实验一垃圾热值的测定

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， 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

即热量计系统升高1C所

(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。 (4) 将氧弹与氧气进气管连接，打开氧气瓶，将减压阀开至

3atm充气15S。

(5) 将上述氧弹放入内桶中的氧弹座架上，再接上点火导线，并连接好控制箱上 的所有电路导线，盖上胶木盖，将测温传感器插入内筒。打开电源和搅拌开关， 仪器显示内筒水温，每隔半分钟蜂鸣器报时一次。

(6) 当内筒水温均匀上升后，每次报时时，记录显示温度。记下第 10次时温度， 同时按下“点火”键，测量次数自动复零。以后每隔半分钟蜂鸣器报时时记录一 次，当测温次数达到 31 次后，按“结束”键表示试验结束 (如温度达到最大值后 记录的温度不满 10 次，需记录温度 10 次)。

(7) 搅拌，拿出传感器，打开水筒盖 (注意：先拿出传感器，再打开水筒盖 )，取 出内筒和氧弹，用放气阀放掉氧弹内氧气，打开氧弹，观察氧弹内部，如试样燃 烧完全 ,试验有效。如试样燃烧不完全，则试验作废，需重新测定。 (8) 用蒸馏水洗涤氧弹内部及坩埚并擦拭干净。 四、实验结果与讨论 4．1 实验结果记录

记录点火前温度和点火后温度，点火后温度停止上升后需记录 10个数据。

序 号 点火前温度 (C) 序 号 点火后温度 序 (C) 点火后温度 序 (C) 点火后温度 (C) 号 i2 号 23 i i 2 2 i3 24 3 3 i4 25 4 4 i5 26 5 5 i6 27 6 6 i7 28 7 7 i8 29 8 8 i9 30 9 9 20 3i iO iO 2i 32 ii

ii 22 33 绘制时间〜温度曲线

4. 2计算样品的热值。 (1) 热值计算公式

E? T

G

式中：Q 试样热值,

J/ g

E-――仪器热容量，J/C △ T=Ti—T2量热体系温升，°C (2) 仪器热容量计算公式

Qi M i 40

式中：E

仪器热容量，J/C

Qi 一一苯甲酸标准热值，J/g Mi 一一苯甲酸重量，g 已知：Qi=26466 J/g 五、实验注意事项

(i) 实验过程中保持仪器表面干燥，不可让水流入仪器，以免引起电路板的损坏

Mi=i.O65 g

△ Ti=2.273C

(2) 仪器使用完毕后应保持表面干燥以防腐蚀，长期不用时，应将水倒掉并擦试 干净置于干燥处。

思考题 1．为了保证磨细后的垃圾粉末能压制成型，应注意哪些方面？ 2 •实验测量时为何调试外桶水温比内桶水温高

0.5C?

实验二 土壤中铁粒磁力分选试验 (验证性实验 )

一、 实验目的 学习固体磁力分选的方法，并通过实验了磁选管的原理和使用方法。 二、 原理 固体废物的磁力分选是借助磁选设备产生的磁场使铁磁物质组份分离的— 种方法。固体

废物可依据其磁性分为强磁性、 中磁性、 弱磁性等组份。 这些不同磁性的组份通 过磁场时，

磁性较强的颗粒就会被吸附到磁场的磁浮选设备上， 而磁性弱和非磁性颗粒就会 被输送设备 带走或受自身重力或离心力的作用掉落到预定的区域内，从而完成磁选过程。 三、仪器设备

XCGS 一中 50磁选管 天津华联矿 LI—I 仪器 四、 实验内容

磁选管在 C 形电磁铁的两端之间，装有玻璃管作往复移动和摆动。被分选的 试料，在 通过磁场区时， 磁性部分即吸附在管壁附近， 非磁性部分在机械运动中被水冲刷 而排出。

五、 实验步骤

(1) 接通激磁电源和主机是的激磁和电动机的电源，开机试运转 (其激磁电流最 大调整到 4A)

(2) 用橡胶软管连接在玻璃管上端的支管上。一根短的软管套在玻璃管下端尖细 锥形管上，并装上夹子，以调整冲水的流量。

(3) 预先打开调节水消耗量用的下部夹子和调节清水冲洗加入量用的上部夹子 个夹子，使管内的水位在整个实验过程中保持不变。 (4) 接通电源。

⑸ 取5 一 10g试样(粒度0.5mm)装人充有流水的玻璃管中，调整激磁电流，是 达到预定的磁场强度， 以适应矿物分选的要求。 当管子在运动过程中， 非磁性磁 性或弱磁性物质和杂质颗粒等将随冲水不断下沉被排除管外， 强磁性微粒与非磁 性微粒完全分离。 (6) 调整工作磁场保证把所有强磁性微粒与非磁性微粒完全分离。 (7) 在磁性部分冲洗 5—10mm 后，关闭两个夹子，断电排除磁性物质。 六、注意事项

玻璃管安装时注意固定好，以免损坏。 思考题

1 ．简述磁选的工艺流程。

2．垃圾中的磁性物质主要有哪几类？

实验三 粉煤灰中炭的浮选 (验证性实验 )

一、 实验目的 学习浮选的方法，并通过实验了解浮选机的原理和使用方法。 二、 原理

固体废物浮选主要是利用欲选物质对气泡粘附的选择性。 其中有些物质表面 的疏水较强，容易粘附在气泡上， 而另外一些物质表面亲水， 不易粘附在气泡上。 物质表面的亲水、疏水性能，可以通过浮选药剂而得到加强。

在固体废物与水调制的料浆中加入浮选药剂，并通入空气形成大量细小气 泡，使欲选物质颗粒粘附在气泡上， 随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层， 然后刮 出回收，不浮的颗粒仍留 在料浆内，通过适当处理后废弃。 三、实验仪器

XFD 一 63 型单槽浮选机 四、实验步骤

(1) 接通三相异步感应电动机 220／380V、50Hz 交流电源。

(2) 将样品与水混合后，倒进槽中，开动电机，主轴转动叶轮在槽中搅拌。 (3) 把控制开关开放，进行充气。加入所需药剂之后，即可形成泡沫。 (4) 接通刮板与电机间的运动，使刮板旋转，则泡沫可被刮出槽口。

(5) 工作台上放上料盆，供盛泡沫之用。将刮出的泡沫处理之后，即可得所需样 品。

五、注意事项

(1) 仪器在每次使用之前，要先检查。看槽中有无东西卡阻，叶轮是否脱落以及 皮带的搭

配螺钉的联结等。

(2) 工作结束后，板动手柄，将电机与减速器脱开以免橡胶轮缘变形。

(3) 搬运浮选机时，着力点应在机架上而不许在任一部件上，以免损坏。 思考题 1．简述浮选的工艺流程。 2．浮选的方法有那些 ?