油漆渣-焦油渣工业危险废物焚烧特性的研究

发布时间：2020-06-21 15:48

【摘要】：随我国社会生产力的发展和工业化程度的提高,工业危险废物的产生量迅速增长。危险废物的毒性、易爆性、腐蚀性、易燃性、化学反应性和传染性等危害特性对人类的健康和环境具有极大威胁。如对它们处置不妥,其中的有毒有害物质如重金属、化学物质、病原微生物等可以通过土壤、大气、水体进入环境,造成严重污染。目前我国对工业危险废物的处理处置还处于初级阶段,技术比较落后,规范和标准尚未完全建立。因此,研究工业危险废物处理处置技术,对控制危险废物造成的污染、保证人类健康有重要意义,已受到政府、科技界、产业界和环境保护界的重视。在现有的工业危险废物处理处置方法中,焚烧法以其减量化、无害化、资源化和二次污染小等优势被大力发展。本文以油漆渣-焦油渣成型工业危险废物为对象,对粉状、单颗粒、颗粒群等工业危险废物的热解特性、燃烧特性进行全面研究,并根据研究结果,设计了处理量为1500kg/h的工业危险废物焚烧系统和焚烧装置。利用热重-红外连用装置,对粉状油漆渣-焦油渣工业危险废物进行热解试验,得到热解特征温度、热解产率、主要热解气体析出量随升温速率、热解终温和样品粒径的变化规律;以及一氧化碳、二氧化碳、氨气和甲烷的析出温度段、析出量、析出最大速率温度。在试验基础上,提出热解动力学模型,并分段计算出热解过程中的指前因子和活化能。利用自行搭建的单颗粒热重试验台,对单个油漆渣-焦油渣工业危险废物颗粒的热解特性进行了试验研究,得到了热解产率,以及升温速率、热解终温对单个废物颗粒热解特性的影响;建立了热解动力学模型,计算了热解动力学参数;研究了单个废物颗粒的燃烧特性,得到了燃烧失重率随过量空气系数和炉膛温度的变化规律。利用固定床燃烧试验台,对油漆渣-焦油渣工业危险废物颗粒群进行了燃烧试验。得到了危险废物的失重过程、燃烧速率、火焰前锋传播速度、床层内最高温度、气态燃烧产物及氧气浓度随一次风量、物料水分、床层高度和粒径的变化规律。通过Phoenics计算平台,对层燃炉排上的油漆渣-焦油渣工业危险废物的燃烧特性进行了研究。建立了一维非稳态模型,确定了基本控制方程、水分蒸发模型、挥发分析出及燃烧模型、焦炭燃烧模型和NO生成模型。得到了床层质量变化、床层内温度分布、燃烧产物的计算结果,以及一次风量对燃烧速率、床层内最高温度及床层内气体影响的计算结果,计算结果与试验结果趋势一致。确定了处理量为1500t/h工业危险废物焚烧处理的系统工艺流程,设计了焚烧炉,得到了焚烧炉结构、热力、阻力等参数,研究了炉膛温度对CO浓度、NOx浓度和烟尘浓度的影响。监测表明,该焚烧炉的有害气体、烟尘、重金属等均达标排放,烟气黑度、焚烧炉残渣热灼减率、残渣二VA英、飞灰二VA英等也满足国家相关标准。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X70

【参考文献】