失重曲线。

差示扫描量热分析（DSC）则是通过比较样品和参比物的热响应，来研究材料的热力学性质和相变行为。

在DSC实验中，
样品和参比物分别被放置在两个热电偶中，并分别进行升温或降温，通过记录样品和参比物的温度差异，可以得到样品的热流曲线。

通过将TG和DSC两种技术结合在一起，TG-DSC可以同时获得样品的质量变化曲线和热流曲线。

通过对TG-DSC曲线的
分析，可以确定样品的热性质、热分解特性、相变行为等。

此外，TG-DSC还可以通过对比样品和参比物的曲线，来研究样
品与参比物之间的差异。

通过对TG-DSC曲线的分析和解释，可以深入了解材料的热行为和热性质。

城市垃圾性质及燃烧特性1

3城市垃圾性质及燃烧特性我国的生活垃圾热值较低，水含量高，一般为40%~60%，无法保证炉内稳定燃烧，必须辅以煤或油助燃。

随着生活水平的提高，城市燃料气化率的增加，城市生活垃圾中不可燃物质的比例逐渐减小，垃圾热值明显提高，使得垃圾焚烧炉的可操作性得到改善。

3.1城市垃圾的组成及性质生活垃圾的组成成分具有复杂性和多变性的特点，不同的地区、不同的生活水平、习惯、不同的季节等组成成分不同，但基本组成成分相差不多。

随着社会的发展，人们素质的提高．城市能源的变化，垃圾实行分类收集，从而提高垃圾的热值。

对我国主要的几个大城市的原生垃圾进行了调查分析计算，其干基组分见表1。

表1 我国典型大城市生活垃圾的干基组分％由表1可知，各地垃圾成分虽然存在差异，但其中厨余均占了很大的比重。

又对我国六座城市的生活垃圾进行了工业分析和元素分析，其结果见表2。

表2 城市生活垃圾的工业分析和元素分析由表2可以看出，随着经济生活水平的提高，城市垃圾的热值呈上升趋势。

表3列出了五种典型的垃圾样品的工业分析和元素分析。

表3 5种典型垃圾样品的工业分析和元素分析厨余的低位发热量为负值，是因为厨余中含水量很高。

其可燃质产生的热量不足以提供水分相变所需的潜热。

从表3中的数据看，所选的几种生活垃圾的灰分与煤样相比，含量很少，除厨余外，水分的含量也比煤样低，可燃质的含量却大大高于煤样。

3.2垃圾燃烧特性3.2.1垃圾热值垃圾热值估算方法较多，最主要的方法是对垃圾先进行元素分析，然后基于垃圾中C 、H 、N 、O 和S 含量进行近似计算，一般采用的是门捷列夫公式。

[])S O (26H 24681C 187.4-－＋＝高Q(3-1)[]W 6)S O (26H 24681C 187.4--－＋＝低Q(kJ/kg) (3-2)表2中对城市垃圾热值就是采用公式(3－2)计算所得。

还有一种方法，根据609种有机燃烧热的简单加和平均值，结合微分扫描量热仪（DSC ）和热重分析仪（TGA ）的分析结果，可方便地估算垃圾热值。

实验生活垃圾的特性分析

四、实验步骤和方法
1. 组成垃圾组成的分析步骤如下： ( 1 ) 取垃圾试样 25〜50kg ，按照表 2 - 1 的分类进行粗分拣。
有机物
动物
植物
无机物
灰土
砖瓦陶瓷
纸类
表 2- 1 生活垃圾分拣
塑料橡胶
可回收物
纺织物
玻璃
金属
木竹
其他
混合
( 2 ) 将粗分拣后的剩余物过 1 0 m m 筛，筛上物细分拣各成分，筛下物按其主要成分分类 ,
的氧化剂的量，计算样品中有机质的量，再换算为生物可降解度。反应式如下： 2 K 2Cr20 7+ 3 C + 8 H 2S 〇4 ~ > 2 K 2S 0 4+ 2Cr2 (S 0 4)s+ 3C 0 2+ 8 H 20
(2-11)
K 2Cr20 7+ 6 F e S 0 4+ 7 H 2S 0 4 ~ > K 2S 0 4+ C r 2( S 0 4)3+ 3 F e 2( S 0 4)3+ 7 H 20
( 5 ) 垃圾的可燃物质量 = 100—A 。
5. 粒度垃圾粒度分析步骤为： ( 1 ) 将一系列不同筛目的筛子分别称量并记录后，按筛目规格序列由小到大排放； ( 2)称取并记录需筛分的试样质量； ( 3 ) 在最上面的筛子上放入需筛分的试样后，连续摇动 15min; ( 4 ) 将每个带有试样的筛子称量后，计算各个筛子上的微粒分数。

利用TGA分析城市生活垃圾的燃烧特性

利用TGA分析城市生活垃圾的燃烧特性发布时间：2022-01-06T01:24:39.203Z 来源：《中国科技人才》2021年第23期作者：郭绍德[导读] 随着升温速率的增加，垃圾燃烧的TG-DTG曲线向高温偏移反映一致的相似性，最大失重率明显增加。

中国轻工业广州工程有限公司广东广州 511447摘要：本文主要研究垃圾在空气气氛的燃烧特性，利用分布活化能模型求解垃圾在空气环境中燃烧的表观活化能，以及基于三组分平行反应机理，利用n反应级数模型拟合计算垃圾燃烧和热解的动力学参数。

结果表明，所有样品的主失重温度在200-600℃之间。

随着升温速率的增加，垃圾燃烧的TG-DTG曲线向高温偏移反映一致的相似性，最大失重率明显增加。

关键词：MSW；燃烧；动力学1、引言当前，国内外对垃圾的处理方法有：填埋法、热处理法（燃烧、气化、热解）及生物处理法等。

其中采用热处理技术对城市生活垃圾进行处理，具有染污少，可实现真正意义上的减容、减量，且具有部分回收能量的优点，是处理垃圾的最有效途径之一。

由于我国的垃圾是混合收集的，而且含有大量的水分，所以本文采用垃圾多组分混合进行分析研究。

本文利用热分析动力学技术，对垃圾热处理以及其反应动力学模型研究。

本文重点研究不同条件下对垃圾燃烧特性的影响，以期获得动力学参数和反应机理。

采用分布活化能模型思想，假设生物质在热解过程中由许多相互独立的反应组成的[9][10]，利用等转化率获得垃圾燃烧的表观活化能。

2、实验部分2.1实验材料实验所用的垃圾材料来自广州市某垃圾处理厂，MSW是由金属、沙土、纸张、塑料、橡胶、布料、木材和厨房垃圾等组成多组分，混合垃圾的组成比例由表1所示。

垃圾经过简单的机械压缩脱水后，样品的元素分析和工业分析见表2所示，MSW的热值为6726.6 kJ/kg。

实验前先把垃圾放在烘箱内105℃干燥3-4h，然后用研钵磨成过80目筛（≤200μm）的粉未，再根据比例把所有的材料混合在一起。

城市生活垃圾典型有机组分混合热解特性的研究

x = Σzi xi
(6)
i =1
k
d xΠd T = Σzi (d xiΠd T)
(7)
i =1
x = ( wo - w) Π( w0 - w ∞)
(8)
x 是样品在热解过程中在τ时刻的总转化率 ,
wo 为样品的初始质量 ; w 为样品热解过程中在τ时
刻的质量 ; w ∞ 为样品热解结束时的剩余质量 ; zi 为 i
部分物质完全反应时失重量占总失重量的份额。
只要求得每个波峰的 zi 值以及动力学参数 Ei , ni , Ai 等数值就可以得出整个反应的动力学方程。上述参数通过最小二乘法[8] 求解 ,即使下列函数值最小 :
N
S
=
Σ[
(
d
xΠd
T)
exp j
-
(d
xΠd
T)
cal j
]2
(9)
j=1
下标 j 表示所用的数据点 , N 表示数据点的个
图 1 实验装置图 Figure 1 Diagram of experimental system 1 —electronic balance ; 2 —thermocouple ; 3 —heat preservation layer ; 4 —silicon2carbon tube ; 5 —support frame ; 6 —flowme2 ter ; 7 —nitrogen cylinder ; 8 —melting pot
64. 92 34. 59
2 20. 63 37. 42
MSW —municipal solid waste
Qb ,ad
Π(J ·g - 1 ) 14 651 18 396 22 284 46 362 11 401 19 884

城市生活垃圾制备的RDF的热工性能研究

城市生活垃圾制备的RDF的热工性能研究朱明;祝慰;王发洲;张江;李叶青【摘要】针对城市生活垃圾组分波动大、水分含量高、可燃物热值低且不稳定等特点,通过物理和化学改性,制备出热值相对稳定的垃圾衍生燃料(RDF);采用TG-DSC-MS分析法对加入改性剂的RDF的部分热工性能进行了研究.结果表明,通过物理方法降低RDF的自由水可以有效地提高RDF的热值,采用化学方法可以转化RDF中水分的赋存形式,达到降低自由水含量的目的,但并不一定能提高其热值;过量去湿剂的使用还会导致热值的显著降低,化学去湿剂与固态可燃物的综合运用可以有效调控RDF的热值.RDF的燃烧有4个失重阶段,第1阶段为失水过程,第2和第3两个阶段分别为RDF中的纤维物和聚合物两类物质的燃烧过程,第4阶段为RDF 巾固定碳的燃烧以及燃烧过程产物的高温分解过程.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2014(032)012【总页数】5页(P1928-1932)【关键词】城市生活垃圾;RDF;改性;热值【作者】朱明;祝慰;王发洲;张江;李叶青【作者单位】武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;华新环境工程有限公司,湖北武穴435400;华新环境工程有限公司,湖北武穴435400【正文语种】中文【中图分类】X7050 引言城市生活垃圾MSW（Municipal Solid Waste）是城市居民在日常生活中产生的固体废弃物，其在收集、运输和处理过程中所产生的有害成分会对大气、土壤和水环境等造成污染，严重地威胁着国民的健康[1]，[2]。

随着我国城市化进程的快速推进，截至2012年，国内城市生活垃圾每年的产量已达到3亿t，垃圾的累积存量达到了76亿t，因此，对城市生活垃圾进行有效处理刻不容缓。

目前，垃圾焚烧技术因其能较好地实现垃圾减容、减量的目的，并可将其产生的能量用于发电而受到国内外学者的广泛关注[3]～[5]，并得到了较好的工业应用[6]，[7]。

TA—MS联用研究城市生活垃圾的热解特性

４０℃ 、终止温度为２００℃ 、峰顶温度为ｌＯ０．７℃ ，质
热分析仪为德国ＮＥＴＺＳＣＨ公司生产的
ＳＴＡ４４９Ｆ３综合热分析仪，质谱仪为德国ＮＥＴＺＳＣＨ公司生产的四极质谱仪ＱＭＳ４０３Ｃ，检测气体的质荷比（ｍ／ｚ，质量与电荷之比）范围为１～３００。依据质谱仪（ＭＳ）检测到的气体产物质荷比的离子流强度（Ｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔ，单位Ａ），以及各种物质的
气体主要是ＨＯ、ＣＯ２、Ｃ。Ｈ。、Ｃ。Ｈ５、Ｃ。Ｈ６、Ｃ。Ｈ、ＮＯｚ、Ｃ１、ＨＣ１等。
关键词：热分析一质谱联用城市生活垃圾
热解
挥发气体
－
Ｄ０Ｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ —２３２ｘ．２０１３．０４．Ｏｌ５
城市生活垃圾是我国部分地区空气质量恶化、阴霾天气增多的主要污染源，不仅会污染空气和水资源，而且会破坏土壤。城市生活垃圾处理通常有堆肥、填埋、焚烧等几种方法。堆肥和填埋会给地
质荷比为１６、１８、２Ｏ、３９、４１、４２、４３、４４、４６等的正离
子质谱峰，分析推测逸出气体主要有ＨＯ（ｍ／ｚ一

城市生活垃圾热解失重特性

-设计与研究-国家重点基础研究发展项目(G 19990222D 清华大学 100084北京山东科技大学收稿日期;2002-03-27修回日期;2002-04-20城市生活垃圾热解失重特性廖洪强姚强王斌摘要采用热解失重(TG D 技术考察了山西晋城市城市生活垃圾中不同组分的热解失重特性O 通过实验得出了新鲜垃圾中废塑料~废纸~废织物~草木树叶和厨余等不同组分的热解特征参数如开始快速失重温度(T 0D ~失重峰温(T 1D ~快速失重结束温度(T 2D 和终态失重温度(T f D O 经过对垃圾中不同组分的热解参数进行分析比较得出了垃圾中不同组分的热解特性O关键词城市垃圾热解热失重(TG D 技术PyrOlysis PrOperties Of Municipal sOlid Waste by TG .Liao ~onggiangYao Oiang .StateKey Laboratory of Coal Clean Combustion Department of Thermal engineering TsinghuaUniversity 100084Beijing .Wang Bin.Shandong Science and Technology University .Abstract The pyrolysis properties of different components in a Chinese municipal solidWaste (MSW D of Jincheng city in Shanxi province including Waste plastics Waste paper Waste fabric plant food residue and sWeeping Were investigated by the TG .Some special parameters of pyrolysis such as the temperature of starting Weight loss (T 0D the temperature responded to the peak rate of the Weight loss Wave (T 1D the temperature responded to the end of the Weight loss Wave (T 2D and the final temperature (T f D Were determined .Finally the pyrolysis properties of different components in the MSW Were discussed by comparing these special parameters .Key wOrdsMunicipal solid WastePyrolysisTG随着城市人口数量的增加和人们生活水平的提高城市生活垃圾的产生量日益增加对人们的生活环境造成了巨大危害O 如何实现城市生活垃圾无害化~减量化和资源化已成为世界性研究课题O在现有的垃圾处理方法中有填埋法~堆肥法~生物化学法~热解气化法和焚烧法等较为成熟的有填埋法~堆肥法和焚烧法其中焚烧法能够较大程度地实现垃圾的三化处理O 但是由于容易产生二次污染特别是二恶英(Dioxins D 的污染问题使其在工业应用方面受到阻碍O 垃圾热解在实现垃圾无害化~减量化和资源化处理的同时能有效克服垃圾焚烧产生的二恶英污染问题因而成为新兴的~具有较大发展前景的垃圾处理技术O 有关垃圾热解方面的研究国外作了大量的工作[1~4]O但国内这方面的研究还刚刚起步[5~6]有待于作系统~深入的研究O 我们采用TG 技术研究了山西晋城市区生活垃圾燃烧特性得出了不同垃圾组分的热解特征参数以期为发展我国城市生活垃圾热解技术提供基础数据O1实验部分实验于2001年开展并完成实验原料来自山西省晋城市区生活垃圾填埋场O 新鲜垃圾经分类~干燥~粉碎(粒径<1mm D 处理后分别放入热天平中进行热解实验O 主要选用可热解垃圾组分包括塑料类~草木类~纸张类~织物类和菜果厨余类进行热失重(TG D 实验O 实验条件为;取样量;10mg升温速率;25C/min 氮气流速;10mL /min 终态温度;900C终温处保留时间;10min实验所用样品的组成及工业分析结果如表1所示Oz 实验结果与分析z .1典型垃圾热解热失重/微分(TG /DTG D 曲线分析-15-环境卫生工程2002年6月第10卷第2 期表1垃圾可热解组成的工业分析数据(% 收到基D水分灰分挥发分固定碳塑料28.2511.9657.39 2.40植物32.7910.7546.929.54纸张34.7014.2241.909.18织物35.4810.9744.539.02厨余物63.0613.7218.584.64以废纸热解为例图1为热失重技术中废纸热解过程中的样品失重曲线和失重微分曲线O图1纸张类垃圾热解热失重/微分(TG /DTG D 曲线图注:TG 表示热失重曲线;DTG 表示热失重的微分曲线O从图1热失重/微分(TG /DTG D 曲线发现废纸在253C 开始出现剧烈失重温度到达350C 左右失重速率最大温度升至427C 后失重速度显著降低此时对应的失重剩余量约为40% 当温度升至678C 时其对应的失重剩余量为34% 从678C 到900C 物料几乎没有失重O 上述结果表明垃圾中废纸的热解过程如下:在253C 开始发生快速热分解反应在350C 时分解速度达到最大当温度达到427C 时已经有60%的组分发生了分解而且分解速度开始降低温度达到678C 时热分解失重基本完成其对应的失重量为66% 从表1对应数据换算成干基挥发分含量基本一致这说明废纸在678C 时即可完成挥发分的热分解过程O z.z不同垃圾组分的热解特性分析塑料类~草木类~织物类和厨余类垃圾热解的热失重/微分(TG /DTG D 曲线分别如图2~5所示O 从这些热失重/微分(TG /DTG D 曲线图可以看出塑料类~草木类~织物类~纸张类和厨余类垃圾均存在一个明显的热分解失重区O 在此失重区间内开始出现快速失重的温度( 0D 从小到大依次为:厨余类<<织物类<纸张类<草木类<<塑料类;最大失重峰温( 1D 从小到大依次为:草木类<织物类<纸张类厨余类<<塑料类;快速失重结束所对应的温度( 2D 依次为:草木类厨余类<纸张类<<织物类<塑料类O 垃圾失重趋于完成的热解终态温度(D 依次为:塑料类<<纸张类<织物类<草木类<厨余类O 不同垃圾组分的热解特征参数如表2所示O表2不同垃圾组分的热解特征参数(C D0 1 塑料443489548厨余物216351755植物256315728纸张253350678织物249339700注:表中 0 1 分别代表开始失重温度最大失重速度对应温度热解终态温度O从表2可以看出塑料类垃圾热分解特性主要表现为开始分解的温度较高(443C D 分解速度较快在548C 基本完成了热分解反应O 厨余类垃圾开始分解反应的温度相对较低(216C D 分解速度相对较慢分解反应趋于完成的温度高达755C O 草木类~纸张类和织物类垃圾的开始分解的温度基本一致(250C D 它们的热分解趋于完成的温度也较为接近在700C 左右O 以上垃圾组分表现出来的不同热解特性与其不同组成物质的热解性密切相关O 塑料类垃圾以高分子有机聚合物为主要成分而且组成成分相对单一故表现出较高的热分解温度和较小的热解温度范围O 厨余类垃圾组成相对复杂含有易挥发和难热分解物质因此表现出较低的热解温度和较大的热分解温度范围O 草木类~纸张类和织物类垃圾以纤维和木质类物质为主要成分其热解特性较为相似O结合表1所示的各垃圾组分的水分含量和图1~5给出的热失重TG 曲线可算出垃圾在不同温度下的失重百分数如表3所示O表3不同温度下垃圾热分解的失重百分数(%D400C 500C 600C 700C 800C 塑料28.565.282.683.383.9厨余物79.281.482.282.683.1植物类70.774.876.479.380.0纸张72.175.576.877.777.7织物63.172.574.777.077.825环境卫生工程2002年6月第10卷第2期从表可以看出垃圾中可热解的组分在以前失重约从到各组分垃圾的热分解失重百分数相差较小因此在工业上可以将垃圾热解温度控制在以内有效实现垃圾的减容减量处理结束语图2塑料类垃圾热解热失重微分曲线图图草木类垃圾热解热失重微分曲线图图织物类垃圾热解热失重微分曲线图山西晋城市区生活垃圾在上述实验条件下进行热解反应不同垃圾组分表现出不同的热解失重特性其中废塑料开始分解的温度较高分解速度较快在基本完成了热分解反应厨余类开始分解的温度较低 216分解速度较图厨余类垃圾热解热失重微分曲线图慢其分解反应趋于完成的温度高达草木类纸张类和织物类开始分解的温度基本一致约2 它们的热分解趋于完成的温度也较为接近在左右不同垃圾组分均在以前基本完成了挥发分的热分解反应该温度下可实现垃圾减质量热解温度进一步升高对垃圾减质量无明显效果因此建议在工业设计中将垃圾热解温度控制在以内即可有效实现垃圾的减容减量处理我们的实验仅对城市生活垃圾不同组分的热分解失重行为进行了研究对于垃圾热解动力学以及热解产物分布和组成等有待于进一步研究参考文献[1]Williams P Besler S .Pyrolysis of municipal solid waste .[j ].Journal of the Institute of Energy 1992 6 :192~2 [2] arcia A N Font R Marcilla A .Kinetic study of the flash pyrolysis of municipal solid waste in a fluidized bed reactor at high temperature .Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 199 1 1 1~121[ ]Molgaard Claus .Environmental impacts by disposal of plastic frommunicipalsolidwaste .ResourcesConservationandRecycling 199 11 : 1~6 [ ]Jin Baosheng Zhong Zhaoping Zhou Shanming .Fundamental studyonpyrolysisofmunicipalsolidwastesMSW .evelopments in Chemical Engineering and Mineral Processing 1999 :611~622[ ]Li A M Li X Li S G et al .Experimental studies on municipal solid waste pyrolysis in a laboratory -scale rotary kiln .Energy Oxford 1999 2: 2 9~21 [6]Lin Kuensong Wang ~P Liu S -~.et al .Pyrolysis kinetics of refuse -derived fuel .Fuel Processing echnology 1999 6 :1 ~11- -环境卫生工程2 2年6月第1 卷第2 期城市生活垃圾热解失重特性作者：廖洪强，姚强，王斌作者单位：廖洪强,姚强(清华大学,100084,北京)，王斌(山东科技大学)刊名：环境卫生工程英文刊名：ENVIRONMENTAL SANITATION ENGINEERING年，卷(期)：2002,10(2)被引用次数：11次1.Williams P T;Besler S Pyrolysis of municipal solid waste 1992(65)2.Garcia A N;Font R;Marcilla A Kinetic study of the flash pyrolysis of municipal solid wastein a fluidized bed reactor at high temperature[外文期刊] 1995(31)3.Molgaard Claus Environmental impacts by disposal of plastic from municipal solid waste[外文期刊] 19954.Jin Baosheng;Zhong Zhaoping;Zhou Shanming Fundamental study on pyrolysis of municipal solid wastes (MSW) 1999(75)5.Li A M;Li X D;Li S Q Experimental studies on municipal solid waste pyrolysis in alaboratory-scale rotary kiln 1999(24)6.Lin Kuensong;Wang H P;Liu S -H Pyrolysis kinetics of refuse-derived fuel[外文期刊] 1999(60)1.吕维洁.覃业霞.张荻.张小农.吴人洁原位合成增强体TiB层错的透射电镜分析[期刊论文]-上海交通大学学报2003,37(2)2.孙锐.刘翔.梁立刚.吴少华城市固体废弃物热解及燃烧特性的实验研究[会议论文]-20093.马洪亭.张于峰.邓娜.郭晓娟.魏莉莉.MA Hong-ting.ZHANG Yu-feng.DENG Na.GUO Xiao-juan.WEI Li-Li 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