矿化垃圾衍生燃料热解过程HCl与H_2S析出规律

采用热重红外质谱联用法(TG-FTIR-MS)和水平管式热解炉/化学吸收法,对比研究了矿化垃圾(ARDF)和常规垃圾(NRDF)衍生燃料热解过程腐蚀性气体(HCl和H_2S)的析出特性,分析了热解温度及热解类型对析出行为的影响并对热解固相产物腐蚀性元素的赋存特点进行了考察。结果表明,慢速热解过程,两者腐蚀性气体的析出特征温度区间相似,均分为两段,HCl析出区间为200-400和420-500℃,H_2S析出区间为230-370和380-670℃,而ARDF表现为较低的HCl和H_2S析出率;快速热解过程,两者腐蚀性气体的析出受热解温度影响较大,且规律有所差别:随热解温度的升高,HCl析出率呈S型变化(先高后低再高),而H_2S析出率呈正相关,均在850℃达到峰值,其中,HCl析出率分别为48.8%(ARDF)和29.4%(NRDF),H_2S析出率分别为6.8%(ARDF)和44.6%(NRDF)。因腐蚀性气体差异性的析出规律,两类垃圾热解固相产物腐蚀性元素的赋存与热解温度相关,ARDF的Cl和S元素最高赋存率分别可达59.4%(450℃)和84.3%(750℃),而NRDF的Cl和S元素最高赋存率分别仅为36.7%(850℃)和15.2%(650℃)。说明在合适的热解条件下,相比NRDF,ARDF腐蚀性元素不易释放,倾向于固相赋存,此为不同垃圾衍生燃料的热利用提供了一定依据和参考。     

模化城市生活垃圾衍生燃料制备及热解特性的研究

为保证城市固体废弃物（MSW）或垃圾衍生燃料（RDF）研究过程中所用样品的典型性和可重复性,首先根据我国城市生活垃圾的典型组成人工配制了垃圾衍生燃料（aRDF）,分析了aRDF的组成,采用热重 傅立叶变换红外光谱(TG-FTIR)联用技术研究了aRDF的热解特性,并采用差减微商法计算了热解动力学参数。结果表明,aRDF体现了我国MSW构成的主要特点,且与实际焚烧等过程的垃圾原料更为接近;aRDF在低温热解过程中,氯的释放与芳族化合物的产生处于不同的温度区间,并且缓慢的升温速度加大了HCl和芳族化合物释放的温度区间差异。这为避免高温下HCl对设备的腐蚀、减少甚至消除PCDD/Fs的形成提供了可能。aRDF的热解反应为一级反应,其活化能在64.6 kJ/mol～136kJ/mol的范围内变化。     

聚氯乙烯等温燃烧反应动力学

聚氯乙烯等温燃烧反应动力学;PVC;燃烧反应;化学动力学     

TGA技术研究城市生活垃圾燃烧特性

采用TGA（热解重量分析法）技术,考察了山西省晋城市区生活垃圾不同组分的着火及燃烧特性,实验室出了原生垃圾中不同组分（包括废塑料类,废纸类,废弃织物类,植物类,厨余类和细粒类）垃圾的TG／DTG曲线,着火温度及其它燃烧特征参数,通过对TG／DTG曲线,着火温度及燃烧特征参数的分析,首次提出了一种在TGA技术中确定着火温度的新方法,给出上述不同垃圾组分的开始热分解温度,着火温度,燃尽温度以及平均燃烧速率等重要参数,并对各种垃圾的着火及燃烧特性进行了对比研究,为垃圾焚烧工业化应用提供了基础数据。     

垃圾衍生燃料热解半焦气化过程中HCl与H2S析出规律

通过水平管式气化炉和化学吸收法,对比研究了矿化垃圾热解半焦（ARC）和常规垃圾热解半焦（NRC）在水蒸气和CO₂气化过程中腐蚀性气体（HCl和H₂S）的析出特性,考察了气化温度、气化介质类型和流量对腐蚀性气体析出特性的影响。当气化温度升至950℃,ARC在水蒸气气化过程中的碳气化率、HCl和H₂S产率分别为66.1%、100%和74.9%,而其在CO₂气化过程中的碳气化率、HCl和H₂S产率分别为77.8%、100%和2.9%;NRC在水蒸气气化过程中的碳气化率、HCl和H₂S产率分别为98.8%、100%和53.7%,而其在CO₂气化过程中的碳气化率、HCl和H₂S产率分别为100%、96.2%和10.3%。以NRC为原料,考察了水蒸气和CO₂流量对其HCl和CO₂析出特性的影响。NRC的HCl和H₂S产率均随水蒸气流量增加而增加,但当水碳比大于等于3.3时,其促进作用不再明显。NRC的HCl产率随CO₂流量的增加而增加,而H₂S产率随CO₂流量的增加而减小。     

纤维素与草酸的慢速和快速共热解反应特性研究

本研究利用热重-傅里叶变换红外光谱和卧式固定床热解反应装置,探究了纤维素与草酸的慢速和快速共热解反应特性。慢速共热解的失重曲线包括草酸分解和纤维素分解两个阶段,由于草酸与纤维素分解不同步,草酸主要通过其分解形成的挥发分影响纤维素的分解,且影响并不明显。而在快速共热解中,草酸与纤维素同步热解,原料及挥发分之间有着充分的交互反应,因此,草酸对纤维素的三相热解产物具有显著影响。相比于纤维素单独快速热解,快速共热解形成的生物油中左旋葡聚糖、左旋葡萄糖酮含量减少,1,4∶3,6-二脱水-α-D-吡喃葡萄糖含量显著提高;热解气中CO减少,CO₂增多;此外,纤维素分解更为彻底,热解炭具有更高的芳香化程度。     

废轮胎快速热解实验研究

介绍了废轮快速热解的试验装置和结果。重点考察了反应器温度在５００～１０００℃时,热分解气体产率和组分的变化规律,热分解产物分布以及延长气相停留时间对热分解气体产率和组分的影响。结果表明,热分解速率随温度呈线性变化,热分解温度升高,产气率增加,液体和固体产物减少。１０００℃时气体产率为５００℃的４倍。废轮胎热解气热值较高（２０～３７ＭＪ／Ｎｍ＾３）,在７００～８００℃间达到最大值。７００℃以上延长气     

晋城无烟煤加压快速热解特性及其对气化反应的影响

利用自行设计的加压热重固定床反应器进行了晋城无烟煤加压快速热解特性的研究,并结合热天平半焦等温热失重分析,考察了热解温度、停留时间和热解压力等外部操作条件对煤焦快速热解半焦特性的影响。结果表明,随热解温度的提高、停留时间的延长和热解压力的增大,所得到的半焦产率降低,气化反应性减弱,活化能提高;高温产生较小的比表面积,而停留时间的延长和压力的提高产生较大的比表面积,比表面积与气化反应速率无明显的依存关系。水蒸气气化速率是CO2的四倍左右。     

热解温度对酸沉淀工业木质素快速热解液体产物的影响

利用快速热解和气质联用技术,研究了酸沉淀工业木质素在400℃～700℃下快速热解液体产物的主要组分及其含量的变化。酸沉淀工业木质素快速热解液体产物中主要包括,与木质素的三种苯丙烷结构单元结构相似的苯酚、愈疮木酚和2,6 二甲氧基苯酚等酚类化合物,以及它们的甲基、乙基或丙基的单取代或多取代衍生物。在400℃～600℃,热解液体产物的组分及其相对含量的变化不显著;而在600℃～700℃,芳环上含甲氧基的酚类物质的相对含量急剧减少甚至消失,而苯酚的相对含量却急剧增加,达到27.81％,比400℃的增加了近2.5倍,同时芳烃化合物的相对含量增加,并出现苯丙呋喃、茚和萘等芳环化合物。     

不同植物纤维的热解和燃烧特性研究

本研究采用不等温热重法研究六种纤维（针叶、阔叶、竹、亚麻、草和棉）在N₂和空气气氛下的热解和燃烧特性,并采用Friedman法对其进行动力学分析。结果表明,纤维不同的热解和燃烧特性参数与其自身结构组成有关。纤维在热解和燃烧过程中,其挥发分析出温度Ts、终止温度Th、DTG峰温T_max、固定碳燃烧峰温、最大质量损失速率、热解指数P和燃烧指数S均随着升温速率的增加而增加;在N₂气氛下,亚麻纤维T_max最大,竹纤维T_max最小,棉纤维的T_s最大,草纤维的最大热解质量损失速率-（dm/dt）_max、热解指数P和燃烧指数S均最小;在转化率为0.05-0.85条件下,阔叶纤维平均表观活化能最小（173.3 kJ/mol）,竹纤的最大（201.10 kJ/mol）。在空气气氛下,所有纤维的热解过程的T_max均低于N₂条件下,在转化率为0.05-0.65时,纤维在空气中热解的表观活化能E_α     

RDF流化床燃烧过程NOx生成比较研究

随着中国经济的迅速发展和城市化进程的加快,由此带来的负作用凸现：各种资源的消耗不断增加;同时这种传统的高消耗、低产出、高污染的经济发展带来的环境污染也非常严重。据不完全统计,2003年中国城市生活垃圾总量为1．9亿t,并以每年8％～10％的速度递增,对垃圾进行简单填埋、焚烧不但污染土壤和地下水,     

蔗渣的热解与燃烧动力学特性研究

利用热重分析仪对蔗渣在不同升温速率下的热解、燃烧失重特性进行了研究。采用Friedman法对反应过程中可能存在的反应机理进行初步判断，蔗渣热解过程由其主要组分半纤维素、纤维素和木质素热解的三个独立的平行反应来描述，相应的反应活化能分别为203.92 kJ·mol-1、238.50 kJ·mol-1和77.11 kJ·mol-1； 蔗渣燃烧过程分为两段，第一段类似于其热解过程，第二段由木质素热解和残焦燃烧共同组成的连续反应，反应活化能为255.57 kJ·mol-1和159.11 kJ·mol-1。通过非线性回归法拟合获得的曲线与实验曲线基本一致，证实了蔗渣的热解、燃烧过程中存在着上述假定的反应机理。     

A kinetic study on pyrolysis and combustion characteristics of oil cakes: Effect of cellulose and lignin content

Pyrolysis and combustion characteristics of three different oil cakes such as Pongamia(Pongamia Pinnata),Madhuca(Madhuca Indica),and Jatropha(Jatropha curcas) were investigated in this study.The cellulose and lignin contents of oil cakes play very important role in pyrolysis and combustion processes.A kinetic investigation of three oil cakes was carried out and major part of the samples decomposed between 210℃ and 500℃.Pyrolysis and combustion were carried out with the mixtures of cellulose and lignin chemi...     

烟煤与生物质快速共热解产物特性分析

研究了烟煤(YL)分别与富含半纤维素的玉米芯(CB)和富含木质素的松木屑(SD)快速共热解产物产率和气体组成的变化规律。结果表明,烟煤与生物质共热解组分互相作用,造成共热解气、液、固相产率和气体组成的明显变化,且与生物质种类有关。相对于独立热解过程,玉米芯丰富的半纤维素造成热解水蒸气和CO₂浓度较高,且玉米芯中富含的K元素挥发迁移至煤焦表面,对热解半焦与水蒸气、CO₂的气化反应起到催化作用,反应生成的H₂和富氢组分易与热解生成的自由基结合,抑制自由基之间的缩聚反应,使得共热解气体和液体产率增加,而半焦产率减小。烟煤/松木屑共热解过程中,松木屑中富含的Ca元素在煤焦表面迁移,促进了松木屑热解液体在半焦表面裂解反应,生成CO₂、CO和富氢自由基等轻质组分,造成共热解半焦和液体产率降低而气体产率增加。热解产物半焦、焦油、水蒸气、CO₂之间的气化和裂解反应均产生富氢的次生组分,从而提高了共热解气体中CO和烃类气体产率,降低了H₂产率。     

石油焦与煤混合燃料热重分析研究

石油焦与煤混合燃烧是高效处理石油焦的有效方法，作者对选用的石油焦和煤不同配比的混合燃料进行了热重分析研究。使用常压高温热天平研究、分析了各配比混合燃料的热解特性和燃烧特性。并根据化学动力学方法计算了各过程的化学动力学参数，即活化能E和频率因子A0。结果表明，各混合燃料热解起始温度大致相同，随煤焦比减小，挥发分析出速率变缓，最大释放速度所对应的温度升高，最终失重率减小，挥发分释放特性指数减小；随煤焦比增大，混合燃料着火温度和燃尽温度逐渐降低，最大燃烧速率所对应的温度降低，燃烧特性指数增大；随煤焦比减小，活化能和频率因子增大。     

Chlorinated organic compounds evolved during the combustion of blends of refuse-derived fuels and coals

The objective of this study was to examine the possible formation of chlorinated organic compounds during the combustion of blends of refuse derived fuels (RDF) and coal under conditions similar to those of an atmospheric fluidized bed combustion (AFBC) system. A series of experiments were conducted using a TG interfaced to FTIR. Additional experiments using a tube furnace preheated to AFBC operating temperatures were also conducted. The combustion products were cryogenically trapped and analyzed with a GC/MS system. The chlorination of phenols and the condensation reactions of chlorophenols were investigated in this study. A possible mechanism for the formation of chlorinated organic compounds such as dibenzodioxins and dibenzofurans, by chlorination and condensation reactions involving phenols, was proposed.The financial support for this work received from the U.S. Department of Energy (Contract No. DE-FG22-94PC94211) and from the Huntsman Thermal Analysis Fellowship is gratefully acknowledged.     

Recent Trends in the Pyrolysis of Non-Degradable Waste Plastics

Waste plastics are non-degradable constituents that can stay in the environment for centuries. Their large land space consumption is unsafe to humans and animals. Concomitantly, the continuous engineering of plastics, which causes depletion of petroleum, poses another problem since they are petroleum-based materials. Therefore, energy recovering trough pyrolysis is an innovative and sustainable solution since it can be practiced without liberating toxic gases into the atmosphere. The most commonly used plastics, such as HDPE, LDPE (high- and low-density polyethylene), PP (polypropylene), PS (polystyrene), and, to some extent, PC (polycarbonate), PVC (polyvinyl chloride), and PET (polyethylene terephthalate), are used for fuel oil recovery through this process. The oils which are generated from the wastes showed caloric values almost comparable with conventional fuels. The main aim of the present review is to highlight and summarize the trends of thermal and catalytic pyrolysis of waste plastic into valuable fuel products through manipulating the operational parameters that influence the quality or quantity of the recovered results. The properties and product distribution of the pyrolytic fuels and the depolymerization reaction mechanisms of each plastic and their byproduct composition are also discussed.     

应用TGA-FTIR研究不同来源污泥的燃烧和热解特性

在空气气氛下，利用热重分析方法研究了三种不同来源的污泥燃烧特性。探讨水处理工艺和污泥处理工艺对污泥中有机物的分布影响和燃烧特性影响。研究发现，污水厌氧工艺和污泥厌氧工艺均导致结构复杂、燃烧温度高的有机物生成。在氮气气氛下利用热重红外联用技术，对比研究了同种污泥的热解和燃烧特性，污泥热解主要发生有机物裂解成小分子和小分子的挥发，氧气的存在加速了污泥的裂解。污泥热解温度200℃～500℃，主要气体H2O、CO2、CO以及甲烷等烃类，CO2在高温750℃还存在一个析出峰，由于无机碳酸盐的分解。     

杉木热解及燃烧特性热天平模拟试验研究

对南方森林主要树种－杉木的变工况热解行为进行了热重分析（TG）和差热分析(DTG)研究。将试样分别加热到200 ℃、300 ℃、400 ℃和500 ℃做空气变氮气、氮气变空气热天平试验,模拟实际火场由于火势发展产生的局部缺氧状态及由缺氧状态转变为富氧的状态;在空气气氛下将试样分别加热到250 ℃、300 ℃、350 ℃、400 ℃和450 ℃,然后冷却到50 ℃再继续加热直到700 ℃,模拟火场中可燃物不完全燃烧后的回燃情况。通过试验结果分析,深入研究了环境气氛变化对试样热解的影响。给出了杉木热解的两阶段一级反应模型,通过模型计算得出在233.3 ℃～369.9 ℃、369.9 ℃～490.8 ℃热解二阶段的活化能分别为77.85 kJ·mol－1、138.18 kJ·mo－1,频率因子分别为1.95×106、 4.84×109。