船舶塑料垃圾热解特性及动力学分析

利用热重分析(TGA)研究船舶塑料垃圾在不同升温速率和不同气氛下的热解特性,并得到了热解动力学参数。结果表明,船舶塑料垃圾的热解过程主要有3个阶段,比一般塑料热解复杂;随着升温速率增大,最大热解速率和最大热解速率温度等热解特性参数也增大,反应变得更剧烈;N2/CO2比为4∶1时,热解反应进行得最完全,固体残留率最少。动力学分析表明,采用3个连续一级反应模型能很好地拟合实验数据;不同的升温速率和气氛比对反应各阶段活化能均有不同程度的影响。     

城市垃圾中生物质在热分析仪中燃烧的动力学模型研究

为了合理有效利用城市垃圾中的生物质能，实现城市垃圾的无害化、减量化、资源化利用，开发适合我国城市垃圾中生物质的焚烧技术，特地对昆明市城市垃圾中生物质进行了特性分析，并在热重分析天平上对其进行了动力学实验研究与分析。结果表明，城市垃圾中生物质的燃烧过程大致可以分为四个阶段，即脱水干燥阶段、挥发份的析出和燃烧阶段、过渡阶段和固定炭燃烧阶段。城市生活垃圾中生物质具有着火温度低、燃尽率高等特点。通过对热重（TG）、差示扫描曲线（DTA）的深入分析，对城市垃圾中生物质的燃烧动力学参数进行了研究，为实现城市垃圾无害化提供理论与技术的支持。     

不同氧浓度下脱脂餐厨垃圾燃烧特性及动力学研究

利用热重分析法和Coats-Redfern积分法,对不同氧浓度下脱脂餐厨垃圾的燃烧特性进行研究,得到了各试样的着火温度、燃烬温度及综合燃烧特性指数,并通过燃烧动力学分析得到各试样的活化能。实验结果表明,燃烧温度从室温升至1 000℃时,脱脂餐厨垃圾燃烧过程可分为3个失重阶段:水分析出阶段、挥发分析出及燃烧阶段和固定碳燃烧阶段;随着氧浓度的升高,脱脂餐厨垃圾最大失重率以及燃烧特性指数等燃烧特性参数都有显著变化。根据Coats-Redfern积分法计算得低温和高温阶段的活化能分别为83.76~91.2 k J/mol和95.25~141.7 k J/mol。     

垃圾中典型组分热重分析研究

采用热重分析法研究了不同升温速率下垃圾中典型组分的热失重行为.根据热重分析曲线和实验数据,对不同加热速率条件下垃圾中典型组分的热失重行为进行了比较分析,结果表明,随着升温速率的加大,典型组分TG曲线对应的温度升高.DTG结果与组成成分的性质相关,橡胶塑料类的最大失重速率随着升温速率的加大而升高.纸类不同升温速率下对应的最大失重速度变化不大.     

包装垃圾添加脱氯半焦制备SRF的燃烧特性及动力学分析

利用热重分析仪对添加了不同比例混合含氯塑料经微波低温脱氯后的脱氯半焦制备而成的固体衍生燃料（SRF）的燃烧特性及热反应动力学进行了实验研究,考察了脱氯半焦不同添加比例制备的SRF的着火点、燃尽温度、最大燃烧速率、燃尽特征指数和综合燃烧指数等燃烧特征参数。并用Coats-Redfern积分法对其进行了燃烧动力学分析,确定了燃烧动力学方程,求出了反应活化能和指前因子。结果表明：随着脱氯半焦的添加比例从5%增加至20%,TG曲线向低温区移动,着火点降低,燃尽温度降低,燃尽性能提升,综合燃烧特性指数S均高于不添加脱氯半焦的燃料,综合燃烧性能更好;当脱氯半焦添加比例为10%,综合燃烧特征参数最佳;在第三燃烧阶段,添加了脱氯半焦的燃料的活化能显著低于未添加脱氯半焦的燃料,指前因子降低了4~5个数量级。混合含氯废塑料,经过微波低温脱氯处理形成半焦作为添加剂制备SRF,不仅降低了SRF燃烧过程中氯化氢的产生量,同时提高了燃料的燃烧性能,是含氯塑料废弃物利用的一种新的方向和途径。     

板材类生物质燃烧及动力学特性热重研究

采用非等温升温法研究了4种板材类生物质在空气气氛下的燃烧特性和动力学特性。通过对TG、DTG等曲线的分析,发现4种板材燃烧过程均可分成3个阶段,即水分蒸发阶段、挥发份析出(或燃烧)阶段和固定碳燃烧阶段。综合燃烧特性:松木集成材>纤维密度板>夹芯胶合板>刨花板。4种板材均具有良好的燃烧特性。4种生物质燃烧均存在1个吸热峰和2个放热峰,分别与挥发分析出峰、挥发分燃烧、固定碳燃烧对应。采用Fridman法和Fridman-Carroll法分别对4种板材的动力学参数进行了计算,2种方法得出的结果符合较好。分析得出:由于生物质燃烧与环境换热、挥发分析出吸热、固定碳燃烧放热等因素作用,4种生物质的表观活化能高温区均低于低温区。动力学计算结果表明:松木集成材平均表观活化能最低,燃烧反应能较容易进行。     

利用同步热分析仪研究碱解污泥的燃烧特性

利用TGA/DSC同步热分析仪对碱解污泥的燃烧特性和热动力学特性进行了分析和研究。结果表明,碱解污泥的失重过程主要有3个阶段;碱的加入使得污泥着火温度降低,燃烬温度升高;随着碱量增加,污泥第2阶段燃烧热增加,第3阶段燃烧热降低,总燃烧热降低;污泥第2失重阶段峰前活化能随着碱量增加而不断增加,峰后活化能不断降低。本研究为...     

造纸工业污泥燃烧特性及动力学实验研究

在不同升温速率及与其他污泥不同混合比例条件下,利用热重法对造纸污泥和含工业污水污泥进行了实验研究。结果表明,造纸污泥与含工业污水污泥表现出不同的DTG曲线形式,其中造纸污泥固定碳燃烧峰失重较为明显。随着升温速率的提高,造纸污泥的燃烧速率加大,燃尽时间缩短,提高了其综合燃烧特性;加入含工业污水污泥后,造纸着火性能及燃尽性能均得到改善。采用积分法（Coats-Redfern方程）计算得到各阶段燃烧反应的机理方程及相应的活化能参数,表明活化能的大小与试样的燃烧阶段是相对应的。     

市政污泥与不同烟煤混合燃烧特性

使用非等温热重法,研究了淮北烟煤和神华烟煤在6种不同市政污泥掺混比条件下对混合燃烧特性的影响,并对混合燃烧过程的动力学特性进行了分析。实验结果表明:污泥与煤的混合燃烧特性从总体上表现为污泥与煤共同作用的结果,最优的污泥掺混比受到煤种的影响。在不同煤中污泥掺烧比少于20%对煤的活性影响较小。活化性能较差的淮北烟煤在污泥掺混比为30%时,在不同的温度区间分别表现出污泥与煤的反应特征。活化性能较好的神华烟煤在污泥掺混比为40%时表现这一趋势。     

城市污泥掺混水煤浆燃烧特性的热重分析

通过热重实验,分析了污泥、水煤浆的单一燃烧特性以及水煤浆中掺混不同质量比的城市污泥后混合浆的燃烧特性.结果表明,混合浆着火温度因污泥的掺入比水煤浆高约50 ℃,但随掺混比例的升高,最大燃烧速率、可燃性指数及综合燃烧特性指数均增加,且提高了污泥的燃尽率.混合浆热分析曲线出现两个挥发分析出燃烧峰(分别对应250～380、380～570 ℃)与1个固定碳燃烧峰(570～680 ℃),燃烧特性总体表现为污泥与水煤浆的共同作用,在某些方面优于污泥或水煤浆的单一燃烧.总之,利用湿污泥直接掺混水煤浆从燃烧性能来说是可行的.     

园林废弃物与餐厨厌氧沼渣混合热解特性及动力学分析

为了探究园林废弃物和餐厨厌氧沼渣的热解特性以及2者混合热解的交互作用。采用热重分析法对餐厨厌氧沼渣、园林废弃物及其不同比例的混合样品热解特性进行了分析,并研究了混合比例和升温速率对热解过程的影响。结果表明,园林废弃物与沼渣单独热解时,园林废弃物热解反应活性高且能耗低,热解终温为400 ℃左右;沼渣热解反应活性低且能耗高,热解终温为600 ℃左右。混合热解实验中,随着园林废弃物添加比例升高,样品热解残余率不断下降,综合热解指数不断增大,园林废弃物与沼渣混合热解适宜的添加比例为50%,热解终温为600 ℃左右。采用Coats-Redfern积分法对园林废弃物、沼渣及混合样品进行动力学分析,园林废弃物和餐厨厌氧沼渣反应活化能分别为12.08和1.79 kJ·mol⁻¹,混合样品实际活化能均略高于理论值。这说明,2者混合热解过程中存在一定抑制作用,但对热解过程影响不大。本研究结果可为园林废弃物与餐厨厌氧沼渣混合热解处理提供参考。     

一次性废竹筷制备活性炭及热解过程分析

以一次性废竹筷为原料,K2CO3为活化剂,通过炭化和活化2步制备活性炭。采用全自动比表面和孔径分布分析仪、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射分析仪（XRD）对样品的孔隙性质、表面官能团和晶相变化进行了表征,并研究了活性炭对亚甲基蓝的吸附等温线。利用热重分析（TGA）对活性炭的制备过程进行了研究,并用Coats-Redfern法确定了热解反应活化能和反应模型。结果表明,活性炭的比表面积为1 262 m2·g-1,总孔体积为0.624 cm3·g-1。K2CO3活化可导致热解炭的脂肪烃侧链断裂,并发生脱氢缩聚,其石墨微晶的轴向（100）堆积被破坏,径向（002）芳香环网状结构则更为有序。活性炭对亚甲基蓝的吸附过程符合Langmuir模型,最大吸附量为336 mg·g-1。废竹筷的2个主要热解阶段符合一维扩散模型和二级反应模型,其热解反应活化能分别为76.23和104.24 kJ·mol-1;活化过程中残存木质素的热解可由一维扩散模型描述,K2CO3浸渍使其热解反应活化能降低了44.28 kJ·mol-1。     

垃圾焚烧过程中水分促燃脱氯效果的研究

分别在转式垃圾焚烧炉和固定床加热炉中,研究了水分对垃圾焚烧及钙基脱氯效果的影响.研究结果表明,垃圾焚烧过程中一定量水分的存在能促进垃圾焚烧效率,提高钙基氯剂的脱氯效率.同时,分析水分促进垃圾焚烧率和脱氯效果提高的原因,这是由于水分能强化焚烧过程的传质传热,能活化脱氯剂,改善脱氯剂的物理和化学性质,这些研究结果将为垃圾焚烧技术在我国的进一步推广提供科学依据.     

垃圾焚烧过程中水分促燃脱氯效果的研究

分别在转式垃圾焚烧炉和固定床加热炉中，研究了水分对垃圾焚烧及钙基脱氯效果的影响。研究结果表明，垃圾焚烧过程中一定量水分的存在能促进垃圾焚烧效率，提高钙基氯剂的脱氯效率。同时，分析水分促进垃圾焚烧率和脱氯效果提高的原因，这是由于水分能强化焚烧过程的传质传热，能活化脱氯剂，改善脱氯剂的物理和化学性质，这些研究结果将为垃圾焚烧技术在我国的进一步推广提供科学依据。     

湿热预处理对北京市典型餐厨垃圾生物制氢潜力的影响

采用北京市2种典型餐厨垃圾,研究不同湿热预处理温度（40、80、120和160℃）和时间（30、60、90和120 min）对2种典型餐厨垃圾理化性能的影响。在此基础上,阐明餐厨垃圾厌氧产氢潜力。结果表明,湿热预处理温度、时间对餐厨垃圾可浮油脱出量具有显著影响,ρ（SCOD）、ρ（TOC）与VS/TS呈负相关。餐厨垃圾处理厂的厨余垃圾经120℃湿热预处理30 min后,可浮油脱出量最大达17 mL·kg-1,ρ（SCOD）、ρ（TOC）分别为150.99、57.91 g·L-1;食堂的餐饮垃圾经160℃湿热预处理30 min后效果最佳,可浮油脱出量最高达99 mL·kg-1,ρ（SCOD）、ρ（TOC）分别为120.69、62.58 g·L-1。餐饮垃圾经160℃湿热预处理30 min,在中温（35±1℃）、高温（55±1℃）厌氧制氢,高温比产氢率和最大产氢速率分别可达40.58 mL·g-1 VS、29.20 mL·h-1,与未经预处理组比提高0.78、2.02倍,中温产氢启动时间缩短1倍以上。可见,湿热预处理能显著改善餐厨垃圾理化性质,提高微生物的底物利用效率,提高餐厨垃圾厌氧制氢量及产氢效率。