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气相成分和造粒条件对废塑料燃烧和气化的影响

时间:2019-12-21 18:48:22  来源:  作者:  浏览量: 2
简介:   铁气相成分和造粒条件对废塑料燃烧和气化的影响龙世刚郭艳玲孟庆民朱云(安徽工业大学)(邯郸钢铁集团有限责任公司)表1试样造粒条件编号1造粒条件恒温温度/〔:恒温时间/min高

  铁气相成分和造粒条件对废塑料燃烧和气化的影响龙世刚郭艳玲孟庆民朱云(安徽工业大学)(邯郸钢铁集团有限责任公司)表1试样造粒条件编号1造粒条件恒温温度/〔:恒温时间/min高压水压力/MPa 1号2号3号4号5号高炉喷吹用煤粉(马钢二铁厂用煤)钢铁3实验结果与分析1试样的燃烧试验本研究进行了五种试样的燃烧试验,其结果见表2及表2各试样在不同气氛下的开始燃烧温度和激烈燃烧温度实验装置图一气源;2-流量计;3-瓷管;f废塑料颗粒;51单钼铑热电偶;一硅碳棒电炉;7-温控仪;8-洗气瓶;9-除尘瓶;10-干燥瓶;1-干燥缓冲瓶;12-取样泵;13-红外线气体分析仪;一三通阀;15一尾气处理装置2.2试验方法将处理过的废塑料试样煤粉(5g)放入瓷管中,电阻炉以50°C/min的速度升温,并以30L/h通入空气(2或CO2),燃烧尾气通过净化、干燥后通入红外线C2或C0分析仪,自动记录反应产物中的气相成分的变化,由此来判断废塑料及煤粉的燃烧特性当产物气体CO2(试样在空气或2中燃烧)或CO(试样在C2中燃烧)开始出现1%时,定为相应的反应开始温度,当红外线气体记录仪气体(C2或CO)曲线到高峰时的温度,称为相应的反应激烈进行温度编号开始燃烧温度/C激烈燃烧温度C空气2⑶2空气2⑶21号4804208406104701由表2及可见,在本实验室条件下,1号试样在空气中的开始燃烧温度为480*,激烈燃烧温度为610°C,整个燃烧过程所需时间6min,燃烧速度快,燃烧较完全;在2气氛中开始燃烧温度为420*,激烈燃烧温度为470*,整个燃烧过程所需时间3.6min,燃烧十分迅速,燃烧充分;而在C2气氛下,开始燃烧温度为840C,激烈燃烧温度为1120C,整个燃烧过程所需时间10. 8min,燃烧速度缓慢(a)是1号试样在空气、2中燃烧时尾气中二氧化碳含量的变化,或在CO2中燃烧时尾气中一氧化碳含量的变化(b)是2号试样在空气、2中燃烧时尾气中二氧化碳含量的变化,或在CO2中燃烧时尾气中一氧化碳含量的变化由(b)可见,在本实验室条件下,2号试样在空气中的开始燃烧温度为530°C,激烈燃烧温度为720°C,整个燃烧过程所需时间7.3min,燃烧速度稍慢;在2气氛中开始燃烧温度为450°C,激烈燃烧温度为500°C,整个燃烧过程所需时间4.6min,燃烧速度较快,燃烧充分;而在CO2气氛下,开始燃烧温度为600°C,激烈燃烧温度为1130°C,整个燃烧过程所需时间16.6min,燃烧速度缓慢(c)是3号试样在空气、2中燃烧时尾气中二氧化碳含量的变化,或在CO2中燃烧时尾气中一氧化碳含量的变化由(c)可见,在本实验室条件下,3号试样在空气中的开始燃烧温度为520C,激烈燃烧温度为640C,整个燃烧过程所需时间6min,燃烧速度快,燃烧较充分;在2气氛中开始燃烧温度为420C,激烈燃烧温度为570C,整个燃烧过程所需时间6.4min,燃烧速度稍缓;在0气氛下,开始燃烧温度为630C,激烈燃烧温度为1120C,整个燃烧过程所需时间13.4min,燃烧速度缓慢(d)是4号试样在空气、2中燃烧时尾气中二氧化碳含量的变化,或在CO2中燃烧时尾气中一氧化碳含量的变化由(d)可见,在本实验室条件下,4号试样在空气中的开始燃烧温度为500C,激烈燃烧温度为680C,整个燃烧过程所需时间8min,燃烧速度稍慢;在2气氛中开始燃烧温度为440C,激烈燃烧温度为585C,整个燃烧过程所需时间67min,燃烧充分;而在C2气氛下,开始燃烧温度为850°C,激烈燃烧温度为1090C,整个燃烧过程所需时间9min综上所述,泡沫塑料在空气中的燃烧开始温度为480~530°C,在2中的燃烧温度为420~ 450C,在CO2气氛中的燃烧温度为600~ 850C由上述结果可见,泡沫塑料在2中燃烧最迅速,且开始温度最低,反应最快;在空气中燃烧稍微缓慢一些,开始燃烧温度较低,燃烧所需时间较长;在C2气氛中的燃烧开始温度最高,燃烧最慢,燃烧反应所需时间最长料在较低的温度下裂解成少量挥发性产物,可燃气体与2反应生成少部分CO,大部分试样油化,随着温度升高,油状物裂解,产物与2发生燃烧反应,产生大量的CO和CO2;当温度达到油状物液体燃点时,油状物裂觯燃烧同时进行由此可知,在2气氛下,2浓度很高,裂解出的少量挥发物迅速在较低温度下与2反应出CO和CO2的混合物,故而在较低温度时,泡沫塑料在2中迅速燃烧,且反应充分2空气CO2的氧化性依次减弱,因而泡沫塑料在2空气和CO2中的反应开始温度依次升高,反应速度依次降低,反应时间依次延长从上面试验可以看出,由于造粒条件不同,i~4号的燃烧特性曲线也略有不同,但造粒条件对废塑料燃烧特性的影响不是很明显,所以,在本试验条件下,压水压力约Q5MPa为最经济的造粒参数3.2塑料与煤粉燃烧特性比较为废塑料与煤粉燃烧特性的比较。

  由可见,煤粉的开始燃烧温度在空气中为320°C,在纯氧气氛下为280°C,在CO2气氛下为540°C,虽然煤粉开始燃烧温度低于废塑料的开始燃烧温度,但废塑料燃烧时间空气中为6~8min,纯氧气氛下为3.6~6.7min,CO2气氛下为9~16.6min)远小于煤粉燃烧时间(空气中19.纯氧气氛下9.6min,CO2气氛下大于16.6min),其原因是煤粉粒度细,含有较多的挥发物,着火点低,所以煤粉开始燃烧温度低,而废塑料造粒后致密度高,一般50C以上才会软熔,200C以上才会分解出可燃物质,所以煤粉的开始燃烧温度要比废塑料的开始燃烧温度低其次,废塑料颗粒在高温下热解速度快,燃烧时大部分为气一气单相反应,而煤粉燃烧为多相反应,单相反应速度比多相反应速度快得多,所以废塑料燃烧速度比煤粉快得多,燃烧时间也较煤粉短得多。

  4结论废塑料具有良好的燃烧特性,在2空气、CO2气氛中燃烧时,氧化性强的气氛中燃烧迅速,随着氧化性减弱,燃烧速度变慢。

  废塑料的燃烧开始温度稍高于煤粉,但废塑料燃烧速度比煤粉快得多,燃烧后灰烬比煤粉少。

  在本试验条件下,造粒条件对废塑料燃烧特性影响不大,故加热温度到350C、恒温时间15min高压水压力0.5MPa为最佳热溶法造粒参数。

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