沈阳市生活垃圾分类后剩余垃圾制取RDF的热值研究

分类：化工论文发表时间：2012-05-19 09:33 关注：(1)

　　摘要：本文论述的主要目的在于为了能更有效的利用城市生活垃圾，将沈阳市城市生活垃圾分类后，选取剩余垃圾中可燃的、稳定的组分，用以制取。并在氧弹式热量计中对其各组分燃烧所产生的热值进行测定分析，以确定它在现实生活中的热量应用。

　　关键词：城市生活垃圾;垃圾衍生燃料(RDF);燃烧;热值

　　近几年来，随着我国国民经济和社会的发展、城市规模的不断扩大、人们消费水平的不断提高，城市垃圾生产量也在迅速增加。随之，城市垃圾所造成的环境污染也越来越严重。因此，垃圾资源化处理也越来越受到重视。

　　其中，带有一定热值的垃圾本身也是一种固体燃料，把垃圾进行固体燃料化，垃圾作为燃料被工业化利用时，一般称为垃圾衍生燃料(RDF)。它具有很多优点，在焚烧过程中可以回收更多的能量，以利用这些能量来进行发电、供热等;同时，它也为垃圾能源带来了生机，成为垃圾利用领域新的生长点。

　　1.垃圾概述

　　城市垃圾主要来自居民生活与消费、市政建设与维护、商业活动、市区的园林及耕种生产、医疗和娱乐场所等方面产生的一般性垃圾以及人畜粪便、厨房垃圾、污水处理厂污泥、垃圾处理收集的残渣和粉尘等固体废物。

　　其中，城市生活垃圾含有多种可直接回收利用的有价组分，主要包括废纸、废橡胶、塑料、玻璃、纺织品、废钢铁与非铁金属等，可用适当的分选技术加以回收利用。

　　1.1沈阳市生活垃圾特点

　　沈阳城市垃圾的含水率较高，生活有机垃圾pH一般在6.5～7.0左右，其中有机质含量占总垃圾的75.32%～86.30%左右。和其他大多数大中型城市一样，沈阳市可回收物质中如玻璃、金属等占有一定的比例外，塑料、纸类、草木类以及纺织物等剩余可燃垃圾量所占比例约为原生垃圾总量的30%左右，其各组分均占有稳定的组成部分。

　　1.2沈阳市生活垃圾处理现状

　　沈阳目前日产生活垃圾5100吨左右，由老虎冲垃圾处理厂和大辛填埋场进行生活垃圾无害化处理。其垃圾处理方式主要为填埋，而填埋由于占用大量土地，并且渗滤液对土壤和地下水构成潜在的污染非常大，产生的沼气如处理不当那就相当一枚炸弹。以老虎冲为例，由于渗滤液的溢出使得空气异常难闻，当地的居民对此反应很大。因此，填埋并不是沈阳市最好的处理垃圾的办法。

　　2. 垃圾衍生燃料(RDF)

　　垃圾衍生燃料： Refuse Derived Fuel，简称RDF。一般指将城市生活垃圾经破碎、筛选出不燃物后所得的以废塑料、纸屑等可燃物为主体的废弃物，或将这些可燃废物进一步粉碎、干燥、成型而制得的固体燃料。

　　2.1RDF的一般生产工艺构成及其应用

　　RDF生产线包括筛选、破碎、成型等一系列工程，通过分离单元操作去除不需要的成分，调节可燃物质含量生产出具有规定特征的RDF产品。主要设备包括破碎、分选、干燥、硬化四部分。

　　RDF技术可用于城市生活垃圾发电技术和供热系统等。

　　2.2研究沈阳市剩余垃圾制取RDF的目的和意义

　　研究沈阳市剩余垃圾制取RDF的目的在于一方面减少沈阳市城市生活垃圾的二次污染对环境和人体所产生的危害;一方面减少沈阳市城市生活垃圾的数量，同时使垃圾资源化再生利用。

　　3.热值的测定

　　测定沈阳市生活垃圾分类后剩余垃圾制取RDF中的草木类、纸类、塑料类主要组分以及从国外收集的混合RDF的热值。

　　3.1实验原理

　　本实验用氧弹卡计进行热值的测定。测量基本原理是能量守恒定律，样品完全燃烧放出的能量促使卡计本身及其周围的介质(本实验用水)温度升高，测量了介质燃烧前后温度的变化，就可以求算出该样品的燃烧热，其关系式如下：

　　式中：W为样品的重量，kg; 为燃烧热，(J/g); 为水的密度，g/cm; 为为水的比热J/(℃·g ); 为卡计的水当量，J/℃;L为铁丝的长度，cm;(其燃烧值为2.9J/cm);3000为实验用水毫升数。

　　氧弹卡计的水当量用纯净的苯甲酸的燃烧热来标定。苯甲酸的恒容燃烧热 =-26460J/g。

　　3.2实验步骤

　　用天平称取约1g左右的苯甲酸作为样品，准确量取长度为15cm的铁丝。将铁丝与样品压实，将此样品在分析天平上准确称量后供燃烧使用。

　　在氧弹中加入1ml蒸馏水，将样品片上的铁丝绑牢于氧弹中两电极上，充氧气。

　　将氧弹放入恒温套层内。倒入事先准备好的自来水3000ml于盛水桶内。各装置装好并调节好后，开动搅拌马达，待温度稳定上升后，通电点火，每隔15秒钟读数一次。当温度升到最高点以后，读数改为1分钟一次，连续10分钟后可以停止实验。

　　燃烧后剩下的铁丝长度必须用尺测量，并记录数据。

　　按照以上步骤，选定不同待测样品，进行实验测定。

　　3.3实验结果

　　通过实验，测量计算后，将算得的热值数据写入下表：

　　表1 沈阳市用于制取RDF的各组分热值与国外混合RDF热值表

　　4.结论：

　　通过以上资料分析和实验数据，可以得出以下结论：

　　(1) 沈阳市生活垃圾分类后剩余垃圾可用于制取RDF，其热能比较高，可用于发电或热利用。

　　(2) 不同组分的RDF的热值不同，其中塑料类组分的热值最高，明显高于其他类型组分的热值。所以也可在混合时多填加一些塑料制品来增加其热值，但应注意的是塑料类制品在热处理过程中容易产生少量的氯，所以在进行热利用时应注意控制，合理调配各组分的含量。

　　(3) 将垃圾制成RDF处理后，既可减少垃圾大量填埋的现实，使垃圾减容大幅度提高，又可为垃圾能源带来新的生机，使垃圾变废为宝，是将来处理垃圾的一种发展趋势。

　　参考文献：

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