高濃度有機廢液在流化床中焚燒處理研究.pdf

1、采用流化床焚燒處理高濃度有機廢液時存在以下問題，當焚燒含高濃度堿金屬鹽的有機廢液時，會出現(xiàn)床料燒結(jié)現(xiàn)象，嚴重的床層燒結(jié)最終將導(dǎo)致流化床在較短時間內(nèi)停止流化；在流化床運行溫度（800～900℃）下，向爐內(nèi)直接送入鈣基吸收劑（如石灰石等）去除HCl氣體效率較低。本文針對上述問題，提出了雙溫雙床氣化氧化流化床焚燒新工藝，該項技術(shù)能夠解決目前利用流化床焚燒高濃度有機廢液遇到的難題。它將流化床低溫氣化與流化床高溫氧化燃燒有機組合解決了流化床床料結(jié)

2、團、燒結(jié)問題，有效地脫除了高濃度有機廢液焚燒后產(chǎn)生的HCl、SO2和NOx等有毒有害氣體，并且能夠?qū)U液中的有毒有機物徹底焚毀。
　　本文主要針對雙溫雙床氣化氧化流化床焚燒技術(shù)中的低溫氣化流化床焚燒技術(shù)進行理論機理和實驗室研究，通過對含有機氯、堿金屬鹽、有機氮的高濃度有機廢液在低溫氣化流化床中的焚燒特性和控制方法的研究，得到雙溫雙床氣化氧化流化床焚燒爐低溫氣化室的設(shè)計和運行的必要參數(shù)，解決該項焚燒技術(shù)中的關(guān)鍵性問題，為雙溫雙床氣化

3、氧化流化床焚燒爐的設(shè)計和實際工程應(yīng)用提供理論和實驗依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下。
　　1．研究含氯有機廢液在流化床中焚燒HCl生成與控制機理。在實驗室規(guī)模的小型流化床實驗臺上，進行含三氯乙醛有機廢液的焚燒及利用鈣基吸收劑（CaO和石灰石）爐內(nèi)脫除HCl的實驗研究。研究結(jié)果表明只有溫度高于600℃有機氯轉(zhuǎn)化為HCl的轉(zhuǎn)化率才能夠達到95％以上，并且隨著溫度的升高轉(zhuǎn)化率逐漸增大；鈣基吸收劑去除 HCl的最佳工況是500～600℃，Ca/Cl

4、摩爾比為3.5。通過對不同溫度不同反應(yīng)時間下的CaO顆粒表面進行掃描電子顯微鏡（SEM）分析，從微觀上看到產(chǎn)物層的形成從晶體成核、晶體長大到產(chǎn)物層越來越致密，到最后開始斷裂的整個過程。高溫（>600℃）下CaO與HCl之間的反應(yīng)受化學(xué)反應(yīng)和產(chǎn)物層擴散共同控制。在低溫下對CaO與HCl之間的氣固反應(yīng)進行反應(yīng)動力學(xué)分析，計算得出化學(xué)反應(yīng)活化能和產(chǎn)物層擴散活化能，分別為11.81kJ/mol和14.82kJ/mol。
　　2．建立流化床

5、脫氯綜合數(shù)學(xué)模型，該模型由單顆粒吸收劑脫氯子模型和流化床中顆粒磨損子模型組成。其中對單顆粒吸收劑內(nèi)孔結(jié)構(gòu)采用Bethe網(wǎng)絡(luò)進行模擬，引入逾滲理論分析Bethe網(wǎng)絡(luò)的各種逾滲特性并運用逾滲團的標度理論獲得吸收劑孔隙可用表面積、有效擴散系數(shù)、可用孔隙率等關(guān)鍵參數(shù)的計算方法，詳細描述孔隙變遷以及孔隙堵塞的過程。同時考慮流化床中由于顆粒運動和顆粒間的相互碰撞而造成的磨損對吸收劑轉(zhuǎn)化率的影響，進而實現(xiàn)從孔隙、顆粒到流化床反應(yīng)器由微觀至宏觀的三個尺

6、度上對脫氯問題的模擬。模型預(yù)測的吸收劑CaO轉(zhuǎn)化率與實驗結(jié)果吻合較好。
　　3．研究含堿金屬鹽廢液在流化床中焚燒燒結(jié)特性機理。在小型流化床實驗臺上，500～700℃溫度范圍內(nèi)，進行含NaCl、Na2CO3、Na2SO4以及其中兩種鹽或三種鹽混合的有機廢液在流化床中焚燒燒結(jié)特性和添加劑對床料燒結(jié)影響的研究。研究結(jié)果表明在600～700℃下，添加少量廉價的添加劑（如Ca(OH)2、高嶺粘土），能夠有效地抑制床料燒結(jié)的發(fā)生，充分證明了雙