固体燃料及建筑废弃物热值检测方案
一、检测方法与原理
氧弹量热法
原理：将样品置于充氧的氧弹中完全燃烧，释放的热量通过氧弹传递给内筒水，测量水温变化计算发热量。
适用性：适用于固体燃料（如煤、生物质）及建筑废弃物（如木屑、塑料、织物等可燃成分）。
优势：直接测量、结果准确，符合（如ISO 1928、ASTM D5865）。
热重-差热分析法（TGA-DSC）
原理：同步测量样品质量变化（TGA）和热效应（DSC），通过热流曲线计算热值。
适用性：适用于成分复杂的建筑废弃物，可分析不同组分的热解特性。
元素分析法
原理：测定样品中碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）含量，通过杜隆公式计算高位热值（HHV）。
公式：
HHV=338.3C+1442(H−8O)+93.7S(kJ/kg)
适用性：需结合氧弹法验证，适用于成分已知的样品。
二、建筑废弃物热值检测的特殊要求
样品制备
粉碎与筛分：将废弃物粉碎至粒径≤1mm，确保均匀性。
干燥处理：在105℃下干燥至恒重，消除水分影响。
混合与缩分：采用四分法缩分样品，保证代表性。
设备选型
氧弹量热仪：需具备耐腐蚀弹筒（如不锈钢材质），充氧压力2.8-3.0 MPa，内筒容量≥2000 mL。
热重分析仪：温度范围25-1000℃，升温速率10-50℃/min，氮气或氧气气氛。
安全措施
防爆设计：氧弹需通过15 MPa水压测试，配备泄压阀。
通风系统：检测室需安装防爆通风柜，气体排放符合GB 16297标准。
三、数据处理与结果分析
发热量计算
高位热值（HHV）：直接通过氧弹法测得。
低位热值（LHV）：
LHV=HHV−24.42×(9H+W)
复制代码
| 其中，$H$为氢含量（%），$W$为水分含量（%）。 |
2. 误差分析
系统误差：校正仪器热容量、硝酸生成热（通常为-6.3 kJ/g）。
随机误差：重复测试5次，标准偏差≤0.2%。
报告内容
样品信息（来源、制备方法）、检测方法、热值结果（HHV、LHV）、不确定度分析。
四、应用案例
某建筑垃圾焚烧厂
样品：废木材、塑料、织物混合物。
结果：HHV=18.5 MJ/kg，LHV=17.2 MJ/kg，满足焚烧发电要求（≥15 MJ/kg）。
某水泥窑协同处置项目
样品：废混凝土（含少量有机物）。
结果：热值可忽略，需补充燃料（如煤）维持窑温。
五、标准与规范
ISO 1928:2009《固体矿物燃料—发热量的测定方法》
ASTM D5865-13《用氧弹量热计测定固体和液体燃料总热值的标准试验方法》
中国标准
GB/T 213-2008《煤的发热量测定方法》
CJ/T 313-2009《生活垃圾采样和物理分析方法》
六、注意事项
样品复杂性：建筑废弃物含无机物（如混凝土、砖石），需预处理去除。
热值范围：有机废弃物（10-25 MJ/kg）高于无机废弃物（接近0 MJ/kg）。
环境影响：检测过程需符合HJ 1039-2019《排污许可证申请与核发技术规范 废弃资源加工工业》。
