实验一垃圾热值的测定(综合性实验)

工业垃圾检测项目垃圾热值检测分析中国科学院广州化学研究所分析测试中心（罗工134-164-36449）生活垃圾检测项目：无机元素及化合物：碳、氢、氧、氮、硫、氯、铜、锌、镉、铅、总铬、六价铬、烷基汞、汞、铍、钡、镍、总银、砷、硒、无机氟化物、氰化物；有机农药类：滴滴涕、六六六、乐果、对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷等；非挥发性有机化合物：硝基苯、二硝基苯、对硝基氯苯、2，4-二硝基氯苯、五氯酚及五氯酚钠（以五氯酚计）、苯酚、2，4-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚，苯并(a)芘、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、多氯联苯挥发有机化合物：苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、1，2-二氯苯、1，4-二氯苯、丙烯晴、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯垃圾检测特色项目：物理组成分析，热值，工业分析（水分，灰分，挥发分，固定碳)，灰熔融性、成分分析等等项目填埋场地表水监测项目：色度、pH、悬浮物(SS)、化学需氧量（COD）、总氮(TN)、挥发酚、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、硫化物、总大肠菌群合计10个项目。

表1 地表水环境现状监测布置采样点编号河流监测断面位置水环境区划W1 纳污水体填埋场下游100m范围内视纳污水体水环境功能区划而定垃圾检测服务领域：生活废弃物：厨余垃圾、包装废物、粪渣、灰烬、绿化垃圾、特殊废弃物等工业固体废弃物：建筑废弃物、废渣、废屑、废塑胶、废弃化学品、污泥、尾矿、包装废物、绿化垃圾、特殊废弃物农业固体废弃物：农资废弃物、农作物废弃物、粪渣、动物尸骸、绿化垃圾、特殊废弃物危险废弃物类别②规样品类别：污泥、污水、废液、废渣、催化剂废渣、煤渣、矿渣等②其他样品类别：有机溶剂废物、废矿物油、废乳化液、染料涂料废物、有机树脂类废物、感光材料废物、表面处理废物、焚烧处置残渣、含铜废物、含锌废物、含镉废物、含铅废物、无机氟化物废物、有机氰化物废物、废酸、废碱、有机氰化物废物、废有机溶剂、含镍废物、有色金属治炼残渣、其他废物。

垃圾焚烧热值
垃圾焚烧热值
1. 热值的概念
热值是指单位质量或单位体积燃料在完全燃烧时释放出来的热能。

常用的热值单位有焦耳和卡路里，其中1焦耳等于4.184卡路里。

2. 垃圾的热值
垃圾是一种复杂的混合物，其中的热值也因此而复杂多样。

根据不同种类的垃圾，其热值也会有所不同。

普遍来说，干垃圾的热值比湿垃圾要高，而有机垃圾的热值比无机垃圾高。

3. 垃圾焚烧的原理
垃圾焚烧是指将垃圾放入炉膛内，通过引入空气，使垃圾充分燃烧。

在垃圾的燃烧过程中，热能被释放出来，其中部分被用于维持燃烧反应，而剩余的热能则可以被收集利用。

4. 垃圾焚烧热值的测定
垃圾焚烧热值的测定可以采用氧弹热量计、热失重法、热流量法等多种方法。

其中，氧弹热量计的测量精度较高，被广泛应用于热值的测定。

5. 垃圾焚烧热值的应用
垃圾焚烧的热值可以被用于发电、供热等多种用途。

通过将垃圾燃烧
后产生的热能用于发电，可以有效地减少化石燃料的使用，降低能源消耗。

同时，还可以通过将产生的热能用于供热，提高整个城市的节能环保水平。

总之，垃圾焚烧热值作为一种重要的能源来源，具有着广泛的应用前景。

在垃圾处理方面，通过科学的分类和处理，可以进一步提高垃圾的热值，从而为城市的可持续发展作出积极的贡献。

《固体废弃物处理与处置》实验指导书编者：张志军目录实验一垃圾热值的测定（综合性实验） (2)实验二土壤中铁粒磁力分选试验（验证性实验） (5)实验三粉煤灰中炭的浮选（验证性实验） (6)实验一垃圾热值的测定（综合性实验）一、实验目的（1）通过实验掌握垃圾收集、分选、破碎等一般方法和流程及振动筛分、破碎仪器的使用；（2）掌握垃圾热值测定的方法，并通过实验了解氧弹式热量计的原理和使用方法。

（3）了解通过热值选择垃圾最后处置方式的相关知识。

二、实验原理单位质量的垃圾完全燃烧所放出的热量，称为垃圾的热值。

本实验在氧弹中有过剩氧的情况下，按规定条件燃烧单位重量的试样所产生的热量，称为弹热值（以地或kJ／kg 表示）。

热量计热容量的测定采用在氧弹中燃烧一定量的标准苯甲酸，测量其燃烧所产生的热量引起热量计系统温度变化的方法来确定热量计热容量，即热量计系统升高1C所需的热量（J）,在数值上等于热量计的热容量（J/°C ）。

三、实验步骤3．1 垃圾样品的收集从学校及附近垃圾站收集一定量垃圾，收集时注意有机类垃圾的量应占到一定的比例，以保证最后制成样品后，装入热量计中能够被点燃。

3．2 垃圾的分选、破碎机器分选及手工分选混合使用。

（1）手工分选出一些太大及金属类、砖头、石块等难破碎垃圾。

（2）垃圾装入振动筛分机进行筛分。

（3）粒度较大垃圾装入破碎机进行破碎，由于测定热值所用垃圾要求粒径很小，所以破碎后垃圾要进一步送入球磨机研磨至粉状。

3．3样品的制备（1）取少量磨细后的垃圾样品（约1g左右），放入热量计的压片机压片成型(2)将制备好的样品放入坩埚内，放在分析天平上称重，并记录重量。

采样用减量法。

分别记录空坩埚重量，放入样品后坩埚重量。

3．4样品热值的测量(1)将仪器外水套充满水，并搅拌使水温均匀。

⑵ 将内桶加入水3kg后放入仪器，调试外桶水温比内桶水温高0.5°C。

(3)将盛有样品的坩埚固定在坩埚搁架上，将—根点火丝的两端固定在两个电极柱上并让其与样品有良好的接触，然后，在氧弹中加入10mL 蒸馏水，拧紧氧弹盖。

城市生活垃圾热值的测定方法及在重庆市的应用分析摘要：城市生活垃圾的热值是影响垃圾焚烧发电厂热效率的重要参数，准确获得生活垃圾的热值是合理组织燃烧的基础。

本文介绍了生活垃圾热值的经验估算方法和实验测定方法，并针对重庆市生活垃圾的特点，采用实验测定方法中的细化分类法和混合法进行了测定比较，研究发现混合法测得的垃圾热值更接近重庆市当前垃圾热值。

关键词：城市生活垃圾，低位热值，经验估算，实验测定，混合法Abstract：Heating value of municipal solid waste (“MSW”) is the important parameters of the thermal efficiency of the Waste-to-Energy power plant, accurate access to MSW heating value is the basis of rational organization of combustion. The thesis describes the experience estimation methods and experimental testing methods of MSW heating value, according to the characteristics of MSW in Chongqing, adopts detailed classification method and mixing method of experimental testing methods and after comparison, the research found that the mixing method is closer to the real heating value of the MSW in Chongqing.Key words：Municipal solid waste, low heating value, experience estimation, experimental testing, mixing method0. 前言环境与发展已成为当今世界备受关注的议题，随着社会经济的发展，城市化进程的加快，城市生活垃圾产量不断增加，城市生活垃圾的处理与处置已成为制约经济、社会可持续发展的重要因素[1-2]。

《固体废物处理与处置》实验指导书目录实验一固体废物热值、含水率测定 (4)一、实验目的 (4)二、实验原理 (4)三、实验仪器与设备 (4)四、实验步骤 (5)五、数据分析与讨论 (6)六、实验注意事项 (6)实验二：固体废物破碎与筛选 (8)一、实验目的 (8)二、实验原理 (8)三、试验仪器与设备 (9)四、实验步骤 (10)五、实验结果与分析 (10)六、实验注意事项 (11)七、讨论 (12)实验三固体废物浸出毒性实验 (13)一、实验目的 (13)二、实验原理 (13)三、试验仪器与设备 (13)四、试验步骤 (14)五、数据分析与讨论 (15)六、实验注意事项 (15)七、讨论 (15)实验四碱溶性金属废物碱浸-电解资源化 (16)Ⅰ、含锌废物中锌含量的测定实验 (17)一、实验目的和要求 (17)二、实验原理与测试方法 (17)三、实验仪器和材料 (19)四、实验步骤 (19)五、计算 (20)六、注意事项 (20)Ⅱ、含锌废物强碱浸取实验 (21)一、实验目的和要求 (21)二、实验原理 (21)三、实验仪器和材料 (21)四、浸取参数设计 (22)五、实验步骤 (22)六、计算 (23)七、思考与讨论 (23)八、注意事项 (23)Ⅲ、含锌强碱溶液电解回收金属锌实验 (25)一、实验目的和要求 (25)二、实验原理 (25)三、实验仪器和材料 (25)四、电解参数设计 (26)五、实验步骤 (26)六、实验结果计算 (27)七、思考与讨论 (28)八、注意事项 (28)实验五固体废物堆肥实验 (29)一、实验目的与意义 (29)二、实验原理 (29)三、实验部分 (30)四、实验结果讨论 (31)实验一固体废物热值、含水率测定一、实验目的为了有效管理固体废物和确定合理的处理处置方法，必须充分分析了解固体废物的性质。

固体废物的物理性质与废物成份组成有密切的关系，它常用组分、含水率和容重三个物理量来表示。

固体废物热值测定实验• 要使物质维持燃烧，就要求其燃烧释放岀来的热量足以提供加热废物到达燃烧温度所需要的热量和发生燃烧反应所必须的活化能。

否则，就要消耗辅助燃料才能维持燃烧。

有害废物焚烧，一般需要热值为18600 kJ/kg o采用氧弹热量计可测定固体废物的发热量或固体废物的热值。

- 通过本实验要求掌握热值测定方法和氧弹热量计的基本操作方法。

任何一种物质，在一定的温度下，物料所获得的热量（Q）:Q=C ・ At = mq式中C ---- 热容量，J/K；m ---- 质量，gAt——初始温度与燃烧温度之差，K；q ---- 物料发热量。

所以，热容量（C）c= mq At•在操作温度一定、热量计中水体积一定、水纯度稳定的条件下，C为常数，氧弹热量计系统的热容量也是固定的，当固体废物燃烧发热时，会引起热量计中水温变化(At),通过探头测定而得到固体废物的发热量。

•发热量(q)为：U・厶.1=q = ~in•式中m -------- 待测物质量。

•附录・1、热容量（J/°O计算公式E —+ QM 2 + V03—AT・式中：E ---- 热量计热容量，J/°C；・Q]——苯甲酸标准热值，J/g；・M1——苯甲酸重量，g；・Q2——引燃（点火）丝热值，J/g；・M2——引燃（点火）丝重量，g；・V ---- 消耗的氢氧化钠溶液的体积，ml；・Q3——硝酸生成热滴定校正（O.lmol的硝酸生成热为5.9J） , J/g；・AT——修正后的量热体系温升，°C；计算方法如下: △T = （t n -10） +A0n —1+ D-MJ+讥i=\・式中：V 。

和Vn —— 初期和末期的温度变化率, °C/30s；・％和en 一初期和末期的平均温度°C ；勺 • n ——主期读取温度的次数；g 7 ・ti -- 主期按次序温度的读数；A3 =匕_Vp （和+匚 4一％ 丁• 2、试样热值(J/g)的计算公式E •肛-工GdG•式中：工Gd ---- 添加物产生的总热量，J；• G--------- 试样重量，g；•其它符号同上式。

危废热值测试方法和标准
危废热值是指危险废物中的可燃物质在完全燃烧过程中所释放出的热能。

测定危废热值通常采用下面两种方法：
1. 平衡式热值测试法：这是最常用的方法之一。

该方法主要是通过将危险废物在控制的环境条件下进行燃烧，并通过测量危险废物的质量、初始和最终温度，以及燃烧过程中产生的热量来确定危险废物的热值。

这种方法可以通过使用热量计或燃烧炉等设备来实现。

2. 理论计算法：这一方法是通过对危险废物的化学成分进行分析，然后根据化学反应的热能变化来推算出危险废物的热值。

这种方法通常需要通过实验或者计算来获得所需的化学反应热值数据。

至于危险废物热值的标准，则通常是根据国家或地区的法律法规、行业标准或技术规范来制定的。

这些标准可以规定危险废物热值的测试方法和要求，以确保测试结果的准确性和可比性。

不同的国家或地区可能有不同的标准，例如中国的《危险废物燃烧热值测定方法》（HJ/T 299-2007），美国的《危险废弃
物标准》（40 CFR部分261），欧盟的《危险废物分类、打
包和标记的法规》（EC Directive 2008/98/EC）等。

综上所述，危险废物热值的测试方法要么是通过燃烧实验来获得，要么是通过理论计算来推算。

而危险废物热值的标准则根据不同的国家或地区制定，并规定了热值的测试方法和要求。

固体废物热值测定实验一、实验目的生物质是分布广泛、资源丰富的可再生能源。

我国生物质原料十分丰富，主要有各种田间作物秸秆、森林废弃物、有机生活垃圾和工业废弃物等。

采用现代生物炭制备技术将这些生物质原料经过热化学转化，不仅可以获得用途广泛的生物炭，还可以得到许多有用的副产品，生物炭的制备是生物质能源利用的一种有效途径。

对于何种用途的生物炭而言，与用途有关的品质指标也至关重要。

当生物炭作为燃料时，其热值是直接反映其品质的因素。

固体废物热值是固体废物的一个重要化学指标。

固体废物热值的大小表明固体废物的可燃性，其直接影响着固体废物处理和处置方法的选择。

热值是分析垃圾燃烧性能、设计焚烧设备、选用焚烧处理工艺的重要依据。

通过本实验可以达到以下目的：（1）学会使用微波热解仪处理废弃生物质制备生物炭；（2）学会用氧弹量热仪测定固体废物热值；（3）掌握氧弹量热仪的原理、构造及使用方法；二、实验原理热解：热解是一种在无氧或缺氧条件下氛围内利用加热方式分解有机物的过程。

热解是一个复杂的化学反应过程，是有机物的分解与缩合共同作用的化学转化过程，不仅包括大分子的化学键断裂、异构化，也包括小分子的聚合反应。

热解是一种省时高效的的处理固体废弃物的方法，它不但可以减少废弃物的体积和质量，还可以生产有用化学品。

固体废弃物可以通过热解被转化为三种物质：热解气，热解油，以及热解炭。

热解得到的合成气可以作为燃料，也可以作为化工原料，热解油可以催化合成为更高级的燃料油，热解炭不仅可以作为燃料或进行气化利用，经过活化后还可以作为活性炭使用。

热值：热化学中定义，1mol物质完全氧化时的反应热称为燃烧热。

对生活垃圾、固体废物和无法确定相对分子质量的混合物，其单位质量完全氧化时的反应热称为热值。

它有高位发热值和低位发热值之分。

高位发热值(简称高位热情或高热值)是指单位质量垃圾完全燃烧后、燃烧产物中的水分冷凝为0℃的液态水时所放出的热量。

低位发热值(简称低位热值或低热值)是指单位质量垃圾完全燃烧后，燃烧产物中的水分冷却为20℃的水蒸气时所放出的热量。

实验一城市生活垃圾的分类处理一：目的要求通过本实验，了解生活垃圾的组成和性质，掌握生活垃圾容重、物理组成、含水率、以及热值的检测分析。

二：生活垃圾测定1、容重测定采用容器法分析生活垃圾容重。

通过称量固定体积容器内生活垃圾重量，计算生活垃圾容重。

a）设备磅秤：最小分度值100g；垃圾桶：材质采用高密度聚乙烯，尺寸见表1。

表1：生活垃圾桶尺寸b）测定步骤1）称量空生活垃圾桶重量。

2）将所采集的样品放入生活垃圾桶，振动3次，不应压实。

3）称量样品重量。

c）计算生活垃圾容重按下式计算：式中：d——生活垃圾容重，单位为千克每立方米（kg/m3）；m——重复测定次数；j——重复测定序次；M——生活垃圾桶重量，单位为千克（kg）；M j——每次称量重量（包括容器重量），单位为千克（kg）；V——生活垃圾桶容积，单位为升（L）。

计算结果以3位有效数字表示。

2、物理组成采样后应立即进行物理组成分析，否则，必须将样品摊铺在室内避风阴凉干净的铺有防渗塑胶的水泥地面，厚度不超过50mm，并防止样品损失和其他物质的混入，保存期不超过24h。

2.1设备分样筛：孔径为10mm的分样筛；磅秤：最小分度值50g；台秤：最小分度值5g；2.2步骤a）称量生活垃圾样品总重。

b）按照表2的类别分捡生活垃圾样品中各成分。

c）将粗分捡后剩余的样品充分过筛（孔径10mm），筛上物细分捡各成分，筛下物按其主要成分分类，确实分类困难的归为混合类。

d）对于生活垃圾中由多种材料制成的物品，易判定成分种类并可拆解者，应将其分割拆解后，依其材质归入表2中相应类别；对于不易判定及分割、拆解困难的复合物品可依据下列原则处理：——直接将复合物品归入与其主要材质相符的类别中。

——按表2进行分类，根据物品重量，并目测其各类组成比例，分别计入各自的类别中。

e）分别称量各成分重量。

表2生活垃圾物理组成分类一览表2.3计算生活垃圾物理组成按下式计算：式中：C＇i——某成分干基含量，%C i(W)——某成分含水率，%C(W)——样品含水率，%计算结果保留二位小数。

垃圾的热值测定
一、实验目的
掌握热值测定的方法和量热仪的基本操作方法
二、实验原理
Q=C·△t=mq
操作温度为20℃、量热仪中水体积一定、水纯度稳定条件下，C为常数，氧弹量热仪系统的热容量是固定的，当可燃垃圾燃烧发热时，会引起量热仪中水温变化（△t），通过探头而得到垃圾的发热量。

q= C·△t/m
三、实验设备
量热仪
四、实验步骤
1、启动电脑及量热仪，按屏幕提示，从内桶中慢慢加注蒸馏水或去离子水，让内桶水位保
持2/3水位左右，直至屏幕提示“将溢水口打开”，放置24h使水温与室温平衡
2、仪器预热30min
3、称取待测样1g，放入燃烧锅内，装好点火丝
4、装好氧弹头，放入自动桶内待测
5、在电脑软件中设置好参数后，开始测定
6、测试完毕后，读数即可，打印数据
7、清洗氧弹头，关闭仪器
五、数据记录及处理
六、注意事项
1、点火丝不能碰到坩埚
2、氧弹每次工作前加入10mL蒸馏水，充氧需30-40s
3、实验结束后，关好门窗
七、思考题
1、为何氧弹每次工作之前加水10mL蒸馏水
2、影响热值测定的因素有哪些？
3、热值达到多少固体废物才能才用焚烧法处理？。

试对生活垃圾热值测定实验提出改进措施样本收集更有代表性：在进行实验前，应首先对生活垃圾进行合理的分层抽样，以保证抽取的样本能够反映整个生活垃圾的特征。

同时需要注意样本的保鲜，以避免样本发生腐烂等影响实验结果的情况。

实验设备更精确：使用更为精确的实验设备（例如热值测定仪）进行实验，以保证测量结果的准确性。

在使用实验设备时，要对设备进行检查和校准，以避免设备故障对实验结果的影响。

数据处理更细致：在进行实验后，需要对实验数据进行细致而仔细的处理，包括数据的清洗、去噪、去偏等，以排除实验误差和干扰，提高实验数据的可信度。

实验环境更为标准化：为了避免环境因素对实验的影响，需要保证实验环境的标准化和稳定性。

例如，应保证实验室工作温度、湿度等参数的一致性，并控制实验室内外的气流。

实验操作更规范化：为了保证实验的可重复性，需要规范实验操作流程和步骤，并统一实验操作标准。

同时在实验进行过程中，应避免操作人员的主观因素对实验结果产生干扰。