【摘要】：氯代烴類(lèi)有機(jī)溶劑被廣泛用于化工等行業(yè)中,是工業(yè)危險(xiǎn)廢液的重要組成部份,如二氯甲烷、氯仿和四氯化碳等。對(duì)這些危險(xiǎn)廢液進(jìn)行安全處置,防止環(huán)境污染十分重要。焚燒技術(shù)能把有害物質(zhì)氧化分解為CO和H20等,焚毀率高,是處理含氯危險(xiǎn)廢液的有效方法之一。但是氯對(duì)燃燒過(guò)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(duì)廢液燃燒過(guò)程抑制作用的機(jī)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(dòng)反應(yīng)裝置對(duì)氯在燃燒過(guò)程中的抑制作用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并組建了動(dòng)力學(xué)反應(yīng)模型,分析了氯對(duì)燃燒過(guò)程抑制作用的機(jī)理。研究結(jié)果表明,氯代烴的氧化過(guò)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(yīng)物中的碳轉(zhuǎn)化為CO的比例在800℃左右達(dá)到最大值。CO的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的升高而增大,隨著氯含量的升高而降低。氯對(duì)CO氧化的抑制作用主要通過(guò)兩個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)：一是氯與H結(jié)合生成HCl的過(guò)程中消耗H,減少OH的生成；二是生成的HCl與OH反應(yīng),進(jìn)一步降低了OH的濃度。溫度升高時(shí),通過(guò)H+O2=OH+O的速率急劇升高,促進(jìn)了OH的生成,提高了OH濃度和CO的轉(zhuǎn)化率,削弱了氯對(duì)CO氧化的抑制作用。提高反應(yīng)溫度,是促進(jìn)氯代烴氧化的首選途徑。 研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)系統(tǒng)中的氯一方面可以促進(jìn)甲烷等烴類(lèi)物質(zhì)分解,另一方面氯和CH4、CH3等含碳分子或基團(tuán)反應(yīng),導(dǎo)致CH3Cl、CH2Cl2和COCl2等有害不完全燃燒產(chǎn)物的生成,抑制反應(yīng)物中的碳轉(zhuǎn)化為CO2。當(dāng)CH4等烴類(lèi)物質(zhì)的濃度一定時(shí),不完全燃燒產(chǎn)物的濃度隨氯含量的增加而增大；當(dāng)CCl4等氯代烴濃度一定時(shí),提高CH4濃度,降低Cl/H,有利于CCl4分解；但這一過(guò)程同時(shí)會(huì)增大COCl2和CH3Cl等不完全燃燒產(chǎn)物的生成量。溫度高于950℃時(shí),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(jìn)CCl4分解的意義很小,反而會(huì)促進(jìn)氯與含碳分子或基團(tuán)反應(yīng)生成有害不完全燃燒產(chǎn)物。 在含氯物質(zhì)高溫燃燒過(guò)程中,加入輔助燃料主要作用是提高反應(yīng)溫度,并提供H與氯結(jié)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(zhì)噴入輔助燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵?可以消除氯對(duì)輔助燃料燃燒的抑制作用,減少氯與含碳分子或基團(tuán)的反應(yīng)。和一段式燃燒相比,CO和有機(jī)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(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：X70
【圖文】：

BAsFeo印oraoionl，‘]}霧化系統(tǒng)，焚燒室，急冷水箱，文}有機(jī)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(yáng)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(tuán)〔’“]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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在管式流動(dòng)反應(yīng)裝置中進(jìn)行，如圖3.1所示。反應(yīng)溫度通過(guò)SKZ一4一12管式電阻爐(上海意豐電爐廠)控制，電爐總長(zhǎng)一10cm，額定溫度1200OC，實(shí)驗(yàn)的溫度范圍是7000C一1000oC。爐膛直徑6cm，長(zhǎng)IO0cm，兩端有一對(duì)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(yīng)器主體放置的區(qū)域，溫度分布是近似恒溫的。反應(yīng)器的主體是一根內(nèi)徑2。m，長(zhǎng)35cm的石英玻璃管;入口和出口分別是一根內(nèi)徑02cm，長(zhǎng)50cm的石英玻璃管。其中入口支管在爐膛外面的部分長(zhǎng)巧cm，在爐膛內(nèi)的部分長(zhǎng)35cm;出口支管在爐膛內(nèi)的部分長(zhǎng)30cm，在爐膛外的部分長(zhǎng)20em。如果實(shí)驗(yàn)中采用液態(tài)氯代烴，則溶劑經(jīng)微量注射泵(浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)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(diào)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(yīng)器的一半為計(jì)算區(qū)域，剖面上設(shè)定對(duì)稱(chēng)邊界，共計(jì) 276150個(gè)單元。在Flueni中選用k-。模型，模擬氣體為空氣，入口邊界為質(zhì)量流量 2.11x10一、創(chuàng)s(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下整個(gè)反應(yīng)器的入口體積流量為ZL/而n)，出口邊界為出口壓力latm，反應(yīng)器壁面為輻射邊界條件，外部環(huán)境溫度為7O0oC。由于壁面導(dǎo)熱熱阻遠(yuǎn)小于內(nèi)側(cè)對(duì)流換熱熱阻，所以壁面取為無(wú)限薄，忽略壁面導(dǎo)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(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

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本文編號(hào)：2795653