废塑料与煤粉升温过程中的燃烧特性

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郁庆瑶教授级高级工程师1952年生1982年毕业于东北大学现从事炼铁科研工作电话26647668刖言废塑料作为一种固态燃料喷入高炉内，将发生非常复杂的多相反应，包括气一气反应、气一固反应、气一液反应。废塑料的物理性质与化学性质不同于煤粉和重油，喷入高炉后，会以不同于煤粉和重油的燃烧模式进行燃烧，因此，废塑料在高炉内燃烧特性的研究是高炉喷吹废塑料技术的一个重要课题。　　本试验就是将废塑料置于空气和氧气中研究其燃烧特性，同时对不同种类的废塑料与高炉喷吹用煤粉的燃烧特性作了对比研究。　　1试验材料试验材料选用目前占国内塑料产量比重较大的两种废弃塑料聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP，粒度为3 ~5mm煤粉选用宝钢高炉喷吹系统的成品煤，其无烟煤和烟煤各占50%，其化学成分见表1煤粉粒度分析见表2表1试验材料化学成分的质量分数表2煤粉粒度分析目308240072911由表1可知，废塑料的w/wr为0.于煤粉的0.052废塑料的灰分也远低于煤粉。　　因此，将废塑料喷入高炉中，将提高高炉的还原性能，降低高炉出渣量。还原性能的提高，渣量的减少，将有利于高炉顺行，操作稳定，提高高炉热能利用率，同时也可节约焦炭，降低炼铁成本。　　2试验装置和功能燃烧尾气分析装置示意图如所示。　　本装置以静态的方式，将不同试验材料置于升温的试管中，分别在空气和富氧的条件下，从升温初期到反应完成，全过程采集不同温度时反应尾气中CQCQ的含量变化，寻求其不同的峰值和对应的温度，在相同条件下作燃烧特性的可比性分析。　　1热电偶CO红外气体分析仪三通试管con体记录仪瓷舟缓冲瓶，洗气瓶气瓶干燥过滤瓶（无水CaCl2）CO：红外气体分析仪co2气体记录仪管式电阻炉燃烧尾气分析装置图明显P后尾气中峰值含量比在3试验结果试验结果见~7及表3 PE在空气中燃烧尾气分析pp燃烧后尾气中的COC）含量走势可见，同种物料在空气和氧气中的反应时间和反应速度差值较大，在氧气中反应时间和终了时间提前，该现象在PP的燃烧中非常气条件下高4~5倍。　　7煤粉燃烧后尾气中CQCQ含量走势可见，在氧气中，煤粉反应时间较在空气中缩短，终了时间较在空气中明显提前，C）峰值含量是空气条件下的5倍；与废塑料在同样气氛条件下对比，反应时间和终了时间、C）峰值有明显滞后。　　表3中数据差值也同样显示废塑料的燃烧特性明显优于煤粉。　　PE在氧气中燃烧尾气分析表3PEPP与煤粉燃烧尾气比较煤粉CQ含量显著升高时所对应的温度及峰值含量A°C，）空气氧气CQ2含量显著升高时所对应的温度及峰值含量A°c，）空气氧气CQ含量达到最大值时所对应的温度及峰值含量A°C，）空气氧气C2含量达到最大值时所对应的温度及峰值含量A°c，）空气氧气CQ消失时所对应的温度/°c空气氧气cq2消失时所对应的温度（即燃烧完成时的温度）/c空气氧气4试验结论无论是废塑料还是煤粉，在氧气条件下cc含量明显升高的温度都比在空气中的低。前者低约30°Q后者低约40°C.废塑料和煤粉在氧气中燃烧时，CO含量都比空气中的高得多，前者由12%升高到60%以上，后者由5%升高到24%以上。　　废塑料和煤粉在氧气中燃烧时，完成燃100°C，后者降低200°C以上，废塑料的气化速度明显快于煤粉。　　废塑料与煤粉在相同条件下比较，废塑料燃烧后的CQ！大含量为8%~15%，而煤粉的仅为5%.废塑料进入气化温度区域内气化速度较快，短时间使氧量不足而产生较多的CQ而煤粉气化的挥发分量有限，固定碳反应速度滞后，与氧气需求产生时间差、分散了集中度，故产生的CC较少。烧即am厌失温度都显著降低，前者降低约秘命（下转至第3页）et Fe+为使生成的絮体沉降下来，一般会调节p值至弱酸性、中性或碱性，使Fe+发挥混凝作用。　　由可知，当p值在8~10范围内时，COD去除率均在30%以下，而当值在5 ~7范围波动时，COD去除率大幅上升，均维持在50%左右。　　说明对于经过Feno试剂处理后的废水而言，在m值在5~7时Fe+能发挥很好的混凝作用。　　混凝pH值混凝ffl值对COD去除率的影响在上述最佳反应条件下，经过Feno混凝之后的处理水BOD/CD为048石油类含量为242mg/L略高于原水。这是因为Fnon式剂能改变污染物的结构，大分子物质分解为小分子物质，使可生化性提高，同时在这个过程中ch、ch及芳香环的数量会增多，而这些小分子不能被Fnon式剂氧化，最终造成了石油类含量的增高。　　3结论采用Femrn氧化法对质量分数为5%的SP―H令乳平整液模拟废水进行了实验室规模的试验研究，得出以下主要结论：当反应温度为15~25°C，初始PH值为9.9FS）和HO投加量分别为1520g/L和3 33g/L反应15将废水IH值调到5~7范围内时，COD去除率达56%，同时BOD/CCD由017提高到048废水的可生化性得到了显著改善，可以满足后续生物处理的进水水质要求。