【摘要】： 塑料廢棄物對城市環(huán)境、景觀的破壞以及進(jìn)入自然環(huán)境后難以降解而帶來的長期的深層次環(huán)境問題,已受到全世界的關(guān)注。解決廢塑料造成的“白色污染”,是國內(nèi)外環(huán)保工作者廣泛關(guān)注的研究課題,各種廢塑料處理技術(shù)也應(yīng)運而生,通常是采用填埋法、焚燒法、再生利用法、熱解利用以及高爐噴吹等處理方法。在這些方法中,高爐噴吹得到了較好地應(yīng)用,被認(rèn)為是目前比較行之有效的方法。但該方法仍然存在塑料噴槍容易堵塞,并需要對高爐噴吹系統(tǒng)進(jìn)行大的改造等特點,推廣應(yīng)用受到一定限制。為進(jìn)一步完善和改進(jìn)高爐噴吹廢塑料工藝,本文提出了高爐噴吹煤與廢塑料混合燃料的新思路,并對其進(jìn)行應(yīng)用基礎(chǔ)研究。 論文在對國內(nèi)外處理廢塑料和高爐噴吹技術(shù)研究和應(yīng)用狀況進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,以城市垃圾中的廢塑料和高爐噴吹用煤為原料,按不同比例和溫度混合,圍繞高爐噴吹煤粉與廢塑料混合燃料技術(shù),對混合燃料的燃燒特性及燃燒動力學(xué)、混合燃料在高爐直吹管和風(fēng)口回旋區(qū)燃燒過程的數(shù)值模擬、含氯廢塑料脫氯、爐料低溫還原粉化性能和碳在爐料及鐵水中的分配規(guī)律等進(jìn)行了實驗研究;分析了混合燃料的可磨性、粘結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層厚度和化學(xué)性能等對高爐冶煉的影響;并以某鋼鐵公司1#高爐2005年的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),運用熱力學(xué)理論分析了高爐噴吹煤與廢塑料混合燃料條件下的焦比和火用效率。論文主要研究成果如下: 由混合燃料物燃燒特性和燃燒動力學(xué)研究結(jié)果可知,高爐噴吹煤與廢塑料混合燃料最佳混合工藝參數(shù)為混合溫度:200℃、廢塑料比例:20～25%時,燃燒綜合特性指數(shù)較好,活化能最低,燃燒阻礙小。高爐噴吹煤與廢塑料混合燃料過程數(shù)值模擬結(jié)果表明:燃料總的燃燒效率能達(dá)到90%以上,高爐噴吹煤與廢塑料混合燃料物在高爐風(fēng)口區(qū)的燃燒行為介于高爐單獨噴吹煤粉和廢塑料兩者之間,高爐噴吹混合燃料煤與廢塑料在理論上是切實可行的。對含氯廢塑料進(jìn)行的熱解脫氯研究結(jié)果表明氯元素以HCl形態(tài)析出,經(jīng)熱解法脫氯處理回收氯化氫后的廢塑料可以直接噴入高爐,有利于能量的綜合利用和環(huán)境保護(hù)。高爐噴吹煤與廢塑料混合燃料后,由于爐內(nèi)還原氣體H_2的含量升高,爐料的低溫還原粉化性能不會影響高爐的順行。應(yīng)用熱力學(xué)理論,以具體高爐為例,對高爐噴吹煤和廢塑料混合燃料進(jìn)行了高爐理論焦比計算和煉鐵工序的(火用)分析,結(jié)果表明:在噴吹煤與廢塑料混合燃料條件下,焦比為369.1 kg/t鐵,與噴吹用煤實際生產(chǎn)比較降低了15.4 kg/t鐵;煉鐵工序(火用)效率為78.15%,比實際生產(chǎn)的水平提高了3.82%;高爐煉鐵工序不僅節(jié)約了焦炭和噴吹用煤,同時提高了能源的利用效率。 高爐噴吹煤與廢塑料混合燃料新技術(shù)是對目前高爐噴吹廢塑料工藝的進(jìn)一步完善,在環(huán)保和回收利用方面等有著和目前高爐噴吹廢塑料同樣的優(yōu)越性,更易于投資。本研究成果為科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)地治理“白色污染”提供了理論依據(jù),為鋼鐵廠與環(huán)境友好城市化功能的實現(xiàn)開辟了新途徑。
【圖文】：

所以靈敏度高。但也有其不足之處:試樣處于靜止?fàn)顟B(tài)，難外推到試樣動態(tài)反應(yīng)工況;求得的動力學(xué)參數(shù)適應(yīng)于低溫、低加熱速度，難以外推到高溫、高加熱速度工況[9v一08]。實驗裝置圖如圖2.2左圖所示，右邊是通氣設(shè)備，中間是熱分析儀，最左邊是采集數(shù)據(jù)的電腦，實驗儀器為采用美國杜邦公司生產(chǎn)的熱分析儀 (951Thermo-gravimctri。Analyzer)，如圖2.2右圖所示。圖2.2實驗裝置(左)和熱分析儀(右)的示意圖Fig.2· 2The叫 uiPmentofexPeri班 entandtheruto· gravimetricanalyzer2.2.2實驗條件實驗操作條件:樣品均為90目左右，壓力為常壓，升溫速率為80℃/min，始溫為室溫，升到終溫為1000℃時恒定7min，空氣流速為 250mUmin

之間這一基本規(guī)律。為了更加清楚地說明不同比例的混合燃料的燃燒性能，，將表2.7中的綜合燃燒指數(shù)S和燃料比F繪成圖，見圖2.27a戶。工x巴裝劃黛瑕積拓樣品號圖2.27混合樣品燃燒特性指數(shù)和燃料比 Fig.2.27CombustioneharaeteristieParametersandfuel ratiooffueleombinationsamPles從圖2.27還可以看出，在廢塑料比例都為20%時，1~5#混合燃料的綜合燃燒指數(shù)相差不大，在7.17~9.88之間;從圖2.27中還明顯地看到，在混合溫度為200℃，廢塑料比例為20%和25%時，混合燃料的綜合燃燒特性指數(shù)在曲線上出現(xiàn)兩個峰值，分別為 9.88x10一7和9.79x10-7，隨著廢塑料比例的降低或增加，綜合燃燒特性指數(shù)處于下降的趨勢
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：X705

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 劉穎昊;劉濤;;基于LCA的高爐噴吹廢塑料節(jié)能減排研究[J];鋼鐵;2012年09期

本文編號：2701023