【摘要】：氯代烴類有機溶劑被廣泛用于化工等行業(yè)中,是工業(yè)危險廢液的重要組成部份,如二氯甲烷、氯仿和四氯化碳等。對這些危險廢液進行安全處置,防止環(huán)境污染十分重要。焚燒技術能把有害物質氧化分解為CO和H20等,焚毀率高,是處理含氯危險廢液的有效方法之一。但是氯對燃燒過程普遍存在抑制作用,常伴隨著CO和COCl2等有害不完全燃燒產(chǎn)物的生成。研究氯代烴高溫氧化的基本特性,了解氯對廢液燃燒過程抑制作用的機理,尋找控制污染物生成的方法是必要的。 本文采用管式流動反應裝置對氯在燃燒過程中的抑制作用進行了實驗研究,并組建了動力學反應模型,分析了氯對燃燒過程抑制作用的機理。研究結果表明,氯代烴的氧化過程經(jīng)歷了兩步,第一步是較快地分解為CO和HCl；第二步是CO在氯的抑制下緩慢氧化。反應物中的碳轉化為CO的比例在800℃左右達到最大值。CO的轉化率隨反應溫度的升高而增大,隨著氯含量的升高而降低。氯對CO氧化的抑制作用主要通過兩個途徑實現(xiàn)：一是氯與H結合生成HCl的過程中消耗H,減少OH的生成；二是生成的HCl與OH反應,進一步降低了OH的濃度。溫度升高時,通過H+O2=OH+O的速率急劇升高,促進了OH的生成,提高了OH濃度和CO的轉化率,削弱了氯對CO氧化的抑制作用。提高反應溫度,是促進氯代烴氧化的首選途徑。 研究發(fā)現(xiàn)反應系統(tǒng)中的氯一方面可以促進甲烷等烴類物質分解,另一方面氯和CH4、CH3等含碳分子或基團反應,導致CH3Cl、CH2Cl2和COCl2等有害不完全燃燒產(chǎn)物的生成,抑制反應物中的碳轉化為CO2。當CH4等烴類物質的濃度一定時,不完全燃燒產(chǎn)物的濃度隨氯含量的增加而增大；當CCl4等氯代烴濃度一定時,提高CH4濃度,降低Cl/H,有利于CCl4分解；但這一過程同時會增大COCl2和CH3Cl等不完全燃燒產(chǎn)物的生成量。溫度高于950℃時,這些產(chǎn)物幾乎完全分解。在900℃以上,提高CH4濃度,降低C1/H,促進CCl4分解的意義很小,反而會促進氯與含碳分子或基團反應生成有害不完全燃燒產(chǎn)物。 在含氯物質高溫燃燒過程中,加入輔助燃料主要作用是提高反應溫度,并提供H與氯結合生成HCl,減少Cl向其它含氯不完全燃燒產(chǎn)物的遷移。采用輔助燃料-氯代烴兩段式燃燒,即先噴入輔助燃料再把含氯物質噴入輔助燃料燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣中,可以消除氯對輔助燃料燃燒的抑制作用,減少氯與含碳分子或基團的反應。和一段式燃燒相比,CO和有機不完全燃燒產(chǎn)物的濃度大幅度下降,有利于控制污染物排放。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：X70
【圖文】：

BAsFeo印oraoionl，‘]}霧化系統(tǒng)，焚燒室，急冷水箱，文}有機廢液1.535比r，水溶液}24.9MW}980丘利除塵器，填充塔煙氣洗滌裝}13.51比，低熱值廢氣250置，除霧器m3/min遼陽石油化纖公司l‘’11液體噴射爐，余熱鍋爐石化廢液與焦油15燈h哈藥集團〔’“]液體噴射爐抗生素生產(chǎn)廢水0.6燈h齊魯石化[‘7了液體噴射爐，余熱鍋爐丙烯睛廢水6一10比E漢h舀婦傲夕〕s

2.1.1實驗系統(tǒng)實驗在管式流動反應裝置中進行，如圖3.1所示。反應溫度通過SKZ一4一12管式電阻爐(上海意豐電爐廠)控制，電爐總長一10cm，額定溫度1200OC，實驗的溫度范圍是7000C一1000oC。爐膛直徑6cm，長IO0cm，兩端有一對陶瓷纖維的堵頭，以減小爐膛向外的輻射形成的軸向溫差。溫控儀控溫精度小于士1“C，爐膛中部約40%的部分，也就是反應器主體放置的區(qū)域，溫度分布是近似恒溫的。反應器的主體是一根內徑2。m，長35cm的石英玻璃管;入口和出口分別是一根內徑02cm，長50cm的石英玻璃管。其中入口支管在爐膛外面的部分長巧cm，在爐膛內的部分長35cm;出口支管在爐膛內的部分長30cm，在爐膛外的部分長20em。如果實驗中采用液態(tài)氯代烴，則溶劑經(jīng)微量注射泵(浙江大學醫(yī)學儀器有限公司)直接注射到熾熱的石英管入口段壁面上產(chǎn)生蒸汽，注射泵流量調節(jié)范圍是0.1ml/h一99.9ml/h。

網(wǎng)格劃分如圖2.3所示，取反應器的一半為計算區(qū)域，剖面上設定對稱邊界，共計 276150個單元。在Flueni中選用k-。模型，模擬氣體為空氣，入口邊界為質量流量 2.11x10一、創(chuàng)s(折合成標準狀態(tài)下整個反應器的入口體積流量為ZL/而n)，出口邊界為出口壓力latm，反應器壁面為輻射邊界條件，外部環(huán)境溫度為7O0oC。由于壁面導熱熱阻遠小于內側對流換熱熱阻，所以壁面取為無限薄，忽略壁面導熱熱阻，估算方法如下:(Tw，瀏，一兀，。)·三叢竺~去In盧2望生)rw，in一(Tw

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

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本文編號：2795653