本文關(guān)鍵詞：水泥窯共處置危險有機物的實驗和數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,工業(yè)的快速發(fā)展和居民生活方式的不斷改變,產(chǎn)生了越來越多的危險廢物。利用工業(yè)窯爐,尤其是水泥窯進行危險廢物的共處理,是非常有效的污染處理和資源再利用方法。因此,對工業(yè)窯爐中共處置危險有機物的工程技術(shù)、環(huán)境風(fēng)險與管理技術(shù)進行研究有著重要的意義。 本文首先根據(jù)美國環(huán)境署公布的危險有機物穩(wěn)定性等級,選取典型的兩種危險有機物苯和氯乙烯,在高溫爐中進行熱解動力學(xué)實驗,分析發(fā)現(xiàn),不同等級的有機物其動力學(xué)特性不同,其中苯熱解的的活化能E=122.98KJ/mol,指前因子A=1085.14s-1,其動力學(xué)方程：α=1-exp(-1085.14exp(-15034.8/T)t)。氯乙烯熱解活化能E=35KJ/mol,指前因子A=7.724s-',動力學(xué)方程：α=1-exp (-7.72exp(-4288/T)t)。通過對選取有機物的熱解動力學(xué)實驗,可以為有機物在水泥窯中的分解效果提供理論基礎(chǔ)。 其次,利用數(shù)值模擬軟件Fluent,對目前廣泛應(yīng)用的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)中的回轉(zhuǎn)窯建立模型,對回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的燃燒進行數(shù)值模擬。建立了四通道燃燒器水泥回轉(zhuǎn)窯數(shù)學(xué)模型,對其煤粉燃燒的溫度場、速度場和O2.CO2、CO等氣體組分的濃度場進行了模擬,窯內(nèi)溫度達到2000K以上,溫度場和主要組分濃度場與工業(yè)生產(chǎn)工況接近。分析了窯內(nèi)基本參數(shù),同時為其進行危險有機物共處置過程的影響和效果提供對比參考。 最后,對水泥窯內(nèi)添加有機物進行共處置的過程進行了數(shù)值模擬。分析了不同有機物投加方式和不同的投加量對燃燒過程的影響。分別在燃燒器的內(nèi)、外風(fēng)道投加有機物苯進行共處置,在煤苯添加質(zhì)量比為100：1時,發(fā)現(xiàn)窯內(nèi)火焰位置和高溫區(qū)較未添加提前了2-3m,溫度場最高溫度升高而出口溫度降低。O2、CO2、CO氣體的組分分布也隨之變化,外風(fēng)道添加工況綜合效果優(yōu)于內(nèi)風(fēng)道添加。通過改變外風(fēng)道不同的投加量結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)煤苯添加質(zhì)量比例達到10：1時,燃燒過程已產(chǎn)生非常大的改變；添加比在小于20：1時,窯內(nèi)的各個參數(shù)變化處在可以控制的范圍內(nèi),苯處理效果可視為完全分解,符合工程技術(shù)要求。通過模擬的得到的各個參數(shù)結(jié)果,可以為實際的共處置工程應(yīng)用提供參考。
【關(guān)鍵詞】：水泥窯 危險有機物 共處置 熱解 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TQ172.622;TQ086.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 危險有機物共處置研究背景和意義11-13
• 1.1.1 危險有機物的分類及危害11-12
• 1.1.2 危險有機廢物高溫窯爐共處置的意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外高溫工業(yè)窯爐共處置危險廢物應(yīng)用及研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 國外共處置危險廢物應(yīng)用現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)共處置危險廢物應(yīng)用現(xiàn)狀14
• 1.2.3 高溫工業(yè)窯爐共處置危險廢物技術(shù)和研究進展14-15
• 1.3 危險有機物高溫降解特性研究進展15-17
• 1.4 水泥窯危險有機物共處置數(shù)值模擬17-18
• 1.4.1 水泥窯共處置技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀17-18
• 1.4.2 水泥窯的數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀18
• 1.5 本文的主要工作內(nèi)容18-20
• 第2章 危險有機物高溫降解特性實驗20-32
• 2.1 實驗流程20-24
• 2.1.1 實驗設(shè)備與儀器20-21
• 2.1.2 實驗試劑21-24
• 2.1.3 實驗裝置24
• 2.2 實驗步驟24-25
• 2.3 實驗結(jié)果討論與分析25-31
• 2.3.1 動力學(xué)相關(guān)理論25-26
• 2.3.2 苯的熱解動力學(xué)分析26-29
• 2.3.3 氯乙烯熱解動力學(xué)分析29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 水泥回轉(zhuǎn)窯煤粉燃燒的數(shù)學(xué)模型32-47
• 3.1 氣相湍流模型32-38
• 3.2 氣固兩相流模型38-39
• 3.3 氣相湍流燃燒模型39-42
• 3.4 煤粉燃燒模型42-44
• 3.5 輻射換熱模型44-47
• 第4章 水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒數(shù)值模擬47-54
• 4.1 水泥回轉(zhuǎn)窯與燃燒器簡介47-48
• 4.2 回轉(zhuǎn)窯模擬模型的建立48-49
• 4.3 邊界條件設(shè)置49
• 4.4 回轉(zhuǎn)窯數(shù)值模擬結(jié)果分析49-52
• 4.4.1 燃燒速度場分析49-50
• 4.4.2 燃燒溫度場分布50-51
• 4.4.3 燃燒組分場分析51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第5章 回轉(zhuǎn)窯有機物共處置數(shù)值模擬54-70
• 5.1 概述54-55
• 5.2 投加方式對共處置過程的影響55-60
• 5.2.1 模擬工況設(shè)置55
• 5.2.2 計算結(jié)果分析55-60
• 5.2.2.1 不同投加方式溫度場分析55-56
• 5.2.2.2 不同投加方式O2濃度場分析56-57
• 5.2.2.3 不同投加方式CO濃度場分析57-59
• 5.2.2.4 不同投加方式CO2濃度場分析59-60
• 5.3 投加量對燃燒溫度場的影響60-69
• 5.3.1 不同投加量的模擬工況設(shè)置60-61
• 5.3.2 不同投加量模擬結(jié)果分析61-69
• 5.3.2.1 不同投加量共處置的溫度場分析61-62
• 5.3.2.2 不同投加量共處置的O2的濃度場分析62-64
• 5.3.2.3 不同投加量共處置的CO的濃度場分析64-66
• 5.3.2.4 不同投加量共處置的CO2的濃度場分析66-68
• 5.3.2.5 有機物苯的窯內(nèi)分布68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 第6章 結(jié)論與展望70-72
• 參考文獻72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果76-77
• 致謝77

【參考文獻】

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本文編號：324447