采用低溫?zé)岬入x子體技術(shù)處理化工危險(xiǎn)廢物的工藝概念設(shè)計(jì).pdf

1、石油煉化生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量危廢必須完成生產(chǎn)周期的最終解毒過(guò)程，中海油氣石化一體化和中海油氣化工CJS項(xiàng)目(CJS，CNOOC-JS)也不可避免的面對(duì)這個(gè)石化企業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)一直無(wú)法有效解決的難題。隨著2015年開(kāi)始實(shí)施的新環(huán)保法與強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)以及行政管理?xiàng)l例，為了滿足新的法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，CJS項(xiàng)目迫切需要研究先進(jìn)工藝進(jìn)行技術(shù)升級(jí)以避免現(xiàn)行技術(shù)存在的嚴(yán)重二次污染問(wèn)題。為了研究如何將低溫?zé)岬入x子體(CTP, Cold Thermal Plasm

2、a)應(yīng)用于CJS項(xiàng)目危廢解毒，本文主要做了以下幾個(gè)方面的工作:
　?、傺芯渴紫葘?duì)CJS項(xiàng)目產(chǎn)生的危廢的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和年度生產(chǎn)周期采樣并進(jìn)行了代表性危廢特征配比，然后使用低溫?zé)岬入x子體反應(yīng)器(CTPR, ColdThermalPlasma Reactor)實(shí)驗(yàn)裝置完成了CTP分解特征危廢的實(shí)驗(yàn)。
　　②完成了分解實(shí)驗(yàn)的氣態(tài)產(chǎn)物的檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明:特征危廢分解后的氣態(tài)產(chǎn)物不會(huì)形成二次污染，一氧化碳和氫氣的比率超過(guò)90％,適合作為燃

3、氣進(jìn)行能量回收。同時(shí)還完成了CTP分解實(shí)驗(yàn)的的殘?jiān)拘越鰴z測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示CTPR的殘?jiān)辉賹儆谖ｋU(xiǎn)廢棄物，不必再進(jìn)行進(jìn)一步無(wú)害化的處理。CTP分解實(shí)驗(yàn)顯示低溫?zé)岬入x子體技術(shù)非常適用于特征危廢，在無(wú)害化，減量化和資源化各個(gè)方面都具備明顯的優(yōu)點(diǎn)。
　?、圻M(jìn)一步研究了CTP方法在CJS項(xiàng)目上的工藝實(shí)現(xiàn)，在CJS項(xiàng)目危廢物料統(tǒng)計(jì)分析與分解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了低溫?zé)岬入x子體處理危廢工藝的流程概念設(shè)計(jì)，包括ASPEN HYSYS模擬等離

4、子體反應(yīng)器在實(shí)驗(yàn)參數(shù)時(shí)的物料能量平衡，通過(guò)ASPEN HYSYS模擬等離子體反應(yīng)器，可以發(fā)現(xiàn)分解實(shí)驗(yàn)獲得的反應(yīng)器功耗數(shù)據(jù)與使用危廢能耗經(jīng)驗(yàn)值模擬的能量平衡結(jié)果吻合很好，能夠獲得比較良好的模型精度。因此反應(yīng)器研發(fā)和外圍工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性可以得到保障。
　?、苁褂肨amo(s)iūnas等完成的標(biāo)準(zhǔn)格式的關(guān)聯(lián)式計(jì)算了低溫?zé)岬入x子炬(CTPT，Cold Thermal Plasma Torch)的電工特性和熱工特性。CTP弧體在炬腔體內(nèi)的軸

5、截面運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算模型采用了過(guò)增元等研究的SPM(SingleParticle Motion)理論，依照Steenbeck的PMAV(Principle of Minimum ArcVoltage)數(shù)值方法對(duì)EHE(Elenbaas-Heller Equation)求解得到了弧電流、弧柱半徑、弧柱溫度值，由此確定了與CTPR配套的低溫?zé)岬入x子炬研發(fā)所需要的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù):等離子炬噴口的流速，溫度和功率。
　?、葸x擇ANSYS FLUE

6、NT MHD按照Trelles的模型對(duì)主要的CTPT參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了校核。ANSYS CFD MHD Simulation顯示CTPT的TD(TemperatureDistribution)和VD(Velocity Distribution)值與Tamo(s)iūnas關(guān)聯(lián)式計(jì)算的CTP的MT(Mean Temperature)和MV(Mean Velocity)值偏差均不超過(guò)8％。因此等離子炬能夠進(jìn)行放大研發(fā)以滿足CTPR的過(guò)程控制