【摘 要】
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我国废液排放总量大,且废液中含有的有机物往往有毒有害且难以降解。焚烧法能够大规模地处理有机废液,同时回收利用废液中所含有热量,具有有机物去除率高、成本低等优点,极具工业应用前景。然而,有机废液在焚烧过程中产生SO2和NOx等污染物对环境危害性极大。因此,开展有机废液焚烧过程中SO2和NOx排放特性的研究,对于发展“资源化、无害化”的有机废液规模化处理技术具有重要的理论意义和工程应用价值。首先,本文
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我国废液排放总量大,且废液中含有的有机物往往有毒有害且难以降解。焚烧法能够大规模地处理有机废液,同时回收利用废液中所含有热量,具有有机物去除率高、成本低等优点,极具工业应用前景。然而,有机废液在焚烧过程中产生SO2和NOx等污染物对环境危害性极大。因此,开展有机废液焚烧过程中SO2和NOx排放特性的研究,对于发展“资源化、无害化”的有机废液规模化处理技术具有重要的理论意义和工程应用价值。首先,本文选取含硫量较高的二甲亚砜模拟含硫有机废液,研究了过量空气系数、燃烧温度、有机物浓度对其燃烧效率及SO2排放特性的影响。研究结果表明,随着过量空气系数增大,SO2排放浓度降低,SO2转化率则与温度有关;随着燃烧温度升高,所有工况下SO2排放浓度和SO2转化率均逐渐增大,增加燃烧温度有利于提高SO2的转化率,当温度为1100℃时,SO2转化率最高可达99.2%;燃烧温度为800℃和1000℃时,当二甲亚砜浓度由0.1%增加至0.5%,SO2排放浓度呈线性增加趋势,SO2转化率逐渐增大,最高增幅为43.3%。随后,选取含氮量较高的乙腈和苯胺分别模拟含氮有机废液,研究了过量空气系数、燃烧温度、有机物浓度对其燃烧效率及NOx排放特性的影响。研究结果表明,随着过量空气系数增加,NO转化率逐渐增大,NO排放浓度与燃烧温度有关。所有工况下乙腈废液和苯胺废液NO转化率逐渐增大;随着燃烧温度升高,焚烧含氮有机物浓度为0.5%～2%有机废液的NO排放浓度和NO转化率逐渐增大,这是因为温度升高导致挥发分N析出速率加快;随着有机氮浓度增大,燃烧温度为900℃和1100℃时,乙腈和苯胺废液的NO排放浓度逐渐增大,最大增幅分别为319.6 mg/m~3、216.4 mg/m~3,NO转化率则逐渐减小,最大降幅分别为9.3%、16.3%。这是由于废液中过量有机氮促进NO还原。最后,基于某0.3 MW中试台架,开展了不同过量空气系数对二甲亚砜废液和苯胺废液焚烧影响的数值模拟研究。研究结果表明,当一次风/二次风比例由0.4/0.6增加至0.6/0.4,CO、SO2排放浓度下降,NO排放浓度先减小后增大。当过量空气系数由1.05增加至1.15,炉膛出口处O2、NO浓度升高,CO、SO2排放浓度下降。综合考虑废液的燃烧效率和SO2、NO排放,二甲亚砜和苯胺废液的最佳工况分别是一次风/二次风比例为0.6/0.4、过量空气系数为1.15和一次风/二次风比例为0.5/0.5、过量空气系数为1.1。
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