一種確定垃圾衍生燃料燃燒特征溫度的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及了一種確定垃圾衍生燃料（RDF)燃燒特征溫度的方法。
【背景技術】
[0002] 近幾年，城市生活垃圾的處理問題已經日益嚴重。我國每年產生的生活垃圾量已 高達1. 5億噸，垃圾處理已成為我國發展中必須解決的問題，傳統的垃圾填埋、堆肥和焚燒 處理技術很難滿足對大量生活垃圾處理過程中日益嚴格的環境保護要求，同時傳統垃圾處 理技術對垃圾的能量利用率低且處理不徹底。垃圾衍生燃料（RDF)是通過垃圾經分揀、破 碎、渦電流除鋁、磁選除鐵，再破碎、風選、壓縮和干燥等工序制成的一種固體燃料。目前該 技術廣泛應用于干燥工程、水泥制造、供熱工程和發電工程等領域。
[0003] RDF燃燒過程中的一些特征溫度的是對其作為燃料品質評價的一個重要因素。目 前對RDF著火點和最大燃燒速度對應的溫度的確定方法主要是靠儀器測定。
[0004] 目前通過燃燒特性曲線得到相關特征溫度，是固體燃料部分特征溫度確定的常規 方法，在熱重分析儀中進行測定。即將一定量的分析試樣放入熱重分析儀中，在空氣氣氛 下燃燒，得到試樣的燃燒特性曲線，對曲線進行處理得出試樣的部分特征溫度。任福明等 (任福明，高明，陶若紅，宋賀強，鐵路復合垃圾衍生燃料（C-RDF)的燃燒特性研宄[J].北 京交通大學學報，4(2012)72-75)利用熱重-差示掃描量熱法（TG-DSC)熱分析技術得到了 C-RDF的燃燒特征溫度。通過熱重得到垃圾燃燒特征參數，需要用到較為精密的熱重分析 儀，儀器成本較高，對于工廠而言沒有必要。
[0005] 揮發份組成是RDF中成分波動最大、組成最為復雜、對RDF燃燒性能影響最大的成 分，其含量一般在40%以上。不同地區、不同季節，RDF的組成及含量有很大差距。其組分、 含量直接影響RDF的特征溫度，因此也影響RDF的應用。
【發明內容】
[0006] 本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種確定垃 圾衍生燃料（RDF)揮發分工業組分含量及計算其燃燒特征溫度的方法，通過常規的干燥箱 及馬弗爐、分析天平即可完成實驗并得到所需的數據，從而最終計算出RDF的燃燒特征溫 度，準確可靠，操作簡單。
[0007] 本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：
[0008] 一種確定垃圾衍生燃料（RDF)燃燒特征溫度的方法，包括以下步驟：
[0009] (1)所述垃圾衍生燃料中含有三類揮發分工業組分，標記為揮發分1-3 ;確定垃圾 衍生燃料中三類揮發分工業組分釋放的特征溫度I\、T2&T3，且105°C〈1\<T2<T3〈815°C;
[0010] (2)確定所述揮發分1工業組分含量V1;確定所述揮發分2工業組分含量V2;確定 所述揮發分3工業組分含量V3;所述工業組分含量V^及V3均以質量百分比計；
[0011] ⑶擬合垃圾衍生燃料的著火點Ti和最大燃燒速度對應的溫度Tmax與Vi、V2、V3、 Mad、Aad、Fead關系的線性回歸方程，所述線性回歸方程分別為：
[0012] ① = 354M 4
[0013] ②T眶=sssMad+iOTVTivesviUFcapTg. 1 _4]FCad= 100% -(Mad+Aad+VVV3)，其中Mad為水分含量，Aad為灰分含量，FCad為固定 碳含量，1\、T_單位為°C，Mad、Aad、FCad均以質量百分比計；
[0015] ⑷測定待測垃圾衍生燃料樣品的V1、V2、V3、Mad、Aad、FCad，根據步驟⑶所述的線 性回歸方程①②計算得到待測垃圾衍生燃料樣品的著火點1\和最大燃燒速度對應的溫度 T_，即待測垃圾衍生燃料樣品的燃燒特征溫度。
[0016] 按上述方案，所述VpV2、V3、Mad、Aad均可以通過恒重差值法測定。
[0017] 按上述方案，步驟（1)中確定垃圾衍生燃料中三類揮發分工業組分釋放的特征溫 的方法是：將垃圾衍生燃料（RDF)樣品放入熱重分析儀中裂解獲得失重曲線， 根據曲線中各特征峰分別得到揮發分1、揮發分2及揮發分3釋放的特征溫度值1\、1~2及 T3(如圖1所示）。對于不同的垃圾衍生燃料（RDF)，上述三類揮發分工業組分釋放的特征 溫度會有區別。
[0018] 按上述方案，步驟（2)中確定所述揮發分1工業組分含量％依據常規方法即可。 可以采用如下方法：將已知重量的帶蓋坩堝中加入垃圾衍生燃料（RDF)樣品后稱重，然后 將帶蓋坩堝送入溫度為1\的馬弗爐中，加熱7min以上，然后取出帶蓋坩堝，在空氣中冷卻 3-5min后放入干燥器中冷卻，待冷卻至室溫后稱重，兩次稱重的差值即為樣品的失重1，計 算揮發分1工業組分含量
【主權項】
1. 一種確定垃圾衍生燃料燃燒特征溫度的方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 所述垃圾衍生燃料中含有三類揮發分工業組分，標記為揮發分1-3 ;確定垃圾衍生 燃料中三類揮發分工業組分釋放的特征溫度1~2及T 3，且105°C〈1\< T 2< T 3〈815°C ; (2) 確定所述揮發分1工業組分含量V1;確定所述揮發分2工業組分含量V 2;確定所述 揮發分3工業組分含量V3;所述工業組分含量V i、^及V 3均以質量百分比計； (3) 擬合垃圾衍生燃料的著火點Ti和最大燃燒速度對應的溫度T max與V n V2、V3、Mad、 Aad、F&d關系的線性回歸方程，所述線性回歸方程分別為： ① Ti= 3541^-+3927^15(^-6^3+22(^^36. 4 ② Tmax= 2351^+107^71^-651112^,+279. 1 Fcad= 100% -(M ad+Aad+WV3)，其中Mad為水分含量，A ad為灰分含量，Fcad為固定碳含 量，L Tmax單位為°C，M ad、Aad、Fcad均以質量百分比計； (4) 測定待測垃圾衍生燃料樣品的Aad、FCad，根據步驟（3)所述的線性回 歸方程①②計算得到待測垃圾衍生燃料樣品的著火點Ti和最大燃燒速度對應的溫度T _， 即待測垃圾衍生燃料樣品的燃燒特征溫度。
2. 根據權利要求1所述的一種確定垃圾衍生燃料燃燒特征溫度的方法，其特征在于所 述Vp V2、V3、Mad、Fead均通過恒重差值法測定。
3. 根據權利要求1所述的一種確定垃圾衍生燃料燃燒特征溫度的方法，其特征在于步 驟（1)中確定垃圾衍生燃料中三類揮發分工業組分釋放的特征溫度1\、IVS T 3的方法是： 將垃圾衍生燃料樣品放入熱重分析儀中裂解獲得失重曲線，根據曲線中各特征峰分別得到 揮發分1、揮發分2及揮發分3釋放的特征溫度值1\、IVS T 3。
4. 根據權利要求1所述的一種確定垃圾衍生燃料燃燒特征溫度的方法，其特征在于步 驟（2)中確定所述揮發分1工業組分含量V1的方法：將帶蓋坩堝中加入垃圾衍生燃料樣品 后稱重，然后將帶蓋坩堝送入溫度為T 1的馬弗爐中，加熱7min以上，然后取出帶蓋坩堝，在 空氣中冷卻后放入干燥器中冷卻至室溫后稱重，兩次稱重的差值即為樣品的失重1，計算揮 發分1工業組分含量
5. 根據權利要求1所述的一種確定垃圾衍生燃料燃燒特征溫度的方法，其特征在于步 驟（2)中確定所述揮發分2工業組分含量V2的方法：將帶蓋坩堝中加入垃圾衍生燃料樣品 后稱重，然后將帶蓋坩堝送入溫度為T 2的馬弗爐中，加熱7min以上，然后取出帶蓋坩堝，在 空氣中冷卻后放入干燥器中冷卻至室溫后稱重，兩次稱重的差值即為樣品的失重2,計算揮 發分2工業組分含1
6. 根據權利要求1所述的一種確定垃圾衍生燃料燃燒特征溫度的方法，其特征在于步 驟（2)中確定所述揮發分3工業組分含量V3的方法：將帶蓋坩堝中加入垃圾衍生燃料樣品 后稱重，然后將帶蓋坩堝送入溫度為T 3的馬弗爐中，加熱7min以上，然后取出帶蓋坩堝，在 空氣中冷卻后放入干燥器中冷卻至室溫后稱重，兩次稱重的差值即為樣品的失重3,計算揮 發分3工業組分含量
7. 根據權利要求1所述的一種確定垃圾衍生燃料燃燒特征溫度的方法，其特征在于 確定所述水分含量Mad的方法：將帶蓋坩堝中加入垃圾衍生燃料樣品后稱重，然后打開坩堝 蓋，將i甘堝送入溫度已達105°C?110°C的干燥箱中，干燥Ih以上；然后取出i甘堝，蓋上i甘堝 蓋，在空氣中冷卻后放入干燥器中冷卻至室溫后稱重，兩次稱重的差值即為水分失重，計算 水分含量
8. 根據權利要求1所述的一種確定垃圾衍生燃料燃燒特征溫度的方法，其特征在于確 定所述灰分含量Aad的方法：將灰皿中加入垃圾衍生燃料樣品后稱重，然后將灰皿送入溫度 已達800°C?830°C的馬弗爐中，灼燒40min以上；然后取出灰皿，在空氣中冷卻后放入干燥 器中冷卻至室溫后稱重，兩次稱重的差值即為灰重，計算灰分含量
9. 根據權利要求1-8之一所述的一種確定垃圾衍生燃料燃燒特征溫度的方法，其特征 在于所述各步驟中垃圾衍生燃料樣品的稱取量不小于2g。
10. 根據權利要求1-8之一所述的一種確定垃圾衍生燃料燃燒特征溫度的方法，其特 征在于所述各步驟中垃圾衍生燃料樣品是已磨碎并經空氣干燥后的樣品。
【專利摘要】本發明涉及了一種確定垃圾衍生燃料(RDF)燃燒特征溫度的方法。本發明通過熱重分析確定RDF中各類揮發物工業組分釋放所出現的特征溫度T1、T2及T3，以及揮發分1、2和3的工業組分含量V1、V2和V3以及水分含量Mad、灰分含量Aad、固定碳含量FCad，然后根據經驗公式Ti＝354Mad+392V1+150V2-64V3+220Aad+36.4；Tmax＝235Mad+107V1-71V2-65V3-112FCad+279.1，計算得到待測垃圾衍生燃料樣品的著火點Ti和最大燃燒速度對應的溫度Tmax。本發明僅通過常規的干燥箱及馬弗爐、分析天平即可完成實驗并得到所需的數據，從而最終計算出RDF的燃燒特征溫度，非常適用于測試手段簡單的工廠。
【IPC分類】G01N5-04
【公開號】CN104535453
【申請號】CN201510003015
【發明人】謝峻林, 楊虎, 何峰, 施江, 梅書霞
【申請人】武漢理工大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月4日