油页岩半焦焚烧处理干馏废水热态试验.pdf

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1、第36卷第3期东北电力大学学报V0J．36．No．32016年6月JournalOfNortheastDianliUniversityJun．，2016文章编号：1005-2992(2016)03-0021—05油页岩半焦焚烧处理干馏废水热态试验肖双全(大庆油田牡丹江新能源有限责任公司，黑龙江牡丹江157000)摘要：以油页岩干馏半焦作为油页岩干馏废水焚烧处理的辅助燃料，干馏半焦的主要性质测试表明本次试验所采用的样品着火温度为358℃，燃尽温度为610．5℃，能够满足作为焚烧废水辅助燃料的要求。在一座热输入功率为90KW的鼓泡流

2、化床焚烧试验装置上进行油页岩干馏废水焚烧试验，考察床温、过量空气系数和一二次风比等条件对燃烧的影响。结果表明，燃烧效率随着床温的升高而升高；随着过量空气系数的增加，燃烧效率先上升后下降；在过量空气系数不变的情况下，随着二次风比例的增加，燃烧效率呈上升趋势；焚烧炉实际运行时过量空气系数可取1．3左右，一二次风比选为80／20，密相区床温控制在850℃-950℃。关键词：油页岩干馏废水；鼓泡流化床；焚烧试验；半焦中图分类号：TE349文献标识码：A油页岩干馏制取页岩油的同时产生了高浓度有烟气分析机干馏废水。废水中有机物和氨氮含量高，

3、且富含对微生物有抑制能力的芳烃和含氧化合物，难以生PIIgH重确氯氟Ac盒氧氧气化降解_lJ。在工业化运行的油页岩工艺中，爱沙尼HI属化化物物亚葛洛特工艺采用焚烧法处理废水J。煤化工领域飞灰曝相区采用焚烧法处理高浓度的工业废水，如上海焦化有取样点]’-一二戈风限公司利用德士古炉焚烧生产过程中产生的含有，稀相区魔液峨桅油、萘、苯等有机废物且难以用一般的生化方法处理的废水，取得了良好的社会效益。焚烧法技术作密帽区_j盎_扈段废褒喷抢密相区为一种可行高效的废水处理方法更适合处理油页岩===习＆给爆系{鸯干馏废水j。本文在鼓泡流化床热态

4、试验台上进行．nli乳板了油页岩干馏废水的焚烧试验，开展床温、过量空气冷空气捧-盔管麻壹取系数、一二次风比等因素对辅助燃料半焦燃烧的影图1鼓泡流化床热态焚烧试验系统简图响规律研究，为焚烧炉辅助燃料的选择提供依据。1试验部分1．1试验装置介绍鼓泡流化床热态焚烧试验装置系统简图如图1所示。流化床焚烧炉本体分风室、密相区、过渡区和收稿日期：2016-04-12基金项目：国家科技重大专项(2008ZX05055)作者简介：肖双全(1975一)，男，黑龙江省牡丹江市人，大庆油田牡丹江新能源有限责任公司工程师，硕士，主要研究方向：油岩浆岩的

5、干馏利用．22东北电力大学学报第36卷稀相区四部分，总高7In。密相区高1．16in，床截面积为(0．23x0．23)m；过渡区高0．211"1；稀相区总高为5．64nl，截面积为(0．46x0．395)m。1．2实验用干馏废水和半焦1．2．1干馏废水主要性质油页岩干馏废水样品的主要污染物见表1所示，可见干馏废水的有机污染和氨氮污染较为严重咱]。干馏废水CODcr／BOD5的值为3．5。从经济性角度考虑，废水中CODcr／BOD5比值超过2．5时，不适合采用生物降解法进行处理。表1油页岩干馏废水的成分及含量1．2．2辅助燃料主要

6、性质本文所用的辅助燃料为油页岩干馏半焦，其性质见表2，由表可见干馏半焦热值较高，可以单独燃烧，焦渣无粘结性。表2油页岩半焦特性{收到基)本文采用法国SETARAM公司的TGA92型常压热重分析仪测量所用燃料的着火及燃尽温度，所得的燃烧热重曲线(TG-DTG)如图2所示。兰E、00200枷∞8∞lOOO12ooTd州旧图2大庆半焦的TG、DTG曲线图3TG—DTG法着火温度定义示意图图2为空气气氛下，大庆半焦的TG、DTG曲线。半焦试样的着火温度采用TG-DTG法确定，其步骤如图3所示。在DTG曲线上，过峰值点A作垂线与TG曲线交

7、于一点B，过B点作TG曲线的切线，该切线与失重开始时平行线的交点C所对应的温度定义为着火温度，半焦样品的着火温度为358℃。本研究将试样的燃烧失重占总燃烧失重的99％时所对应的温度定义为燃尽温度，设定为610．5℃。1．3试验内容本次工况设计为：每小时处理废水30L，所需半焦燃料18kg。过量空气系数范围1．1—1．5，一二次风配比范围85／15—100／0，Ca／S比控制范围1．5—2．5。辅助燃料的燃烧是流化床焚烧炉内所发生的最重要的过程之一。它涉及到流动、传热、化学反应及若干相关的物理化学现象。燃烧过程大致可分为挥发分析出

8、燃烧和焦炭燃烧两个阶段。气态挥发物主要由H、CH、CO、CO：、C：H、C：H、C3H等气体组成。挥发分释放后剩下的焦炭燃烧是气固非均相反应。目前广泛接受的观点是在碳粒表面同时生成CO和CO：，而且CO／CO：比值随着工况的变化而变化。此时，床层温度、过量空气系