城市生活垃圾热解和燃烧特性试验研究

用TG-DTG-DTA（热重-微分热重-差热）热分析联用技术研究了5种城市生活垃圾试样的热解和燃烧特性。考察水分和挥发分释放温度、着火温度、燃烧速率最大时温度、初始燃尽温度、最大燃烧速率和燃烧放热量等热解和燃烧特性参数;计算了热解过程和燃烧过程的动力学参数。结果表明,5种试样在热解和燃烧模式上存在差别,前段热解过程对后续燃烧过程影响明显,5种试样在热解和燃烧阶段都可用一级反应的动力学方程描述。     

垃圾衍生燃料热重-红外联用法的热解特性

实验以中小城市垃圾典型组分合成RDF,利用热重-傅立叶变换红外光谱(TG-FTIR)联用法对其热解特性进行了研究,并求解了RDF热解反应动力学参数。结果表明城市垃圾合成RDF具有较高的热值,煤的混入具有良好的助燃效果,单一组分及RDF混合组分的热解服从动力学基本方程表征的规律,可以用来获得动力学参数。     

垃圾典型组分混合热解特性的实验研究

为揭示不同垃圾单组分对整体热解动力学特性的影响,通过自行设计的大物量热重分析装置就垃圾典型组分的混和热解特性进行了实验研究;并采用最小二乘法建立了热解反应动力学模型。并列出了双组分混合热解实验部分的实验结果及模型计算结果,两者吻合较好,为进一步建立垃圾综合热解神经网络模型奠定了基础。     

城市生活垃圾典型组分的热解动力学模型研究

对城市生活垃圾中的典型组分进行热重特性试验，根据热失重曲线得出了反应力学参数及反应速率控制方程，进而提出了一个通用的反应速率函数式，提出热解指数这个指标来表征垃圾的热解特性。结果表明：１．垃圾组分中，塑料、橡胶、植物类厨余热解符合三段模型，其余组分符合二段热解模型，在不同的温度范围内，热解的反应机理是不同的，且反应动力学参数也不相同。２．同一种组分，影响其反应速率的主要因素是反应动力学常数，升温速     

热重法研究模化城市生活垃圾燃烧和热解特性

利用热重技术研究了模化城市生活垃圾(model municipal solid waste，MMSW)的热解和燃烧过程的特性。结果表明，在小于300℃的温度范围内，热解和燃烧的失重曲线基本一致，不同升温速率对失重特性有影响。利用分峰拟合处理技术对MMSW热处理过程的DSC曲线进行分析，发现MMSW燃烧和热解的失重特性基本上是所含物质失重特性的叠加。对MMSW热处理过程进行动力学分析，计算结果表明反应级数在1．2～1．8之间，化学反应的平均活化能在30～50kJ／mol之间。     

常见塑料的热解特性及其动力学分析

研究塑料废弃物的热解特性有助于实现其清洁高效转化利用。借助热重技术总结对比了高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和聚丙烯的不同升温速率(10,20,30,40,50℃/min)热解及不同催化剂(HZSM-5、Hβ和HUSY)催化热解的特性及规律。升温速率的增长使反应出现热迟滞现象,催化剂的加入对样品热解速率提高的效果也不尽相同。为了提供更有力的理论支持,运用3种动力学分析方法Coats-Redfern (CR)、Flynn-Wall-Ozawa (FWO)和分布式活化能法(DAEM),对样品在不同条件下的动力学参数进行计算和分析。CR模型验证了各热解反应符合一级化学反应模型并发现催化剂可以大幅降低反应活化能;FWO法和DAEM得到的表观活化能数值接近。DAEM模型显示活化能在转化率α增长的过程中先上升再逐步下降,在α=40%～50%时活化能最高,且包含动力学补偿效应。     

陈腐垃圾的热解特性及动力学研究

采用热重法研究了陈腐垃圾中不同组分的热解特性。通过实验得到了陈腐垃圾及其主要组分（包括草木、腐殖质和塑料）的TG／DTG曲线。通过对TG／DTG曲线进行分析,得到了它们的热解温度、挥发分完全析出温度等重要参数。采用Doyle法研究了热解过程的动力学特性,计算出了反应的一级反应动力学参数。     

麦草浆黑液固形物热解特性及动力学研究

通过热重分析实验和固定床热解实验研究了麦草碱性亚硫酸钠-蒽醌法制纸桨黑液固形物的热解特性和热解产物分布。结果表明:黑液固形物热解过程分为干燥脱水、有机物热解和无机物转化三个阶段,主要失重发生在200～550℃间;在热重分析基础上按一级反应动力学模型得到了黑液固形物热解各阶段的动力学参数;实验条件下,麦草浆黑液固形物固定床热解后约三分之一转化为挥发分,余下为固体残渣。     

制浆造纸厂污泥热分解特性及其动力学、热力学分析

热解技术在制浆造纸厂污泥的无害化、资源化、减量化处置方面具有很大的应用潜力。目前对制浆造纸厂污泥在热解过程的热解行为、热动力学特性和产品组成情况了解仍不全面。采用热重红外联用(TG-FTIR)、快速热解-气质联用(Py-GC/MS)技术,研究了制浆造纸厂污泥在不同加热速率下的热分解行为以及挥发性产物的释放特性,并采用多组分平行反应动力学模型、动力学补偿法以及主图法探究了有机物热解动力学。研究结果表明,制浆造纸污泥中的有机物质主要集中在温度范围为140℃至600℃之间进行热解,热解产物主要包括H₂O、CH₄、CO₂、CO、NH₃、酮、醛、羧酸、酚、芳烃、醚和醇类等物质。随着热解温度升高至600～900℃时,制浆造纸污泥中的CaCO₃将会分解,产生大量CO₂,同时CO₂会与热解炭反应生成CO。研究采用的4组分的平行反应动力学模型可以较好地描述制浆造纸污泥中的有机物分解过程。4个假组分的平均表观活化能分别为171.54、179.50、192...     

钢渣对京津冀地区典型罐底油泥热解影响

为了研究钢渣对油泥热解产物的影响,以京津冀地区典型罐底油泥为研究对象,利用固定床反应器、热重分析仪对油泥热解条件及反应特性进行研究,通过单因素实验和响应面实验设计考察了热解终温、升温速率、停留时间和钢渣添加量等对热解产物产率的影响,采用气相色谱（GC）、气质联用（GC-MS）、扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）等对热解气体、热解回收油和热解焦表征,并对反应后固体残渣采用磁选的方式回收钢渣及分析物相组成（XRD）。热重分析（TG）表明:添加钢渣有利于油泥失重率增加。热解动力学计算表明,油泥单独热解和添加钢渣的反应的表观活化能分别为8.32,7.43 kJ/mol。固定床实验表明:当热解温度为550℃,升温速率为40℃/min,停留时间为30 min时,钢渣添加量为15%时,油泥热解回收油产率最高,达到16.03%。通过17组响应面实验设计,预测回收油产率最高可达16.12%。热解产物分析表明,添加钢渣提高了气体中H₂和CH₄产量增加,降低了CO₂产量。焦油的GC-MS分析表明,添加钢渣提高了焦油中低碳原子数成分含量。这证明了油泥和钢渣协同处置的可行性,可为热态钢渣与油泥的协同处置研究提供数据支撑。     

Thermogravimetric coupled with Fourier transform infrared analysis study on thermal treatment of monopotassium phosphate residue

In China, safe disposal of hazardous waste is more and more a necessity, urged by rapid economic development. The pyrolysis and combustion characteristics of a residue from producing monopotassium phosphate (monopotassium phosphate residue), considered as a hazardous waste, were studied using a thermogravimetric, coupled with Fourier transform infrared analyzer (TG-FTIR). Both pyrolysis and combustion runs can be subdivided into three stages: drying, thermal decomposition, and final devolatilization. The average weight loss rate during fast thermal decomposition stage in pyrolysis is higher than combustion. Acetic acid, methane, pentane, (acetyl) cyclopropane, 2,4,6-trichlorophenol, CO, and CO₂ were distinguished in the pyrolysis process, while CO₂ was the dominant combustion product.     

生物质内在碱金属催化特性的TG-FTIR实验研究

用热重分析仪和傅里叶红外光谱联用(TG-FTIR)技术对稻秆、谷壳及其经过不同预处理的水洗样、硝酸洗样进行实验研究,分析了生物质内在碱金属对其热解过程的影响.对比原样、水洗样和硝酸洗样的热解TG曲线与产气组分发现:内在碱金属的存在对生物质热解具有较大的催化作用,促进了样品半纤维组分的热分解,明显降低了最大反应速率,使样品分解能够在较低温度段完成,提高了热解过程中焦的生成率,强化了去甲烷化反应,促使热解向羟基乙醛、酸类等低小分子液体产物的方向转化,增大了CO_2和CO的生成量.     

典型农药废盐热处理过程动力学特征

为了探究农药废盐热处理适宜性,采用热重分析法结合动力学模型分别对3种典型农药废盐--咪鲜胺、烟嘧磺隆和草甘膦废盐进行研究.试验结果表明咪鲜胺废盐仅有一个明显失重阶段,温度高于600℃后质量基本不发生变化,烟嘧磺隆和草甘膦废盐有两个明显失重阶段,温度分别高于300℃和450℃后失重速率明显变缓,三种废盐的明显失重温度和减重率均不相同,说明不同类型废盐的热解/燃烧特性存在明显差异;3种废盐各自的燃烧和热解的失重过程均较为相似,说明氧气的存在不会对热处理过程产生影响.并结合热处理动力学参数可知,废盐的热处理是复杂的反应过程,烟嘧磺隆废盐燃烧和热解所需活化能相近为0.297~5.894kJ/mol,热处理过程最容易发生,咪鲜胺和草甘膦废盐燃烧的活化能低于热解活化能,说明氧气会促进咪鲜胺和草甘膦废盐的热处理过程,废盐的热处理在空气气氛下即可.     

聚氯乙烯(PVC)类医疗废物的热解特性研究

为研究含聚氯乙烯医疗废物的热解特性,选取输液管和尿样盒为对象,利用差热热重分析仪,在氮气气氛下进行热重实验,探讨了二者热失重行为和机制,分析了反应过程中热量变化及热解剩余物性状,建立了反应动力学模型.结果表明,输液管和尿样盒的降解过程以主要成分PVC的热解机制为主导,分别在约200～390℃和约390～550℃区间内,呈现两段主要的热解过程,最大热解速率分别出现在315℃和470℃左右;增塑剂可降低样品脱氯的温度并增加失重率,样品复杂的成分导致失重峰不规则且不平滑;热解过程为吸热反应,呈现2个明显的阶段,分别对应试样的两段热解,热延迟的存在导致DTA峰温稍滞后于对应的DTG峰温;建立的"整体两步四反应模型"能很好地描述输液管和尿样盒的热解行为.     

中国中小城镇生活垃圾"双解"处理技术研究

利用热重-红外光谱连用分析技术对生活垃圾中六种典型成分的热解特性进行研究,研究结果表明生活垃圾中食物残渣、木屑及纸三种生物质类组份的主要热解温度区间为150℃~600℃,热解过程中的主要挥发分为H2O、CO2、CO及含-COOH等多组分气体.PP、PVC及皮革三种人造制品的主要热解温度区间为200℃~500℃,热解过程中的主要挥发分包括CH4、CO2及CO等小分子气体等.根据热解特性研究结果,设计了一套适用于中小处理规模的生活垃圾的"双解"(热解气化+富氧分解)工艺,同时基于本工艺设计出一种新型卧式"双解炉".     

钠基膨润土对气化型煤制备及型煤热解气体的影响研究

以烟煤为原料,钠基膨润土为粘结剂制备气化型煤。以型煤的冷强度、热稳定性、热强度、浸水强度作为性能检测指标,考察了钠基膨润土加入量对型煤质量的影响。利用扫描电镜,红外光谱和热重分析等手段对型煤进行了表征,分析了钠基膨润土型煤的成型机理。结果表明:在钠基膨润土加入量为5%时,气化型煤具有较好的强度和热稳定性;钠基膨润土可通过吸附作用与煤粒充分的接触,形成大量的絮凝体结构单元,包裹煤粒进而提高型煤性能,这个过程发生的是物理变化;在热解型煤时加入膨润土,当热解的温度达到461℃时形成较明显的失重速率峰。     

废弃阻燃塑料热失重行为与分解规律的研究

文章主要是研究废弃电子产品阻燃材料的热解回收方法;主要研究废弃阻燃塑料的热失重规律和热分解产物,以印刷线路板为原料利用差热热重分析仪和热裂解色谱和质谱进行了实验室规模热解实验.结果表明:热失重反应的平均活化能为182.294 kJ/mol,指前因子为3.07×1011s-1,反应的温度区间为580K～600K;随着升温...     

Mercury release behaviors of Guizhou bituminous coal during co-pyrolysis: Influence of chlorella

Co-pyrolysis of coal and seaweed can not only effectively decrease the carbon footprint but also improve the quality and output of coal pyrolysis products, however, the influence of seaweed on thermal releasing behaviors of mercury during co-pyrolysis process are still unclear. In this work, the chlorella and Guizhou bituminous coal were mixed and used to reveal the mercury release behavior during co-pyrolysis by the temperature programmed pyrolysis experiments, thermogravimetric and differential thermogravimetric analysis (TG-DTG) and thermogravimetry-mass spectrometry (TG-MS) methods, offering a sufficient explanation on the control technology of mercury pollutants in co-pyrolysis. The results exhibited that a large amount of reducing gases such as CO, H₂ and H₂O were generated in chlorella at the temperature range of 100-500°C, which was favorable for the transformation from oxidized mercury to elemental mercury, thus remarkably increased the release of elemental mercury in the raw coal sample. The mixed chlorella also significantly lowered the decomposition temperature range (from 400-600 to 300-400°C) of pyrite-bound mercury and decreased the decomposition temperatures of the pyrite-bound mercury species. Additionally, in the co-pyrolysis about 91.82% of mercury was released into the gas phase below 400°C and was 13.77% higher than that of in individual pyrolysis of coal.     

典型农药废盐热处理特性及适用性

随着我国农药行业的迅速发展,农药废盐的管理和无害化处置已经成为亟待解决的环境问题.为了解决农药废盐热处理适用性的问题,推进废盐热处理工业化进程,选择盐城某企业典型农药废盐开展热重试验和动力学模型研究,分析废盐的热处理特性;基于热重试验和动力模型获取的优化参数,进一步利用管式炉模拟试验研究循环流化床焚烧炉处置废盐的可行性.结果表明:该农药废盐热解和燃烧的失重过程相似,在升温过程中一直处于缓慢失重状态,但均只有一个明显的失重阶段.其中,热解的失重阶段为170~298℃,700℃时减重率达到84.08%,燃烧的失重阶段为194~315℃,700℃时减重率达到81.45%,为了使废盐充分反应,根据热重结果确定热处理温度为350℃.热处理动力学分析表明,燃烧和热解在失重阶段反应机理相同,氧气的存在可以促进废盐的热处理过程,确定了热处理的组分为空气组分,该农药废盐属于低热值成分复杂的固体废物.在上述条件下,利用管式炉模拟试验进一步优化了废盐的热处理条件为温度350℃、停留时间45 min、空气组分、空气流量40 mL/min.对热处理后的残留物及烟气进行GC/MS分析发现,热处理法可有效降低废盐中有机污染物含量,烟气中有害物质以苯系物为主,含有少量氯苯及氯代烃类有机物.研究显示,经过管式炉热处理试验后,废盐中有机污染物的去除率达82.93%,可以有效降低有机污染物含量,从而验证了该类废盐热处理的适用性.      

不同类型降解地膜的热解特性及热动力学研究

采用差热分析 (DTA)法分析 1种普通地膜和 3种可降解地膜的组成 ,并对地膜的热解过程进行热动力学研究 .结果表明 ,4种地膜的差热曲线有许多相似 ,但也略有差异 ,说明降解膜与普通膜的基本组分相同 ,而添加组分不同 .各地膜热解的反应级数约为 0 93.各地膜热解活化能和指前因子的大小顺序均为 :普通膜 >光降解膜 >光钙型降解膜 >生物降解膜 .