城市生活垃圾的構(gòu)成隨城市生活能源結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、季節(jié)等多種條件影響。較發(fā)達(dá)的城市，高熱值有機(jī)物比例較大，季節(jié)不同則主要影響有機(jī)物的含水量大小。由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和生活水平的提高，全世界垃圾年平均增長(zhǎng)率達(dá)8.42％以上，年生產(chǎn)總量約為450億噸。而我國(guó)年垃圾平均增長(zhǎng)速度達(dá)10％以上，超過世界平均增長(zhǎng)速度。美國(guó)每年產(chǎn)生城市生活垃圾達(dá)2億噸，德國(guó)為每年14億噸，俄羅斯為每年17億噸；在亞洲，日本1億噸/年為最，我國(guó)每年約生產(chǎn)8500萬(wàn)噸生活垃圾。生活垃圾的增長(zhǎng)率與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度有關(guān)，發(fā)達(dá)高于發(fā)展中。我國(guó)所產(chǎn)生的生活垃圾主要集中于人口密集的北京、上海、天津、重慶等大中城市，其總量約占亞洲總量的16.74％。例如，上海市1991年每天產(chǎn)生生活垃圾8097噸.1993年達(dá)到8500噸，這兩年增長(zhǎng)速度超過10％。北京市1991年產(chǎn)生垃圾483萬(wàn)噸，是1978年的3倍。我國(guó)400多個(gè)城市中，至少2/3的城市陷人垃圾的重重包圍中，垃圾的綜合治理是目前急待解決的問題。
垃圾處理要滿足“三化”（資源化，減量化和無害化）原則。目前，處理方法主要有以下幾種：投海、露天堆放衛(wèi)生填埋、堆肥、生物降解、焚燒和熱解法等。潔凈燃燒是處理城市生活垃圾中滿足“三化”原則的較好的方法。MSW組分、物性及熱解特性的試驗(yàn)研究是垃圾潔凈燃燒綜合處理系統(tǒng)的重要組成部分，也是保證全系統(tǒng)整體功能正常發(fā)揮的重要基礎(chǔ)。一般來說，準(zhǔn)確掌握城市垃圾物性、熱解特性，對(duì)制定城市生活垃圾潔凈燃燒方案的規(guī)劃、決定適宜的處理方式、配備設(shè)施和系統(tǒng)具有決定性的作用。
基于此，筆者通過對(duì)日常生活垃圾垃圾成分，進(jìn)行組分物性及熱解特性實(shí)驗(yàn)研究.為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)垃圾潔凈燃燒奠定基礎(chǔ)。
一、主城區(qū)生活垃圾組分
采用TG-328B光學(xué)讀數(shù)分析天平（精度為00001克）完成各組分重量分析，以及煤的熱值測(cè)定GB2117、工業(yè)分析GB212-77標(biāo)準(zhǔn)為實(shí)驗(yàn)參考方案，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況和垃圾試樣的特點(diǎn)，進(jìn)行烘干實(shí)驗(yàn).確定水分。
重慶主城區(qū)的紙張、織物、生物廚余類垃圾占生活垃圾的22.80％～44.21％，垃圾的外部水分含量是較高的，一般在30％以上，不可燃物也在17％以上，其熱值基本大于4120kJ/kg。水分含量大的垃圾的發(fā)熱量低、不易著火、能源利用率不高，而且在燃燒過程中水分的汽化要吸收熱量，并降低燃燒富溫度，使鍋爐效率降低，還易在低溫處腐蝕設(shè)備；對(duì)于水分含量大的垃圾還需要進(jìn)行預(yù)干燥處理；水分大的垃圾也不利于運(yùn)輸。
二、常見垃圾樣品物性實(shí)驗(yàn)
1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
以落葉、塑料泡沫、塑料薄膜、桔皮、竹片、藍(lán)布手套、編織帶、玻璃紙、橡膠及紙張等11種垃圾實(shí)驗(yàn)樣品的物性實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
①內(nèi)部水分
植物性垃圾水分較高.在櫥余性物質(zhì)占比例較大的城區(qū)垃圾而言，高水分的特點(diǎn)較明顯。
②灰分
灰分是垃圾中的不可燃礦物雜質(zhì)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看.樣品的灰分含量橡膠類較高（形成垃圾的物質(zhì)本身的礦物質(zhì)），垃圾不可燃物帶來的灰分更大，均大于17％。
③揮發(fā)分
當(dāng)垃圾中的有機(jī)物被加熱到超過一定的溫度以后，就進(jìn)A熱分解階段，進(jìn)時(shí)有機(jī)物中的揮發(fā)分析出。揮發(fā)分是由可燃?xì)怏w混合物、二氧化碳和水蒸汽所組成，其中可燃?xì)怏w包括一氧化碳、氫、氣態(tài)烴類和少量酚醛等。在垃圾的熱解過程中所產(chǎn)生的這種氣體含有害物質(zhì)，如果不能被充分燃燒，則必然成為有害的不完全燃燒產(chǎn)物，造成嚴(yán)重的二次污染。桔皮的揮發(fā)分僅為16.783％外，其余的實(shí)驗(yàn)樣品均大于55％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的燃料煤（10％～30％）。揮發(fā)分高，垃圾人爐后受熱，揮發(fā)分析出（熱解）、揮發(fā)分燃燒等對(duì)整個(gè)燃燒過程起決定性的作用，也表明了垃圾燃燒是容積反應(yīng)與表面反應(yīng)共存的非均相反應(yīng)，且以容積反應(yīng)為主，因此垃圾燃燒必須有足夠的燃燒空間，才能提高燃燒效率。
④碳
碳具有高發(fā)熱量、著火點(diǎn)高、與氧充分接觸性差、燃盡時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。竹片、紙張、玻璃紙、編織帶含碳均大于14％，它們?cè)谧匀唤M分中含量較高，因此易造成垃圾物料的難于著火和燃盡。
⑤熱值
試驗(yàn)樣品中除了編織帶、泡沫、塑料薄膜這類有機(jī)化合物的熱值較高之外（≥20500KJ/Kg），其余試樣的熱值普遍較低（在4000～16700KJ/Kg）。而從筏國(guó)大多數(shù)城市的商業(yè)水平和人民的生活水平來看，有機(jī)類化合物在生活垃圾的比重并不大，這也是決定我國(guó)城市垃圾熱值低的主要原因之一。
三、城市生活垃圾的熱解特性
如塑料（曲線8）、泡沫（曲線9）、編織帶（曲線10）這類的有機(jī)化學(xué)合成物都有個(gè)較明顯的揮發(fā)分析出溫度區(qū)，一般在300℃～500℃之間.揮發(fā)分可以大量析出；而如竹片（曲線3）、手套（曲線5）破布（曲線4）、玻璃紙（曲線7）這類紙、布或含纖維質(zhì)較多的廢棄物它們?cè)诓煌瑴囟葏^(qū)間的析出較均勻，而且析出的溫度區(qū)相對(duì)較寬，在200～500℃之間：樹葉、桔皮這類水分含量較高的廢棄物的揮發(fā)分析出區(qū)非常寬，而且揮發(fā)分大量析出的溫度很低，在100℃～300℃間已析出了大部分。經(jīng)過對(duì)樣品的分析可知，由于這類廢棄物的水分含量比較高，在溫度較低時(shí)大量的水分與真正的揮發(fā)分夾雜著同時(shí)析出，造成了使人誤解的假象通過這點(diǎn)再次說明燃燒固體廢棄物前做好干燥工作的重要性，否則燃燒階段水分的大量析出必將影響到其它可燃揮發(fā)分的燃燒，阻礙燃燒的正常進(jìn)行。
同時(shí)，從所有樣品的熱解失重曲線可明顯地看出，當(dāng)溫度在600℃～700℃之間時(shí)，大多數(shù)廢棄物的熱解析均已完畢，剩余的只是燃盡的灰分.這點(diǎn)可作為確定垃圾燃燒爐膛溫度的重要依據(jù)。它說明爐膛溫度至少應(yīng)定在700℃上，才能保證垃圾中揮發(fā)分的析出與燃燒完全。
四、熱力參數(shù)對(duì)熱解的影響
1.溫度
熱分解的溫度不同，熱分解后所得的產(chǎn)物和產(chǎn)量也不同，并且物性也不一樣分解的溫度高，揮發(fā)分的產(chǎn)量增加，油、碳化合物相應(yīng)減少另外，分解溫度不同，揮發(fā)分成分也發(fā)生變化，溫度越高，燃?xì)庵械头肿犹蓟顲H4、H2等也增加。對(duì)于大多數(shù)的固體廢棄物來說，在熱解溫度為800℃～900℃之間時(shí)，都可以認(rèn)為它的熱解為氣化過程，這時(shí)，廢棄物的熱解產(chǎn)物主要是氣態(tài)的小分子揮發(fā)分。由于垃圾中可燃物的可燃基揮發(fā)分高達(dá)70％～80％，垃圾的燃燒主要取決于揮發(fā)分的燃燒。在較高的溫度下熱解可使揮發(fā)分大量、快速地析出.且析出的是有利于燃燒的小分子碳?xì)錃怏w另外，高溫下熱解，能使燃燒后的固態(tài)殘余物大大減少，降低其處理困難。因此，垃圾燃燒溫度應(yīng)在800℃以上才比較合理。無論是對(duì)垃圾完全燃燒還是對(duì)無害化、減容化來說，爐膛高溫的效果應(yīng)該是明顯的。
2.物料尺寸
物料的形狀、尺寸和均勻性，關(guān)系到物料的升溫速度和熱量的傳遞，以及氣流流動(dòng)和熱解是否完全：尺寸越大，物料間間隙越大，氣流流動(dòng)阻力小，有利于對(duì)流傳熱，輻射換熱空間大，也有利于輻射換熱.減小了物料與環(huán)境的熱傳遞阻力；但此時(shí)物料本身的內(nèi)熱阻增大，內(nèi)部溫度均勻慢。尺寸越大，物料熱解所需的時(shí)間越長(zhǎng)，若減短熱解時(shí)間，則熱解不完全。物料尺寸的大小，在工程上，又關(guān)系到預(yù)處理裝置的動(dòng)力消耗。因此，綜合考慮物料尺寸與熱解和動(dòng)力消耗的關(guān)系，是選擇較佳物料尺寸的合理思路。
3.物料停留時(shí)問
停留時(shí)間主要影響產(chǎn)氣的完全和裝置的處理能力：物料由初溫上升到熱解溫度，以及熱解本身都需要一定的時(shí)間。若停留時(shí)問不足，則熱解不完全；若停留時(shí)間過長(zhǎng)，則裝置處理能力下降。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到停留時(shí)間、熱解溫度、氣化率三者間的更佳關(guān)系遵循如下規(guī)律：
這里，T——熱解溫度。纖維素類，200℃＜T＜600℃，高分子聚合物類，400℃＜T＜600℃；E——活化能（纖維類為30000J/mol左右，高分子聚合物類為18000J/mol左右）；n——反應(yīng)級(jí)數(shù)（≤2）；A——常數(shù)（纖維類為0.416左右，高分子聚合物類為0.643左右）；R——常數(shù)（=8.31）；V——溫度T時(shí)的殘留揮發(fā)分的重量百分比：t——物料在熱解器中的停留時(shí)間。
五、結(jié)論
1.重慶城區(qū)MSW高水分、高灰分、低熱值特點(diǎn)比較明顯
2.據(jù)熱解特性知，要保證垃圾潔凈燃燒，除了保證爐溫（大于800℃）外，針對(duì)不同組分及垃圾工業(yè)成分確定不同爐型，以保證足夠的爐內(nèi)停留時(shí)間、充分燃盡。
3.有機(jī)化合物都有較明顯的揮發(fā)分析出溫度區(qū)；而紙、布或含纖維質(zhì)較多的廢棄物在不同溫度區(qū)間的析出較均勻，且溫度區(qū)相對(duì)較寬。
4.溫度、物料尺寸及物料停留時(shí)問對(duì)熱解特性有重要影響，停留時(shí)間、熱解溫度、氣化率三者間存在更佳關(guān)系式。本文出處:RTO http://jinguolan.cn RTO焚燒爐,蓄熱式熱氧化爐，RTO旋轉(zhuǎn)閥，有機(jī)廢氣處理，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處