生物化工醇廢液燃燒和膨脹特性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、生物化工醇是用玉米等植物作為原料生產(chǎn)的一種化工產(chǎn)品。其生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢液，若直接排放，對(duì)環(huán)境有很大危害。通常的處理方法是將生物化工醇廢液噴入堿回收爐中燃燒，回收堿金屬鹽，并循環(huán)利用，同時(shí)回收熱能。由于生物化工醇廢液具有鈉含量高、燃燒時(shí)體積膨脹大等特殊性質(zhì)，因此，有必要研究其燃燒和膨脹特性。
　　本文首先用CHN元素分析儀等實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)生物化工醇廢液的成分和物性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)生物化工醇廢液中的鈉含量較高。并利用熱重分析儀對(duì)它

2、的熱解特性和燃燒特性進(jìn)行了分析。研究表明，其熱解和燃燒的過程都分為四個(gè)階段。第一和第四階段基本相同，但第二和第三階段差別較大。用Coats-Redfern法和Avrami-Erofeev方程計(jì)算燃燒的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)不同反應(yīng)階段，活化能大小不同?；罨茉酱?，頻率因子也越大，兩者存在補(bǔ)償效應(yīng)。
　　其次，利用馬弗爐，通過測(cè)量體積的方法，研究了廢液質(zhì)量、爐膛溫度和加熱時(shí)間對(duì)生物化工醇廢液的膨脹特性的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，廢液質(zhì)量越小，膨脹指

3、數(shù)越大。加熱溫度較低時(shí)，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，最大膨脹指數(shù)越大；但當(dāng)加熱溫度較高時(shí)，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，最大膨脹指數(shù)越小。
　　最后，利用豎直管式爐，通過高速攝像機(jī)拍照的方法，觀察爐膛溫度、氣氛、液滴直徑以及固形物含量對(duì)生物化工醇廢液的膨脹特性和燃燒特性的影響。并對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物表面進(jìn)行掃描電鏡分析和X射線能譜分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，除600℃外，其他溫度下廢液在氮?dú)獗仍诳諝庵械呐蛎浿笖?shù)高。忽略溫度和氣氛的影響，在原液液滴為2.5mm時(shí)的最大膨脹指數(shù)最大

4、。忽略液滴直徑的影響，在氮?dú)鈿夥障?，原液的最大膨脹指?shù)隨著溫度的上升先增大后減小。在空氣氣氛下，膨脹指數(shù)隨著溫度的升高先降低后增大。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，溫度越高，膨脹時(shí)間越小。膨脹最大時(shí)，對(duì)應(yīng)的加熱時(shí)間并不一定是最長(zhǎng)的。膨脹時(shí)間與著火時(shí)間的變化趨勢(shì)基本相同，但膨脹時(shí)間要延遲1-2s?；鹧娉掷m(xù)時(shí)間會(huì)隨著液滴直徑的增加而增大。除此以外，溫度越高，著火時(shí)間越早，火焰持續(xù)時(shí)間越短。900℃、空氣氣氛下的反應(yīng)產(chǎn)物表面形貌呈現(xiàn)針刺狀，而其他研究工況下的產(chǎn)物