一、导语
卫生填埋因无法满足日益增长的垃圾处理需求,其主导地位已被垃圾焚烧取代,存量陈腐垃圾的资源化问题,已成为后填埋时代的研究热点。利用生活垃圾焚烧设施的处理能力余量,进行城市生活垃圾与陈腐垃圾掺烧,是治理填埋场、实现固废能源化的有效方法。本文利用热重分析法研究不同掺混比例下,城市生活垃圾掺烧陈腐垃圾的燃烧过程,并进一步开展燃烧特性分析与燃烧动力学分析。结果表明,在实验条件下,掺混样品的着火特征指数下降,而燃尽特征指数和综合燃烧特征指数均呈现出先升后降的趋势,结合工程实际,建议陈腐垃圾掺烧比例可控制在25%以下。与Kissinger-Akahira-Sunose法相比,Coats-Redfern法更适合描述燃烧过程。
二、本文亮点
当前主要集中在城市生活垃圾、陈腐垃圾单样的研究。本研究使用热重分析法研究城市生活垃圾掺烧陈腐垃圾的燃烧过程,对城市生活垃圾与陈腐垃圾掺烧的实际工程具有一定的指导意义。
三、内容简介及结论
使用热重分析法研究城市生活垃圾掺烧陈腐垃圾的燃烧过程,并根据获得的热特性曲线,计算陈腐垃圾掺混比为100%、75%、50%、25%以及0的样品的燃烧特性参数。运用Kissinger-Akahira-Sunose法(KAS法)、Coats-Redfern积分法(C-R法)探究掺烧的动力学特性,依据拟合校正系数(adjR2)来评价计算模型的拟合效果与适应性。结果表明,陈腐垃圾掺混比上升时,样品的着火特征指数下降,而燃尽特征指数和综合燃烧特征指数均呈现出先升后降的趋势。在实验条件下,燃尽特征指数和综合燃烧特征指数的优势掺混比例为0~50%,并且综合燃烧特征指数在掺混比为25%时达到峰值。随陈腐垃圾掺混比增大,KAS法计算出的全局活化能呈递减趋势,从244.49
kJ/mol降至79.40
kJ/mol,其adjR2从0.9366升为0.9889;而C-R法计算出的全局活化能呈递增趋势,从20.86
kJ/mol升至34.21
kJ/mol,其adjR2从0.9850升为0.9975。对两种动力学模型的拟合曲线与实验数据进行对比可知,KAS法的拟合曲线在高温燃烧段存在一定的失真现象,总体而言C-R法的拟合效果更为优秀。
(来源:“固废观察”微信公众号)