含鹽廢液流化床焚燒特性研究.pdf

1、化工有機(jī)廢液COD含量高、難降解，且具有一定的熱值，一般的物理化學(xué)處理法和生物處理法很難或無法對其進(jìn)行處理。焚燒法既可破壞有害物質(zhì)，又可回收利用熱量，是一種高效環(huán)保的處理方法。流化床具有焚燒效率高、燃料適應(yīng)性強(qiáng)、環(huán)保性能好等優(yōu)點，在廢水焚燒方面有廣闊的應(yīng)用前景。然而流化床焚燒技術(shù)在處理含高鹽有機(jī)廢液時，存在焚燒爐的結(jié)焦結(jié)渣問題。因此，研究流化床焚燒含鹽廢液的結(jié)焦結(jié)渣機(jī)理、影響因素及解決方法，對流化床焚燒爐的設(shè)計和運(yùn)行具有重要的工程應(yīng)用價

2、值。
　　 本文在自行設(shè)計的鼓泡流化床焚燒實驗臺上，開展含鹽廢液流化床焚燒試驗研究，為流化床廢液焚燒技術(shù)的應(yīng)用和推廣進(jìn)行有益的探索研究。具體研究內(nèi)容如下：
　　 1、設(shè)計一個1.2 kg/h的小流量氣泡霧化噴嘴，利用粒子動態(tài)分析儀（PDA），對噴嘴水平噴射時下游流場進(jìn)行測量，分析了液霧粒徑和速度的分布規(guī)律及其相關(guān)因子，考察了氣液質(zhì)量流量比、進(jìn)氣壓力、混合室長度對霧化質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，液霧粒徑沿徑向呈非軸對稱分布，軸線

3、下方平均粒徑大于上方平均粒徑，液滴粒徑隨軸向距離呈先減小后增大的趨勢；液霧軸向平均速度呈鐘形分布，噴嘴出口區(qū)域液滴軸向平均速度和均方根速度都比較大，兩者值均隨軸向距離增加而逐漸減小。噴嘴出口區(qū)域，液滴粒徑和速度間負(fù)相關(guān)性很強(qiáng)，隨軸向距離的增加，其相關(guān)性可以忽略。氣液比增大液霧粒徑減??；在相同的氣液比下，進(jìn)氣壓力增大，霧化效果變差；混合室長度為其直徑的2.5倍時，霧化效果較好。
　　 2、在內(nèi)徑80mm的鼓泡流化床實驗臺上，測量了

4、三種粒徑范圍（0.18～0.315nun、0.25～0.35mm、0.28～0.45mm）的石英砂顆粒在室溫及高溫（250～850℃）下的臨界流化速度umf。結(jié)果表明，umf在測試范圍內(nèi)基本不隨溫度變化，隨床料粒徑增大而增大?；谠囼灁?shù)據(jù)，得到一個新的計算Umf的經(jīng)驗公式，公式擬合的臨界雷諾數(shù)Remf與試驗測得值的離散程度在10.06％范圍內(nèi)。上述研究結(jié)果為流化床反應(yīng)器的設(shè)計和運(yùn)行提供了可靠的依據(jù)。
　　 3、在內(nèi)徑80mm的鼓

5、泡流化床廢水焚燒實驗臺上，研究廢水含鹽量及操作參數(shù)（密相區(qū)溫度、表觀氣速、靜止床高、床料粒徑、石英砂類型）對床層結(jié)焦特性的影響。結(jié)果表明，廢水中NaCl含量增加，床層結(jié)焦時間縮短；結(jié)焦時間隨床溫升高而減小，隨表觀氣速增大而增加，隨靜止床高增高而減小，隨床料粒徑增大而減小。此外，用去除渣塊的舊石英砂為床料，也會加速床層結(jié)焦。SEM/EDX和XRD分析表明，700℃時，NaCl未和SiO2反應(yīng)，床層結(jié)焦是由NaCl熔化引起的。溫度高于750

6、℃時，NaCl和SiO2反應(yīng)，生成低熔點的共晶體，導(dǎo)致床層結(jié)焦。
　　 4、在鼓泡流化床廢水焚燒實驗臺上，研究添加劑種類（CaCO3、Al2O3、Fe2O3、高嶺土）及添加量（分別占床料總量的5％、1O％、20％）對床層結(jié)焦特性的影響。結(jié)果表明，這四種添加劑均能有效抑制床層結(jié)焦，其中Al2O3抑制效果最好。以CaCO3為例，流化床正常流化時間隨其添加量增加而增加。溫度低于800℃時，添加劑未和硅酸鈉發(fā)生反應(yīng)，其對流化床床層燒結(jié)的