测得的MSW 的低位发热量列于表4 中。采用加权算术平均法来计算了配有不同含量煤的RDF-5 的发热量,见表4 。一般地,当垃圾的低位发热量在4200-5000 kJ / kg 时即可采用焚烧法处理,但若要保证高效洁净焚烧,一般推荐低位发热量高于6000 kJ / kg,并添加少量煤、油等辅助燃料。从表4 看出,生活垃圾的平均发热量为7473 kJ / kg,直接焚烧需在焚烧过程中添加较多辅助燃料以保证正常的运行状况。将煤与垃圾配合制成的RDF 平均热值高于10000 kJ / kg,这种燃料不仅可用于焚烧,还有直接用于热解和气化的潜力。另外,表4 中的数据也表明,垃圾制备成垃圾衍生燃料后,堆密度明显增大,单位体积的能量含量同时大幅度提高。
表4 MSW 和RDF 的发热量与堆比重

3.3 RDF 强度与掺煤量和成型压力的关系
RDF 的跌落强度与制备RDF 时的掺煤量及成型压力的关系如图2 所示。从图2 可以看出,将生活垃圾在无粘结剂的条件下直接冷压成型,即使压力提高到15 MPa (对辊成型机压力站读数,下同), RDF 的冷强度仍较低,不超过60 %。造成这个情况的原因可能是MSW 中所含的PVC 、纸、纤维等都是弹性大而成型特性差。

图2 RDF 强度与掺煤量和成型压力的关系
B-MSW C-含10%煤的RDF D-含20%煤的RDF E-含30%煤的RDF
添加部分煤对提高RDF 强度的效果极为明显:向MSW 中掺入20 %的煤,在5 MPa 的成型压力下,RDF 的冷强度即接近65 % ,在15 MPa 的成型压力下,RDF 的强度超过了90 %。这对RDF 的贮存、运输和使用都是极为有利的。
3.4 RDF 的气化工艺性质
RDF 的粘结性:坩锅膨胀系数(自由膨胀系数)是一种通过测定固体燃料在隔绝空气条件下受热后的膨胀性以及产生胶质体而粘结成块状焦炭的能力来判断粘结性的方法。RDF 的粘结性对其气化过程影响极大。若RDF 有很强的粘结性,在气化炉内将会粘结成大块,从而破坏移动床气化炉内气化剂的均匀分布,严重时造成停产。对RDF 坩锅膨胀系数测定结果表明,掺有不同含量煤制备的RDF ,坩锅膨胀序数均为1 左右,不表现出粘结性。RDF 的热稳定性:固体燃料的热稳定性指的是在高温下对热的稳定程度。热稳定性越差,在固定床燃烧或气化过程中破碎程度越高,轻则增大炉内阻力和带出物数量,重则破坏工况,甚至造成停炉事故。
图3 表明,以TS 十6 和TS 十3表示的RDF 的热稳定性随着掺煤量和成型压力的改变有相同的变化规律:在5-20 MPa 的成型压力范围内,以MSW 和掺有少量(10 % )煤的MSW 所制备的RDF ,其热稳定性随成型压力的提高而升高,但在10 MPa 附近出现极限成型压力;以掺煤20 %以上的MSW 制备的RDF ,其热稳定性在整个试验成型压力范围内均随着成型压力的提高而增大。图3 还说明掺煤量的对制备的RDF 的热稳定性有较大的影响,对添加20 %煤的MSW 使用15 MPa 的成型压力可使TS