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

1、石油煉化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量危廢必須完成生產(chǎn)周期的最終解毒過程，中海油氣石化一體化和中海油氣化工CJS項目(CJS，CNOOC-JS)也不可避免的面對這個石化企業(yè)長期以來一直無法有效解決的難題。隨著2015年開始實施的新環(huán)保法與強制性標準以及行政管理條例，為了滿足新的法規(guī)和技術(shù)標準，CJS項目迫切需要研究先進工藝進行技術(shù)升級以避免現(xiàn)行技術(shù)存在的嚴重二次污染問題。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項目危廢解毒，本文主要做了以下幾個方面的工作:
　?、傺芯渴紫葘JS項目產(chǎn)生的危廢的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和年度生產(chǎn)周期采樣并進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)實驗裝置完成了CTP分解特征危廢的實驗。
　　②完成了分解實驗的氣態(tài)產(chǎn)物的檢測，檢測結(jié)果表明:特征危廢分解后的氣態(tài)產(chǎn)物不會形成二次污染，一氧化碳和氫氣的比率超過90％,適合作為燃

3、氣進行能量回收。同時還完成了CTP分解實驗的的殘渣毒性浸出檢測，檢測數(shù)據(jù)顯示CTPR的殘渣不再屬于危險廢棄物，不必再進行進一步無害化的處理。CTP分解實驗顯示低溫?zé)岬入x子體技術(shù)非常適用于特征危廢，在無害化，減量化和資源化各個方面都具備明顯的優(yōu)點。
　?、圻M一步研究了CTP方法在CJS項目上的工藝實現(xiàn)，在CJS項目危廢物料統(tǒng)計分析與分解實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行了低溫?zé)岬入x子體處理危廢工藝的流程概念設(shè)計，包括ASPEN HYSYS模擬等離

4、子體反應(yīng)器在實驗參數(shù)時的物料能量平衡，通過ASPEN HYSYS模擬等離子體反應(yīng)器，可以發(fā)現(xiàn)分解實驗獲得的反應(yīng)器功耗數(shù)據(jù)與使用危廢能耗經(jīng)驗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)計準確性可以得到保障。
　?、苁褂肨amo(s)iūnas等完成的標準格式的關(guān)聯(lián)式計算了低溫?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、截面運動軌跡計算模型采用了過增元等研究的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的模型對主要的CTPT參數(shù)計算結(jié)果進行了校核。ANSYS CFD MHD Simulation顯示CTPT的TD(TemperatureDistribution)和VD(Velocity Distribution)值與Tamo(s)iūnas關(guān)聯(lián)式計算的CTP的MT(Mean Temperature)和MV(Mean Velocity)值偏差均不超過8％。因此等離子炬能夠進行放大研發(fā)以滿足CTPR的過程控制