一种确定垃圾衍生燃料燃烧特征温度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及了一种确定垃圾衍生燃料（RDF)燃烧特征温度的方法。
【背景技术】
[0002] 近几年，城市生活垃圾的处理问题已经日益严重。我国每年产生的生活垃圾量已 高达1. 5亿吨，垃圾处理已成为我国发展中必须解决的问题，传统的垃圾填埋、堆肥和焚烧 处理技术很难满足对大量生活垃圾处理过程中日益严格的环境保护要求，同时传统垃圾处 理技术对垃圾的能量利用率低且处理不彻底。垃圾衍生燃料（RDF)是通过垃圾经分拣、破 碎、涡电流除铝、磁选除铁，再破碎、风选、压缩和干燥等工序制成的一种固体燃料。目前该 技术广泛应用于干燥工程、水泥制造、供热工程和发电工程等领域。
[0003] RDF燃烧过程中的一些特征温度的是对其作为燃料品质评价的一个重要因素。目 前对RDF着火点和最大燃烧速度对应的温度的确定方法主要是靠仪器测定。
[0004] 目前通过燃烧特性曲线得到相关特征温度，是固体燃料部分特征温度确定的常规 方法，在热重分析仪中进行测定。即将一定量的分析试样放入热重分析仪中，在空气气氛 下燃烧，得到试样的燃烧特性曲线，对曲线进行处理得出试样的部分特征温度。任福明等 (任福明，高明，陶若红，宋贺强，铁路复合垃圾衍生燃料（C-RDF)的燃烧特性研宄[J].北 京交通大学学报，4(2012)72-75)利用热重-差示扫描量热法（TG-DSC)热分析技术得到了 C-RDF的燃烧特征温度。通过热重得到垃圾燃烧特征参数，需要用到较为精密的热重分析 仪，仪器成本较高，对于工厂而言没有必要。
[0005] 挥发份组成是RDF中成分波动最大、组成最为复杂、对RDF燃烧性能影响最大的成 分，其含量一般在40%以上。不同地区、不同季节，RDF的组成及含量有很大差距。其组分、 含量直接影响RDF的特征温度，因此也影响RDF的应用。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种确定垃 圾衍生燃料（RDF)挥发分工业组分含量及计算其燃烧特征温度的方法，通过常规的干燥箱 及马弗炉、分析天平即可完成实验并得到所需的数据，从而最终计算出RDF的燃烧特征温 度，准确可靠，操作简单。
[0007] 本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
[0008] 一种确定垃圾衍生燃料（RDF)燃烧特征温度的方法，包括以下步骤：
[0009] (1)所述垃圾衍生燃料中含有三类挥发分工业组分，标记为挥发分1-3 ;确定垃圾 衍生燃料中三类挥发分工业组分释放的特征温度I\、T2&T3，且105°C〈1\<T2<T3〈815°C;
[0010] (2)确定所述挥发分1工业组分含量V1;确定所述挥发分2工业组分含量V2;确定 所述挥发分3工业组分含量V3;所述工业组分含量V^及V3均以质量百分比计；
[0011] ⑶拟合垃圾衍生燃料的着火点Ti和最大燃烧速度对应的温度Tmax与Vi、V2、V3、 Mad、Aad、Fead关系的线性回归方程，所述线性回归方程分别为：
[0012] ① = 354M 4
[0013] ②T眶=sssMad+iOTVTivesviUFcapTg. 1 _4]FCad= 100% -(Mad+Aad+VVV3)，其中Mad为水分含量，Aad为灰分含量，FCad为固定 碳含量，1\、T_单位为°C，Mad、Aad、FCad均以质量百分比计；
[0015] ⑷测定待测垃圾衍生燃料样品的V1、V2、V3、Mad、Aad、FCad，根据步骤⑶所述的线 性回归方程①②计算得到待测垃圾衍生燃料样品的着火点1\和最大燃烧速度对应的温度 T_，即待测垃圾衍生燃料样品的燃烧特征温度。
[0016] 按上述方案，所述VpV2、V3、Mad、Aad均可以通过恒重差值法测定。
[0017] 按上述方案，步骤（1)中确定垃圾衍生燃料中三类挥发分工业组分释放的特征温 的方法是：将垃圾衍生燃料（RDF)样品放入热重分析仪中裂解获得失重曲线， 根据曲线中各特征峰分别得到挥发分1、挥发分2及挥发分3释放的特征温度值1\、1~2及 T3(如图1所示）。对于不同的垃圾衍生燃料（RDF)，上述三类挥发分工业组分释放的特征 温度会有区别。
[0018] 按上述方案，步骤（2)中确定所述挥发分1工业组分含量％依据常规方法即可。 可以采用如下方法：将已知重量的带盖坩埚中加入垃圾衍生燃料（RDF)样品后称重，然后 将带盖坩埚送入温度为1\的马弗炉中，加热7min以上，然后取出带盖坩埚，在空气中冷却 3-5min后放入干燥器中冷却，待冷却至室温后称重，两次称重的差值即为样品的失重1，计 算挥发分1工业组分含量
【主权项】
1. 一种确定垃圾衍生燃料燃烧特征温度的方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 所述垃圾衍生燃料中含有三类挥发分工业组分，标记为挥发分1-3 ;确定垃圾衍生 燃料中三类挥发分工业组分释放的特征温度1~2及T 3，且105°C〈1\< T 2< T 3〈815°C ; (2) 确定所述挥发分1工业组分含量V1;确定所述挥发分2工业组分含量V 2;确定所述 挥发分3工业组分含量V3;所述工业组分含量V i、^及V 3均以质量百分比计； (3) 拟合垃圾衍生燃料的着火点Ti和最大燃烧速度对应的温度T max与V n V2、V3、Mad、 Aad、F&d关系的线性回归方程，所述线性回归方程分别为： 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为水分含量，A ad为灰分含量，Fcad为固定碳含 量，L Tmax单位为°C，M ad、Aad、Fcad均以质量百分比计； (4) 测定待测垃圾衍生燃料样品的Aad、FCad，根据步骤（3)所述的线性回 归方程①②计算得到待测垃圾衍生燃料样品的着火点Ti和最大燃烧速度对应的温度T _， 即待测垃圾衍生燃料样品的燃烧特征温度。
2. 根据权利要求1所述的一种确定垃圾衍生燃料燃烧特征温度的方法，其特征在于所 述Vp V2、V3、Mad、Fead均通过恒重差值法测定。
3. 根据权利要求1所述的一种确定垃圾衍生燃料燃烧特征温度的方法，其特征在于步 骤（1)中确定垃圾衍生燃料中三类挥发分工业组分释放的特征温度1\、IVS T 3的方法是： 将垃圾衍生燃料样品放入热重分析仪中裂解获得失重曲线，根据曲线中各特征峰分别得到 挥发分1、挥发分2及挥发分3释放的特征温度值1\、IVS T 3。
4. 根据权利要求1所述的一种确定垃圾衍生燃料燃烧特征温度的方法，其特征在于步 骤（2)中确定所述挥发分1工业组分含量V1的方法：将带盖坩埚中加入垃圾衍生燃料样品 后称重，然后将带盖坩埚送入温度为T 1的马弗炉中，加热7min以上，然后取出带盖坩埚，在 空气中冷却后放入干燥器中冷却至室温后称重，两次称重的差值即为样品的失重1，计算挥 发分1工业组分含量
5. 根据权利要求1所述的一种确定垃圾衍生燃料燃烧特征温度的方法，其特征在于步 骤（2)中确定所述挥发分2工业组分含量V2的方法：将带盖坩埚中加入垃圾衍生燃料样品 后称重，然后将带盖坩埚送入温度为T 2的马弗炉中，加热7min以上，然后取出带盖坩埚，在 空气中冷却后放入干燥器中冷却至室温后称重，两次称重的差值即为样品的失重2,计算挥 发分2工业组分含1
6. 根据权利要求1所述的一种确定垃圾衍生燃料燃烧特征温度的方法，其特征在于步 骤（2)中确定所述挥发分3工业组分含量V3的方法：将带盖坩埚中加入垃圾衍生燃料样品 后称重，然后将带盖坩埚送入温度为T 3的马弗炉中，加热7min以上，然后取出带盖坩埚，在 空气中冷却后放入干燥器中冷却至室温后称重，两次称重的差值即为样品的失重3,计算挥 发分3工业组分含量
7. 根据权利要求1所述的一种确定垃圾衍生燃料燃烧特征温度的方法，其特征在于 确定所述水分含量Mad的方法：将带盖坩埚中加入垃圾衍生燃料样品后称重，然后打开坩埚 盖，将i甘埚送入温度已达105°C?110°C的干燥箱中，干燥Ih以上；然后取出i甘埚，盖上i甘埚 盖，在空气中冷却后放入干燥器中冷却至室温后称重，两次称重的差值即为水分失重，计算 水分含量
8. 根据权利要求1所述的一种确定垃圾衍生燃料燃烧特征温度的方法，其特征在于确 定所述灰分含量Aad的方法：将灰皿中加入垃圾衍生燃料样品后称重，然后将灰皿送入温度 已达800°C?830°C的马弗炉中，灼烧40min以上；然后取出灰皿，在空气中冷却后放入干燥 器中冷却至室温后称重，两次称重的差值即为灰重，计算灰分含量
9. 根据权利要求1-8之一所述的一种确定垃圾衍生燃料燃烧特征温度的方法，其特征 在于所述各步骤中垃圾衍生燃料样品的称取量不小于2g。
10. 根据权利要求1-8之一所述的一种确定垃圾衍生燃料燃烧特征温度的方法，其特 征在于所述各步骤中垃圾衍生燃料样品是已磨碎并经空气干燥后的样品。
【专利摘要】本发明涉及了一种确定垃圾衍生燃料(RDF)燃烧特征温度的方法。本发明通过热重分析确定RDF中各类挥发物工业组分释放所出现的特征温度T1、T2及T3，以及挥发分1、2和3的工业组分含量V1、V2和V3以及水分含量Mad、灰分含量Aad、固定碳含量FCad，然后根据经验公式Ti＝354Mad+392V1+150V2-64V3+220Aad+36.4；Tmax＝235Mad+107V1-71V2-65V3-112FCad+279.1，计算得到待测垃圾衍生燃料样品的着火点Ti和最大燃烧速度对应的温度Tmax。本发明仅通过常规的干燥箱及马弗炉、分析天平即可完成实验并得到所需的数据，从而最终计算出RDF的燃烧特征温度，非常适用于测试手段简单的工厂。
【IPC分类】G01N5-04
【公开号】CN104535453
【申请号】CN201510003015
【发明人】谢峻林, 杨虎, 何峰, 施江, 梅书霞
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月4日