采用热等离子体处理化工危废的实验研究及系统模拟

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热等离子体技术因其流程短、反应迅速、效率高、适用范围广等优点,已成为国内外研究热点。本文基于资源化与无害化处理化工危险废弃物的目的,旨在将等离子体技术应用于化工危废领域。本文采用实验研究与数值模拟相结合的方法,研究了实验处理酸洗污泥后熔渣的微观形貌和重金属浸出特性,数值计算气化熔融炉内温度场和速度场、以及含油污泥等离子体气化反应等问题。  首先,实验对比研究了采用1100℃和热等离子体两种方法处理酸洗污泥与废玻璃的混合物,研究发现1100℃处理后残渣粗糙蓬松、孔隙较多,Cr、Ni和Pb浸出浓度超过标准限值,热等离子体处理后残渣呈现致密稳定的结构,重金属浸出浓度远小于标准限值;实验验证热等离子体处理酸洗污泥的可行性后,进行了处理化工危废的热等离子体系统设计,应用Fluent软件模拟了安装单炬和双炬的气化熔融炉炉内的温度场和速度场,据此对气化熔融炉进行结构设计;最后基于Aspen Plus软件对比热等离子体气化模型和气流床气化模型,发现等离子体气化效果优于气流床气化,并模拟出等离子体气化的最佳参数:进料含水率为14%-17%,气化温度为保证气体出口温度高于850℃的最低温度,空气当量比为0.15。
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