木质纤维类生活垃圾热解过程矿物质和碳结构的演化规律.pdf

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1、第43卷第2期燃料化学学报Vo1．43NO．22015年2月JournalofFuelChemistryandTechnologyFeb．2015文章编号：0253—2409(2015)02—0160—07木质纤维类生活垃圾热解过程矿物质和碳结构的演化规律尹艳山，王泽忠，田红，张巍，何金桥，刘亮，鄢晓忠(长沙理工大学能源与动力工程学院能源高效清洁利用湖南省高校重点实验室，湖南长沙410114)摘要：使用水平管式炉，在不同热解温度(500～1000oC)条件下对废纸屑和樟树叶两种木质纤维类生活垃圾进行了热解实验，分别采用x射线衍射(XRD)和拉曼光谱研究了样品所含矿物质

2、和碳结构随热解温度的变化。结果表明，废纸屑和樟树叶含有的主要矿物分别为方解石和草酸钙，在500℃之前草酸钙全部转化为方解石，焦样中的方解石在800oC以后逐渐分解并形成生石灰。拉曼光谱对生活垃圾焦的碳结构变化非常敏感，低温热解时生活垃圾的大分子结构发生缩合和解聚，产生了孤立sp碳原子，导致峰参数D1峰半高宽和峰面积比值／逐渐增大；高温热解时晶体sp碳原子增多，导致Dl峰半高宽和，n／，G逐渐减小。焦样的碳结构有序度随热解温度升高先降低后提高。关键词：木质纤维；生活垃圾；热解；矿物质；碳结构；演化中图分类号：X705文献标识码：AEvolutionofmineralma

3、tterandcarbonaceousstructureduringlignocellulosicmunicipalsolidwastepyrolysisYINYan—shan，WANGZe—zhong，TIANHong，ZHANGWei，HEJin—qiao，LIULiang，YANXiao—zhong(SchoolofEnergy&PowerEngineering．KeyLaboratoryofEficient＆CleanEnergyUtilizationofHunanProvince，ChangshaUniversityofScience＆Technology，

4、Changsha410114，China)Abstract：TwolignocellulosicmunicipalsolidwastesincludingwastePaperandcamphortreeleafwerepyrolyzedattemperaturesof500～1000℃inahodzontaltubefurnace．ThemineralmatterandcarbonaceousstructureofbothmunicipalsolidwasteswerecharacterizedbyX—raydiffraction(XRD)andRamanspectr

5、oscopy．respectively．Theevolutionofmineralmatterandcarbonaceousstructureduringpyrolysiswasinvestigated．TheresultsdemonstratethattheoriginalmineralmatterinwastePaperandcamphortreeleafisprincipallycalciteandweddellite。respectively．Weddellitecancompletelydecomposetocalcitebelow500℃．andthent

6、umtolimeabove800℃．Inaddition．Ramanspectroscopyisfoundtobeconsiderablysensitivetothecarbonaceousstructureofmunicipalsolidwastes．Atrelativelylowtemperatures。themacromoleculesofmunicipalsolidwastesaresubjectedtothecondensationanddepolymerization，resultinginanincreaseintheamountofisolatedsp

7、carbon，thustheD1bandfu11widthathalfmaximum(FWHM)andbandarearatioI／Iaincreasewithincreasingpyrolysistemperature．Incontrast，atrelativelyhightemperatures，theD1bandFWHMandIn1／Ic,decrease。whichisattributedtotheincreaseoforderedspcarbon．Consequently，theorderofcarbonaceousstructureofb