有機(jī)廢氣流化床焚燒處理試驗(yàn)研究.pdf

1、大氣環(huán)境是人們賴(lài)以生存的基礎(chǔ)，其質(zhì)量的好壞直接影響著人類(lèi)的健康。VOCs是大氣的一個(gè)主要的污染源，隨著工業(yè)的發(fā)展，其對(duì)大氣環(huán)境造成破壞越來(lái)越大，人們密切的關(guān)注對(duì)其處理的情況，我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)對(duì)甲苯、二甲苯限排的標(biāo)準(zhǔn)?；诖?，本文提出以流化床焚燒的技術(shù)處置VOCs，并對(duì)該技術(shù)展開(kāi)實(shí)驗(yàn)研究，同時(shí)運(yùn)用基于基元反應(yīng)機(jī)理的化學(xué)動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算，得到了一些具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義的研究結(jié)果和結(jié)論。 選用空心氧化鋁小球作為床料，大大降低了流化風(fēng)速，有利于

2、增加停留時(shí)間、減小爐膛尺寸，減小排煙熱量損失。 本文分別在鼓泡床上和循環(huán)流化床上進(jìn)行了焚燒乙烯和甲苯的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)溫度，停留時(shí)間，濃度等因素的分析，得到了一些可供日后實(shí)際應(yīng)用參考的結(jié)論。用鼓泡床焚燒乙烯時(shí)，空氣流量為30 m<'3>．h<'-1>下，爐膛溫度分別為600℃和700℃時(shí)乙烯的轉(zhuǎn)化率在95％以上，700℃工況最佳；爐溫越高，乙烯轉(zhuǎn)化率越高。特別是高乙烯濃度時(shí)，升高溫度對(duì)乙烯的轉(zhuǎn)化率促進(jìn)作用明顯；高乙烯濃度下，小風(fēng)速時(shí)

3、乙烯燃燒效果相對(duì)差些，CO含量較高，提高風(fēng)速后好轉(zhuǎn)，所以當(dāng)廢氣濃度升高時(shí)，適當(dāng)提高風(fēng)速有利于充分燃燒。延長(zhǎng)停留時(shí)間促進(jìn)乙烯轉(zhuǎn)化，但隨著時(shí)間的增加，對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響逐漸變小，當(dāng)時(shí)間足夠大時(shí)，影響微乎其微。在高濃度下停留時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響更為明顯，所以濃度較高時(shí)，須保證較長(zhǎng)的停留時(shí)間。以循環(huán)流化床焚燒甲苯時(shí)，50m<'3>,h<'-1>，850℃工況下，甲苯的分解率在94％以上。轉(zhuǎn)化率的主要決定因素是溫度，局部達(dá)到970℃01000℃可以達(dá)到

4、較好的效果；低溫階段焚燒效果很差，溫度過(guò)低時(shí)會(huì)產(chǎn)生黑煙，爐溫750℃為臨界溫度，爐溫大于該溫度的情況下焚燒效果較好；850℃下，在0．63s到0．75s的范圍內(nèi)，停留時(shí)間越長(zhǎng)，轉(zhuǎn)化率越高。流化床比固定床更有助于甲苯的分解，床料強(qiáng)化了爐內(nèi)擾動(dòng)和換熱條件，有利于甲苯燃燒；CO的濃度來(lái)大致判斷VOC焚燒的情況。無(wú)論是采用鼓泡床還是循環(huán)流化床，煙氣中的NOx含量都很低。 采用EDagaut et al提出的反應(yīng)機(jī)理，以CHEMKIN4．

5、0內(nèi)置Closed Homogeneous Batch Reactor作為反應(yīng)器模型，計(jì)算了甲苯高溫氧化的反應(yīng)，通過(guò)對(duì)不同初始條件的改變，得到了一系列的結(jié)論，甲苯在氧化反應(yīng)初期生成多種中間體，之后再由中間體氧化生成CO<,2>，所以CO<,2>的生成相對(duì)于甲苯的分解有一個(gè)滯后的時(shí)間；反應(yīng)溫度愈高，甲苯達(dá)到較低的濃度所需的反應(yīng)時(shí)間愈短，在950K-1060K區(qū)間，每升高20K，甲苯達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間縮短一半，1080-1240K區(qū)間，溫度升高

6、40K才達(dá)到相同的效果；隨著停留時(shí)間的增加，甲苯達(dá)到較低濃度所需的溫度降低；在低溫階段，溫度的提高對(duì)轉(zhuǎn)化率較明顯，而在高溫階段，增加停留時(shí)間效果較明顯；在停留時(shí)間不足大時(shí)，分解率整體上是隨著濃度的增大而減小的，只是在很小的濃度范圍內(nèi)，分解率隨著濃度增大而增大。隨著停留時(shí)間的增大，濃度對(duì)分解率的影響越來(lái)越小。在停留時(shí)間不足夠大時(shí)，轉(zhuǎn)化率在濃度較低時(shí)隨著濃度的增大而增大，在濃度達(dá)到一定值以后迅速減小，并且，停留時(shí)間越短，減小幅度越大。隨著停