流化床焚烧处理高浓度有机废液的结焦结渣特性研究

【摘要】：焚烧法处理化工高浓度有机废液是一种简单、高效、环保、可行的处理方法;但是,化工行业所排放的高浓度有机废液含有NaCl、Na_2SO_4、Na_2CO_3等碱金属盐;这些有机废液焚烧时易造成焚烧炉的结焦结渣。因而,研究流化床焚烧高浓度有机废液的结焦结渣机理、影响因素及其解决方案对焚烧炉的可靠稳定运行具有重要的工程应用价值。 本文研究了高浓度有机废液的燃烧特性和热解特性,目的在于考察其着火特性、燃烧燃烬特性和污染物排放水平;并根据热重曲线,得出它们的燃烧、热解动力学参数。研究表明:高浓度有机废液粘度低,具有良好的雾化特性,但由于其热值较低,使得着火温度较高;而混煤有机废液含有较多的可燃成分以及对燃烧反应起催化作用的Na基等化合物,使得混煤有机废液相比原液更易着火,且燃烧稳定、良好,燃烬时间也较短。 针对高浓度有机废液中碱金属含量和焚烧温度对流化床焚烧炉结焦结渣的潜在影响,开展了不同焚烧温度条件下有机浓缩废液焚烧时的结焦结渣特性研究。研究表明:有机废液的焚烧程度与焚烧温度呈同向变化,焚烧炉的结焦结渣程度随焚烧温度的升高按一定的规律增长,床层的流化程度也越来越差;灰渣物相组成由以钠的硫酸盐、氯化盐为主转为以钠的硅酸盐、硫酸盐为主,灰渣微观结构由疏松的絮状逐渐转为结构比较致密的玻璃状体。 向炉内添加添加剂抑制焚烧炉结焦结渣的试验研究表明:加入添加剂石灰石、氧化铁、高龄黏土,焚烧炉的运行均比较稳定、床层流化正常,炉壁和床层等区域的结焦结渣很轻微;当加入添加剂氧化铝时,高温下焚烧炉流化不稳定,炉壁区域有较多的黏附物,床层区域也有大的粘结团,说明氧化铝不能很好地抑制焚烧炉的结焦结渣。由于使用氧化铁的成本较高、石灰石对灰熔点影响的非单一性,研究认为高龄黏土是经济、实用的添加剂。