脱脂餐厨垃圾燃烧特性及几种动力学模型结果比较

利用热重分析仪在空气气氛和不同升温速率下对脱脂餐厨垃圾进行了热重实验.依据热重实验数据,采用4种热分析动力学方法（Coats-Redfern法、Doyle法、Friedman法和分布活化能模型（DAEM））,计算脱脂餐厨垃圾燃烧反应活化能E、反应级数n及频率因子A,并进行比较.结果表明：采用不同的动力学分析处理方法,得出的燃烧动力学参数不同.利用Coats-Redfern法,脱脂餐厨垃圾在燃烧主要阶段（转化率5%-95%）可由一段二级反应过程描述,升温速率30℃/min时活化能为70.9 k J/mol.Doyle法和分布活化能模型计算得到的活化能比较接近,Friedman法计算得到的活化能数值最高.脱脂餐厨垃圾燃烧包含分子键能断裂的一系列复杂、连续反应过程,并获得脱脂餐厨垃圾的燃烧反应活化能随转化率的变化曲线.

脱脂餐厨垃圾和玉米秸秆混合燃烧特性及灰熔融特性分析

探究了玉米秸秆(CS)和脱脂餐厨垃圾(DKW)混合的燃烧特性和灰熔融特性,对DKW、CS及其混合样品进行了热重分析,对混合灰样进行了X射线荧光分析、X射线衍射分析以及扫描电子显微镜观察。结果表明:总体而言,随着CS掺混量的增加,混合样品着火温度升高,燃尽温度降低,CS掺混量为90%(质量分数)时燃烧特性最佳;混合灰样中莫来石和硅线石会随着CS掺混量的增加逐渐降低直至消失,而白榴石会逐渐增加,同时混合灰样由絮状结构逐渐结块,然后出现孔隙,碱酸比和硅铝比逐渐增大,而硅比逐渐减小,导致混合灰样熔融特征温度逐渐降低。从处理DKW的实际目的出发,在CS足够的情况下,CS掺混量为90%是最佳焚烧掺混量。

不同升温速率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,对不同升温速率下脱脂餐厨垃圾的燃烧特性进行研究,得出各试样的着火温度、燃尽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1000 ℃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;升温速率对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影响.根据Coats-Redfern积分法计算结果,脱脂餐厨垃圾在空气氛围下的燃烧反应不能单纯用一级反应来描述,低温和高温阶段的活化能分别为63.4 ～ 77.83 kJ/mol和78.63 ～ 94.58 kJ/mol.

矿物元素迁移对脱脂餐厨垃圾灰熔融特性的影响

为探究脱脂餐厨垃圾燃烧过程中矿物元素迁移对灰熔融特性的影响,对不同灰化温度下得到的脱脂餐厨垃圾灰(以下简称垃圾灰)进行灰熔点测试及灰成分分析,并利用X-射线粉末衍射(XRD)分析和扫描电子显微镜(SEM)对垃圾灰进行表征。结果表明,灰化温度对脱脂餐厨垃圾的灰熔融温度影响不大,K、Na、Cl元素在垃圾灰中的主要存在形式为NaCl、KCl,随着灰化温度从500℃升高至1 100℃,垃圾灰中K、Na、Cl元素质量分数分别下降86.57%、67.67%、95.92%,主要是以气态NaCl、KCl形式析出;升温过程中Ca元素质量总体变化不大,Ca元素的迁移主要经过2个过程,羧磷灰石到钠钙铝盐的混盐再到白磷钙石,脱脂餐厨垃圾灰熔点较高的主要原因是大量Ca、P元素形成的高熔点矿物质白磷钙石所致。

脱脂餐厨垃圾与水稻秸秆混合燃烧的协同作用研究

为研究脱脂餐厨垃圾与水稻秸秆混合燃烧的协同作用,本文采用热重分析仪,在不同掺混比例下对脱脂餐厨垃圾和水稻秸秆进行燃烧试验,得到热重试验数据,然后进行动力学计算,结合热重动力学模型进行分析。结果表明,脱脂餐厨垃圾在低温段的活化能比高温段低,随着生物质掺混比例的增加,其活化能呈增大趋势。

生物质与脱脂餐厨垃圾混烧对灰熔融特性的影响

为减少锅炉燃用餐厨垃圾和生物质混烧引起的结渣问题,分析了水稻秸秆(RS)、小麦秸秆(WS)和玉米秸秆(CS)3种生物质对脱脂餐厨垃圾(KW)灰熔融特性的影响,在不同比例、不同制灰温度下制得灰样,利用灰熔点测试仪测定灰样的熔融特征温度,利用X射线荧光仪(XRF)和X射线衍射仪(XRD)测定分析灰样中矿物成分的变化。结果表明:生物质可以降低混合灰样的熔融温度;CS与KW和RS与KW混合灰样熔融温度降低的主要原因是莫来石与硅线石含量减少直至消失,同时白榴石含量的增加;而WS和KW的原因是硅线石含量的降低以及白榴石和钠长石含量的增加。随着制灰温度的增加,KW灰、WS灰和混合灰样的碱金属元素的含量降低,主要是高温条件下,碱金属挥发,并且混合灰样及KW在高温条件下还会有硅线石、莫来石出现。

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。