Đặc điểm cháy của bùn thải đô thị với các hàm lượng nước ban đầu khác nhau

Journal of Thermal Analysis and Calorimetry - Tập 129 - Trang 1189-1199 - 2017
Shibo Niu1,2, Meiqian Chen1,2, Yang Li1,2, Taijin Lu1,2
1Institute of Thermal Engineering, School of Mechanical, Electronic and Control Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing, China
2Beijing Key Laboratory of Flow and Heat Transfer of Phase Changing in Micro and Small Scale, Beijing, China

Tóm tắt

Đặc điểm cháy của các mẫu bùn thải đô thị với năm mức độ ẩm ban đầu khác nhau (5.02, 8.21, 17.33, 27.45 và 37.85%) đã được đánh giá bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng. Nhiệt độ kích hoạt của các mẫu tăng lên cùng với tốc độ gia nhiệt và hàm lượng ẩm ban đầu của chúng. Các chỉ số kích hoạt, cháy tàn và hiệu suất tổng hợp của các mẫu tăng lên khi hàm lượng ẩm ban đầu giảm. Trong khoảng tốc độ gia nhiệt từ 20 đến 80 K phút−1, các chỉ số trung bình về kích hoạt, cháy tàn và hiệu suất tổng hợp của mẫu có hàm lượng ẩm ban đầu 5.02% cao hơn khoảng 1.2, 2.2 và 0.9 lần so với mẫu có hàm lượng ẩm ban đầu 37.85%. Năng lượng hoạt hóa trung bình cho các mẫu có các hàm lượng ẩm 5.02, 8.21, 17.33, 27.45 và 37.85% lần lượt là 146.59, 148.02, 155.13, 156.70 và 168.39 kJ mol−1. Có một số mối quan hệ tuyến tính nhất định giữa hai tham số động học chính cho các mẫu với hàm lượng ẩm khác nhau và các giai đoạn cháy chính của chúng.

Từ khóa

#bùn thải đô thị #đặc điểm cháy #phân tích nhiệt trọng lượng #tốc độ gia nhiệt #năng lượng hoạt hóa

Tài liệu tham khảo

Zhang XY, Chen MQ, Huang YW, Xue F. Isothermal hot air drying behavior of municipal sewage sludge briquettes coupled with lignite additive. Fuel. 2016;171:108–15. doi:10.1016/j.fuel.2015.12.052. Cui H, Ninomiya Y, Masui M, Mizukoshi H, Sakano T, Kanaoka C. Fundamental behaviors in combustion of raw sewage sludge. Energ Fuel. 2006;20(1):77–83. Saito M, Amagai K, Ogiwara G, Arai M. Combustion characteristics of waste material containing high moisture. Fuel. 2001;80(9):1201–9. doi:10.1016/S0016-2361(00)00208-8. Magdziarz A, Werle S. Analysis of the combustion and pyrolysis of dried sewage sludge by TGA and MS. Waste Manag. 2014;34(1):174–9. doi:10.1016/j.wasman.2013.10.033. Folgueras MB, Díaz RM, Xiberta J, Prieto I. Thermogravimetric analysis of the co-combustion of coal and sewage sludge. Fuel. 2003;82(15–17):2051–5. doi:10.1016/S0016-2361(03)00161-3. Calvo LF, Sánchez ME, Morán A, García AI. TG–MS as a technique for a better monitoring of the pyrolysis, gasification and combustion of two kinds of sewage sludge. J Therm Anal Calorim. 2004;78(2):587–98. doi:10.1023/b:jtan.0000046121.14253.38. Kocabas-Atakli ZO, Okyay-Oner F, Yurum Y. Combustion characteristics of Turkish hazelnut shell biomass, lignite coal, and their respective blends via thermogravimetric analysis. J Therm Anal Calorim. 2015;119(3):1723–9. doi:10.1007/s10973-014-4348-4. Lai Z, Ma X, Tang Y, Lin H. A study on municipal solid waste (MSW) combustion in N2/O2 and CO2/O2 atmosphere from the perspective of TGA. Energy. 2011;36(2):819–24. doi:10.1016/j.energy.2010.12.033. Liu G, Liao Y, Guo S, Ma X, Zeng C, Wu J. Thermal behavior and kinetics of municipal solid waste during pyrolysis and combustion process. Appl Therm Eng. 2016;98:400–8. doi:10.1016/j.applthermaleng.2015.12.067. Yang YB, Sharifi VN, Swithenbank J. Effect of air flow rate and fuel moisture on the burning behaviours of biomass and simulated municipal solid wastes in packed beds. Fuel. 2004;83(11–12):1553–62. doi:10.1016/j.fuel.2004.01.016. Ogada T, Werther J. Combustion characteristics of wet sludge in a fluidized bed: Release and combustion of the volatiles. Fuel. 1996;75(5):617–26. doi:10.1016/0016-2361(95)00280-4. Zhao W, Li Z, Zhao G, Zhang F, Zhu Q. Effect of air preheating and fuel moisture on combustion characteristics of corn straw in a fixed bed. Energ Convers Manag. 2008;49(12):3560–5. doi:10.1016/j.enconman.2008.07.006. Parikh J, Channiwala SA, Ghosal GK. A correlation for calculating HHV from proximate analysis of solid fuels. Fuel. 2005;84(5):487–94. Liu X, Chen M, Wei Y. Assessment on oxygen enriched air co-combustion performance of biomass/bituminous coal. Renew Energ. 2016;92:428–36. doi:10.1016/j.renene.2016.02.035. Niu S, Chen M, Li Y, Xue F. Evaluation on the oxy-fuel combustion behavior of dried sewage sludge. Fuel. 2016;178:129–38. doi:10.1016/j.fuel.2016.03.053. López R, Fernández C, Cara J, Martínez O, Sánchez ME. Differences between combustion and oxy-combustion of corn and corn–rape blend using thermogravimetric analysis. Fuel Process Technol. 2014;128:376–87. doi:10.1016/j.fuproc.2014.07.036. Yuanyuan Z, Yanxia G, Fangqin C, Kezhou Y, Yan C. Investigation of combustion characteristics and kinetics of coal gangue with different feedstock properties by thermogravimetric analysis. Thermochim Acta. 2015;614:137–48. doi:10.1016/j.tca.2015.06.018. López R, Fernández C, Fierro J, Cara J, Martínez O, Sánchez ME. Oxy-combustion of corn, sunflower, rape and microalgae bioresidues and their blends from the perspective of thermogravimetric analysis. Energy. 2014;74:845–54. doi:10.1016/j.energy.2014.07.058. Li Q, Zhao C, Chen X, Wu W, Li Y. Comparison of pulverized coal combustion in air and in O2/CO2 mixtures by thermo-gravimetric analysis. J Anal Appl Pyrol. 2009;85(1–2):521–8. doi:10.1016/j.jaap.2008.10.018. Doğan F, Kaya İ, Bilici A. Azomethine-based phenol polymer: synthesis, characterization and thermal study. Synth Met. 2011;161(1–2):79–86. doi:10.1016/j.synthmet.2010.11.001. Othman MB, Khan A, Ahmad Z, Zakaria MR, Ullah F, Akil HM. Kinetic investigation and lifetime prediction of Cs–NIPAM–MBA-based thermo-responsive hydrogels. Carbohydr Polym. 2016;136:1182–93. doi:10.1016/j.carbpol.2015.10.034. Sun R, Ismail TM, Ren X, Abd El-SalamM. Numerical and experimental studies on effects of moisture content on combustion characteristics of simulated municipal solid wastes in a fixed bed. Waste Manag. 2015;39:166–78. doi:10.1016/j.wasman.2015.02.018. Liang L, Sun R, Fei J, Wu S, Liu X, Dai K, et al. Experimental study on effects of moisture content on combustion characteristics of simulated municipal solid wastes in a fixed bed. Bioresour Technol. 2008;99(15):7238–46. doi:10.1016/j.biortech.2007.12.061. Zou C, Zhang L, Cao S, Zheng C. A study of combustion characteristics of pulverized coal in O2/H2O atmosphere. Fuel. 2014;115:312–20. doi:10.1016/j.fuel.2013.07.025. Moore DS, McCabe GP. Introduction to the practice of statistics. San Francisco: WH Freeman/Times Books/Henry Holt & Co; 1989. Lee H-S, Bae S-K. Combustion kinetics of sewage sludge and combustible wastes. J Mater Cycles Waste. 2009;11(3):203–7. doi:10.1007/s10163-009-0251-7.
Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Thermal Analysis and Calorimetry

Tập 129

1189-1199

Thông tin tác giả