焚烧与热解

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《环工综合实验（2）》 （焚烧与热解实验） 实验报告 专 业 环境工程 班 级 环工1301 姓 名 指导教师 余阳 成 绩 东华大学环境科学与工程学院实验中心 二0一六年五月实验题目焚烧与热解实验实验类别综合实 验 室2142实 验 时 间2016年5月12日13时~ 16时实验环境温度:19.3℃湿度: 68%同组人数7本实验报告由我独立完成，绝无抄袭！承诺人签名实验目的 废物焚烧和热解过程中，有机成分在高温条件下进行分解破坏，实现快速、显著减容。与生化法相比，焚烧和热解热解方法处理周期短、占地面积小、可实现最大程度的减容、延长填埋场使用寿命。与普通焚烧法相比，热解过程产生的二次污染少。热解生成气或液体燃料在空气中燃烧与固体废物直接燃烧相比，不仅燃烧效率高，所引起污染也低。 本实验的目的： （1）了解焚烧和热解的概念； （2）熟悉焚烧和热解过程的控制参数。 二、 实验仪器及设备 电阻炉 ： 热解炉 1 实验仪器 1、实验装置 实验装置为一套自制的装置组成。主要由控制装置、热解炉和液体冷凝收集系统三部分组成。 热解炉可选取卧式或立式电炉，要求炉管能耐受800 ℃以上的高温，炉膛密闭。液体冷凝装置要求有一定腐蚀耐受能力。 2 实验材料与仪器仪表 （1）实验材料，可以选取普通混合收集的有机城市生活垃圾，也可选取纸张、塑料、橡胶等单类别的垃圾。 （2）烘箱 1台 （3）电解装置 1台。 （4）量筒100ml 1支 （5）电子天平 1台 三、实验原理 焚烧： 焚烧炉内温度控制在980℃左右，焚烧后体积比原来可缩小50-80%，分类收集的可燃性垃圾经焚烧处理后甚至可缩小90%。近年来，将焚烧处理与高温(1650-1800℃)热分解、融熔处理结合，以进一步减小体积。 据多种文献报道，每吨垃圾焚烧后会产生大约5000立方米废气，还会留下原有体积一半左右的灰渣。垃圾焚烧后只是把部分污染物由固态转化成气态，其重量和总体积不仅未缩小，还会增加。焚烧炉尾气中排放的上百种主要污染物，组成极其复杂，其中含有许多温室气体和有毒物。当今最好的焚烧设备，在运转正常的情况下，也会释放出数十种有害物质，仅通过过滤、水洗和吸附法很难全部净化。尤其是二恶英类污染物，属于公认的一级致癌物， 此外，焚烧法的巨额耗资和对资源的浪费就更不适合我国和众多发展中国家的国情。建设一座大中型焚烧炉动辄要10亿元人民币，建成投产后的环保的处理成本大约需300元/吨。 热解： 热解是有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之分解为气、液、固三种形态的混合物的化学分解过程。其中气体是以氢气、一氧化碳、甲烷等低分子碳氢化合物为主的可燃性气体；液体是在常温下为液态的包括乙酸、丙酮、甲醇等化合物在内的燃料油；固体为纯碳与玻璃、金属、土、砂等混合形成的炭黑。 固体废物的热解与焚烧相比有以下优点: (1) 可以将固体危险废物中的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭黑为主的贮存性能源； (2) 由于是缺氧分解,排气量少,有利于减轻对大气环境的二次污染； (3) 废物中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在炭黑中； (4)NOX 的产生量少。四、实验步骤 （1）称取两股若干物料(树枝）并称重（30克），并将物料分别装入马弗炉和热解炉。 （2）接通电源。升温速度为25℃/min，将炉温升到280℃。 （3）恒温10min。 （4）可能条件下收集气体进行气相色谱分析。 （5）可能条件下测定收集焦油的量，并进行成分分析。 （6）20分钟内，将两炉的温度分别从280 ℃升高到680℃（观察升温过程中的实验现象）。680℃恒温10分钟，然后断电。 （7）待两炉自然降温后（不得立即开启炉膛），观察热处理产物，并称重。 五、实验记录 焚烧：焚烧中期有烟冒出，并有木头香气。冷却至188℃，焚烧较充分，剩余物较少，有白色物生成。树枝初始质量：5.0335g，剩余物重量：0.2875g 焚烧中期冒出的烟 焚烧剩余物 热解：右端管口处有煤焦油凝结于管壁，并有难闻气味。冷却至159℃，剩余物较多，全为黑色，形态较热解前基本不变。树枝初始质量：5.0626g，剩余物重量：1.1887g。 热解中期管壁凝结的煤焦油 热解剩余物 六、数据处理及结论 焚烧处理效

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