典型危险废物回转窑热处置特性和技术研究.pdf

浙江大学博士学位论文典型危险废物回转窑热处置特性和技术研究姓名：刘刚申请学位级别：博士专业：工程热物理指导教师：池涌;蒋旭光20060301摘要( A b s t r a c t )结果进行曲线拟合回归，得到了回转窑内固体物科平均停留时间的计算经验公式M R T = q ·( 上／万D ) ·，产·s i l l ( 易) ·It a n a + c 3 ’切1 1 ( 厦D ) ‘c o s ( 幺) J ‘·通过与试验结果对比可知，该模型在较低转速的情况下，可以很好的预测回转窑内物料颗粒的平均停留时问M R T 采用创新性的反应器模型．用气体浓度C 和反应速率常数k 作为考察参数来反映回转窑内的传质过程，以气固反应的基础理论为依据对回转窑内的传质过程进行的理论分析，建立了回转窑内物料颗粒的传质和传热模型用反应动力学方法，建立了非活动层模型，推导出了气体体积流量的关系式，将料床有效系数q 的概念引入叵I 转窑物料料床中，将实际传质过程的反应速率转化为理想状态下整个料床处于最大气体浓度时反应速率与料床有效系数的乘积，将传质问题转化为料床有效系数的计算，简化了计算在研究了活动层内颗粒运动的物理过程的基础上，求出了活动层厚度5 和形状的模型，然后和用这一模型估算出气体浓度分布。

并最终确定了在给定回转窑转速，颗粒尺寸及料床厚度等参数时的有效传质系数毛对活动层和非活动层边界处的气体浓度分布进行了建模，并以此作为活动层模型和非活动层模型的结合点，形成了回转窑内传质的综合模型在对回转窑内危险废物的焚烧、热解／气化等进行了基础研究的基础上，探讨了危险废物在回转窑内热解，气化、焚烧处理的可行性并以试验作了验证．本文最后一部分内容着重讨论针对危险废物( 含医疗垃圾) 的中小规模回转窑结合流化床多段焚烧处理工艺的设计方案，并结合实际工程应用实例，验证了方案的可行性关键诃：典型危险废物；回转窑；热处置技术；模型；工程应用堂兰查兰堡主兰竺兰查A b s t r a c tH a z a r d o u sw a s t e ss h o u l db es a f e l yt r e a t e df o rt h e i ri m p e r i l m e n tt ob o t hh u m a nb e i n ga n de n v i r o n m e n t ．T h e r m a lt r e a t m e n to fh a z a r d o u sw a s t e s ，r e p r e s e n t e db yi n c i n e r a t i o nt e c h n o l o g y , h a sb e e nw i d e l yu s e da n dw e l ld e v e l o p e d ．I n c i n e r a t i o ni nR o t a r yk i l ni so n eo ft h em o s tp o p u l a rt r e a t m e n t so fh a z a r d o u sw a s t e s ．C o m p r e h e n s i v es t u d yo nt h e r m a lt r e a t m e n to fi n d u s t r i a lh a z a r d o u sw a s t e sb e s i d em e d i c a lw a s t e sw a sm a d ei nt h i sp a p e r ．T h et h e r m o g r a v i m e t r i cc h a r a c t e r i s t i c so f t y p i c a lh a z a r d o u sw a s t e sw e r es t u d i e du s i n gt h e r m o b a l a n c e ．T h et h e r m o g r a v i m e t r i cp r o c e s s∞nb ed e s c r i b e da sag a s - s 。

I ．d 旧a c t i ne q u a t i n ，警= 置( 1 一口r , w i t h i nt h ep r a c t i c a Ir a n g eo fe r r o r ．T h ea p p a r e n tk i n e t i c sp a r a m e t e r so ft y p i c a lh a z a r d o u sw a s t e sw e r ec a l c u l a t e du s i n gC o a t s - R e d f e mi n t e g r a lm e t h o da n dt h e yf i t I e dw e l lw i t he x p e d m e n t a lv a l u e s ．E l e c t r o p l a t i n gs l u d g ei sn o ts u i t a b l ef o ri n c i n e r a t i o ns o l e l yf o rl a c k i n go fc o m b u s t i b l ec o n t e n t ．B u ti n c i n e r a t i o no ft h ee l e c t r o p l a t i n gs l u d g ec a ng e tr e m a r k a b l em a s sd e c r e a s i n gr a t e sa sm o r et h a n6 8 ％f o ro r i g i n a ls l u d g ea n dm o r et h a n3 0 ％f o re x s i c c a t e ds l u d g ea n dh i g ht e m p e r a t u r ec a ne f f e c t i v e l yr e d u c et h el i x i v i a t i o no fh e a v ym e t a l s 。

b u te v e nt h eI o w e s tl i x i v i a t i o no fC h r o m i u mi sm u c hh i g h e rt h a nt h en a t i o n a ls t a n d a r d ．N i c k e li st h eo n l yh e a v ym e t a lw h i c hd o e sn o tm i g r a t e do u to ft h es l a g ．T h em i g r a t i o no fZ i n c ，C o p p e ra n dL e a di n c r e a s ew i t hh i g h e ri n c i n e r a t i o nt e m p e r a t u r e ，a n dt h a to fC h r o m i u mi n c r e a s es l i g h t l yw i t hl o n g e ri n c i n e r a t i o nt i m e ．F o rt h o s eh a z a r d o u sw a s t e sw i t hh i g hh e a tv a l u e s 。

s u c ha sd y er e s i d u e ．i ti sp r o v e dt h a tt h ei n c i n e r a t i o np r o c e s sc a nm a i n t a i ns t e a d yw h e noi sm o r et h a nO ．4a n dt e m p e r a t u r eb e t w e e n6 0 0 —9 0 0 ℃．B u ta > O ．6a n de n o u g hr e s i d e n c et i m ei nt h ei n c i n e r a t i o nc h a m b e ri sn e e d e df o rt h eb u mo u to fc a r b o n ．D e s u l f u r i z i n ga n dd e c h l o r i n a t i n ga r ee s s e n t i a la n dg a s i f i c a t i o nc a nr e d u c et h er e l e a s eo fN O xt h a np y r o l y s i sc o n d i t i o n ．G o o dm i x i n gw i t ha i ri sn e c e s s a r yf o rh i g hD R Eo fh a z a r d o u sw a s t e sw i t hh i g hh e a tv a l u e ．E x p e r i m e n t so nm e a nr e s i d e n c et i m e ( M R ni nr o t a r yk i l nw e r ee x e c u t e da n dm o d e lo fa x i a lt r a n s p o r ti nr o t a t i n gd r u mw a sb u i l t ．F e e dr a t ew a sf i r s t l yi n t r o d u c e di n t ot h ep r a c t i c a le q u a t i o nf o rM R Tw h e nt h eh o l d u pi sl e s st h a n1 0 ％．I ti sp r o v e dt h a tt h em o d e li n c l u d i n gt h ef a c t o ro ff e e dr a t ei sm o r ea c c u r a t et h a no t h e r se s p e c i a l l yi nc o n d i t i o n so fl o wr o t a t i n gs p e e da n dc a np r e d i c tt h eM R Te f f e c t i v e l y ．摘垂( A b s t r a c t )Ap a s s i v el a y e rm o d e lb a s e do nc h e m i c a lr e a c t o rt h e o r yw a sb u i R ．t a k i n gt h eg a sc o n c e n t r a t i o na n dr e a c t i n gr a t ec o n s t a n ta sv a r i a b l e st od e s c r i b et h em a s st r a n s f e rj 1 1t h er o t a r yk i l n ．T h ee f f e c t i v e n e s sf a c t o ro ft h eb e dw a si n t r o d u c e di n t ot h em o d e lt os i m p l i f yt h ep r o b l e mo fm a s st r a n s f e r ．Ah y d r o d y n a m i cm o d e lt h a tp r e d i c 。