低位熱值
單位新鮮垃圾燃燒時的發熱量
熱值(發熱值)為表示廢物燃燒時所放出的熱量,用以考慮計算焚燒爐的能量平衡及估算輔助燃料所需量。低位熱值是單位新鮮垃圾燃燒時的發熱量,又稱有效發熱量,淨髮熱值。
單位質量的燃料在完全燃燒時所發出的熱量稱為燃料的發熱量,燃料的發熱量有高位熱值和低位熱值兩種。高位熱值與低位熱值的根本區別,在於燃料燃燒產物中的水呈液態還是氣態,水呈液態是高位熱值,水呈氣態是低位熱值。低位熱值等於從高位熱值中扣除水蒸汽的凝結熱。
(1)直接測量法
廢物的熱值可以直接用量熱計測量。當廢物在有氧條件下加熱至氧彈周遭的水溫不再上升時,此時固定體積水所增加的熱量即為定量廢物燃燒所放出的熱量。
(2)理論估演演算法
固體廢物的熱值在化學上稱為“燃燒熱”,因此,可以利用燃燒熱的計算原理估算廢物的熱值。即通過廢物的化學組成,列出化學反應式得到反應熱,就能從理論上估算出廢物的熱值。
(3)利用元素組成進行計算
利用元素組成計算廢物熱值的方法有很多,在這些方法中,以Dulong公式最普遍與簡單。但由於這種方法估算的誤差較大,工業界中常以Wilson式估算低位熱值():
式中,H為高位熱值,;為廢物組成元素的質量分數;其中及分別為有機碳和無機碳的質量分數,此式誤差在5%左右。
部分有害廢物中氯的含量很高,也必須考慮氯的影響,則公式變為:式中,為低位熱值,;為水分的質量分數。
生活垃圾的低位熱值與垃圾中C、H、O元素以及揮發分和物理組成的含量等密切關係。一般來講,垃圾低位熱值達時,無需添加輔助燃料即可維持焚燒爐正常燃燒。垃圾熱值越高,可獲得的經濟效益也就越大。
火力發電廠燃燒低位熱值的選取對發電廠的設計起著關鍵性作用。通常垃圾焚燒發電廠的設計運營年限為20-30年。由於在整個運營期內垃圾低位熱值變化較大,設計焚燒爐和垃圾焚燒發電廠要考慮較寬的垃圾低位熱值的變化範圍,以便適應運營期內垃圾不斷變化的低位熱值。