生物化工醇廢液燃燒和膨脹特性的實驗研究.pdf

1、生物化工醇是用玉米等植物作為原料生產(chǎn)的一種化工產(chǎn)品。其生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢液，若直接排放，對環(huán)境有很大危害。通常的處理方法是將生物化工醇廢液噴入堿回收爐中燃燒，回收堿金屬鹽，并循環(huán)利用，同時回收熱能。由于生物化工醇廢液具有鈉含量高、燃燒時體積膨脹大等特殊性質(zhì)，因此，有必要研究其燃燒和膨脹特性。
　　本文首先用CHN元素分析儀等實驗儀器對生物化工醇廢液的成分和物性進行了研究，發(fā)現(xiàn)生物化工醇廢液中的鈉含量較高。并利用熱重分析儀對它

2、的熱解特性和燃燒特性進行了分析。研究表明，其熱解和燃燒的過程都分為四個階段。第一和第四階段基本相同，但第二和第三階段差別較大。用Coats-Redfern法和Avrami-Erofeev方程計算燃燒的動力學參數(shù)，發(fā)現(xiàn)不同反應(yīng)階段，活化能大小不同?；罨茉酱螅l率因子也越大，兩者存在補償效應(yīng)。
　　其次，利用馬弗爐，通過測量體積的方法，研究了廢液質(zhì)量、爐膛溫度和加熱時間對生物化工醇廢液的膨脹特性的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，廢液質(zhì)量越小，膨脹指

3、數(shù)越大。加熱溫度較低時，加熱時間越長，最大膨脹指數(shù)越大；但當加熱溫度較高時，加熱時間越長，最大膨脹指數(shù)越小。
　　最后，利用豎直管式爐，通過高速攝像機拍照的方法，觀察爐膛溫度、氣氛、液滴直徑以及固形物含量對生物化工醇廢液的膨脹特性和燃燒特性的影響。并對反應(yīng)產(chǎn)物表面進行掃描電鏡分析和X射線能譜分析。實驗結(jié)果表明，除600℃外，其他溫度下廢液在氮氣比在空氣中的膨脹指數(shù)高。忽略溫度和氣氛的影響，在原液液滴為2.5mm時的最大膨脹指數(shù)最大

4、。忽略液滴直徑的影響，在氮氣氣氛下，原液的最大膨脹指數(shù)隨著溫度的上升先增大后減小。在空氣氣氛下，膨脹指數(shù)隨著溫度的升高先降低后增大。實驗還發(fā)現(xiàn)，溫度越高，膨脹時間越小。膨脹最大時，對應(yīng)的加熱時間并不一定是最長的。膨脹時間與著火時間的變化趨勢基本相同，但膨脹時間要延遲1-2s?；鹧娉掷m(xù)時間會隨著液滴直徑的增加而增大。除此以外，溫度越高，著火時間越早，火焰持續(xù)時間越短。900℃、空氣氣氛下的反應(yīng)產(chǎn)物表面形貌呈現(xiàn)針刺狀，而其他研究工況下的產(chǎn)物