城市生活垃圾的DSC和TGA分析与热值估算

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1、维普资讯http://www.cqvip.com茅l6卷第2期1997年6月城市生活垃圾的DSC和7。TGA分析与热值估算＼赏t(福建师范大学地理学系福州35o007)宣之(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室)摘要利用微分扫描量热仪(13sc)准确地测定了城市生活垃圾的含水率；用热重分析仪(TGA)测定了垃圾的水和低温下有机物总含量、难挥发性有机物和灼烧残渣的含量。根据量热和热重分析结果，可方便地计算垃圾的水和低温条件下易挥发Jf生有机物含量．结合609种有机物的燃烧热，估算了垃圾的热值。关键词城叫薹茎垫圾一兰苎窆堑垫重坌堑垫生l前言行较准确地估算就可满足

2、需要了。垃圾热值估城市生活垃圾(下简称垃圾)是一类危算方法较多，最主要的是基于其中C、H、N、害性很大的固体废弃物其含水率、低温下易O和S的含量作近似计算。本文根据609种有挥发性有机物、高温下灼烧的无机物残渣、可机物燃烧热的简单加和均值，结合DSC和TG3．燃有机物的含量以及热值．是表征垃圾物化性分析结果，可非常方便地估算垃圾热值。质的宏观参数，也是垃圾处理与处置方法选择2实验条件的重要依据。特别是采用焚烧法处理垃圾时．实验用的DSCglOS型微分扫描量热仪和这些参数显得更为重要为此，在进行垃圾组1BA51型热重分折仪升温速率均为30℃／n。分分析时，就应该准确

3、测定易挥发性有机物的为了与常规的105℃下烘干法测含水率相比较，含量。常规的105℃下烘干称重和650~C下灼烧DSC的恒温温度为105oC。测定的垃圾含水量，实际上是垃圾的真正含水3结果与讨论率与易挥发性有机物分含量的总和，即3．1垃圾的DSC和D(分析105℃下所测的含水率是偏高的，从而使通过13SC可准确地测定纯水的蒸发热，测定结差减法求出有机物含量偏低。果为Z2fl~／g，与理论值(即标准蒸发热)本文根据绝大多数低沸点(<105<12)有2256J／g相差2，5％。机物蒸发热均低于水[1’的特点，利用Dsc(微13SC测定可挥发性溶剂(包括水)的蒸发分扫描

4、量热仪)比较准确地测定了有机物、灼热与起始温度有关，最佳的起始温度为室温。烧残渣(无机物)、水和易挥发性有机物总含大量实验结果表明，蒸发热(指DSC测定值)量，并进而计算出易挥发性有机物的含量。与起始温度呈线性关系，用某一温度下(如室垃圾热值是判断垃圾是否可采用焚烧法处温)所测出的样品蒸发热除以该温度下的纯水理的决定性因素，在许多情况下，只要对其进蒸发热。所得的值即为样品的含水率。’典型·本项目受到同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室资助一42—维普资讯http://www.cqvip.com滇池水中有机物去除技术探讨邓义敏的垃圾DsC分析曲线见图1从围中可

5、以看难挥发性有机物(如纤维、高分子)的含量出，样品(水)的蒸发热为635．52J，则其(9_31％)；剩余的则为灼烧残渣(54_3％)。需含水率为(635．52／∞)×100％=28．9％。表要指出的是本文进行DSC和TGA分析时使用l给出了垃圾各主要组分的分析结果。的垃圾样品经过预处理(室温下自然晾干、破典型的垃圾热重分析结果见图2。第一次碎)，其含水率低些。一般生活垃圾的平均含失重为水在拐点温度(160屯)以下可挥发性水率为4o～6。％以上。根据DSC和TGA的分有机物含量的总和(36．4％)；第二次失重为析结果，即可计算垃圾的有关参数(表1)。潞腰i℃、圈I

6、混和垃圾样品[1】的Dsc曲线凰圈2混和垃圾样品[II)的IVSA曲线圈表I城市生活垃圾的DSC和叭分析结果{％3．2垃圾热值估算式中IHv—一低位热值，kJ／3．2．I有机物的标准燃烧热唧v—一高位热值，kj／l~g作者曾选择了609种有机物，包括糖类、I·—惰性物(灼烧残渣)，％氨基酸、肽、有机磷和硫化物、酯、醚、甾体w—一含水率，％等，计算出平均热值为23．复／0)，对污泥利用表1所测定的有机物含量I％和含水中纯有机物的高位热值的测定和计算结果与此率w％，则垃圾的高位热值为：相同。本文认为。这个平均燃烧热亦适合于垃肼v=23．22(mAg)×I％，其计算结果

7、圾中纯有机物热值的估算。见表2有了HHV，L和w值，就可以计算高位热值与低位热值的关系为：}ⅡⅣ=Ⅱ{VⅡⅣ×(100一L—w)／100—0_4．435×W维普资讯http://www.cqvip.com云南环境科学第l6卷第2期1997年6月从表2可以看出，当成分中所含的挥发性式中一垃圾中非塑料组分的比例，％有机物较少时，据常规分析所测得的有机物而I％一垃圾中非塑料组分的有机物估算的热值与DSC、TCA相结合而测定的有机百分含量物所估算的热值相差无几(塑料除外)，而当k％一垃圾中塑料组分的有机物百成分中所含的挥发性有机物较高时(如厨余)，分含量则给有机物的实测值

8、带来较大的