工业废水制水煤浆气化特性研究

摘要

我国工业废水水量大，处理难度高，是环境的主要污染源。用工业废水取代水煤浆中的制浆用水，与煤粉混合制成废水水煤浆气化或燃烧，可对工业废水进行回用。 在国内，工业废水的研究还没有真正的投入到实际工程应用。本文以处理难度极大的兰炭废水和煤粉制成废水煤浆，从成浆性能和气化结果进行了考察研究，并进行了详细的分析。 对成浆性能的研究表明:虽然废水中物质有良好的分散稳定作用但却不能直接制得高浓度具有良好流动性能和稳定性能的料浆。选择添加剂时应针对煤样本身性质和废水本身所含物质而确定，对于兰炭废水煤浆较适合的添加剂为GHA-5型，用量为0.5％(wt％)，可制备出制浆浓度达63％，流动性、稳定性良好的浆体。合理的粒度分布对成浆性能有促进作用。兰炭废水可与焦末、神府煤制备水煤焦浆。 通过试验发现，废水中的酚类物质会起到表面活性剂的作用，使浆体粘度降低;废水中氨氮物质会提高浆体的稳定性;此外，废水中油类物质的存在会增加水煤浆的热值。 在气化方面，工业试烧结果表明:以工业废水代替新鲜水制浆试烧是可行的。焦末可作为气化原料，神府煤与兰炭焦末按照不同比例与废水制浆掺烧，气化指标较为理想，CO+H2可达76％以上，比氧耗在500Nm3/1000KNm3(CO+H2)以下，比原料耗小于600kg/KNm3(CO+H2)。此外分析了水煤浆浓度、氧煤比、气化温度、气化压力对气化过程的影响，结果表明:水煤浆浓度增加，有效气成分(CO+H2)的含量升高;氧煤比提高，有效气成分(CO+H2)含量下降;气化温度和气化压力影响不明显。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 工业废水排放及治理现状

1．2．1 工业废水排放的现状

1．2．2 工业废水常用的处理方法

1．3 工业废水处理的经济分析

1．3．1 废水处理厂的造价构成分析

1．3．2 基本建设投资估算

1．3．3 废水处理的运营费用

1．4 水煤浆技术

1．4．1 水煤浆技术的发展状况

1．4．2 水煤浆技术在废水处理中的应用

1．4．3 水煤浆气化技术

1．5 本文的主要研究内容

第二章 试验基础条件与测试分析方法

2．1 样品的获取与分析

2．1．1 样品的来源与性质

2．1．2 样品分析

2．1．3 工业废水的选择及水质

2．1．4 废水分析

2．2 水煤浆的制备

2．2．1 原料磨制

2．2．2 料浆制备

2．3 料浆性能测试分析及方法

2．3．1 水煤浆的流变特性

2．3．2 水煤浆的粒度分布

2．3．3 水煤浆的浓度

2．3．4 水煤浆的流动性

2．3．5 水煤浆的稳定性

2．3．6 水煤浆的pH值

第三章 工业废水制水煤浆基础试验研究

3．1 普通水煤浆的成浆性实验

3．1．1 空白样制浆

3．1．2 添加剂的选择

3．1．3 普通水煤浆的成浆性能

3．1．4 普通水煤浆的流变性能

3．2 兰炭废水水煤浆的成浆试验

3．2．1 兰炭废水水质分析

3．2．2 兰炭废水与神府煤样直接制浆

3．2．3 兰炭废水煤浆添加剂

3．2．4 添加剂存在下兰炭废水水煤浆的成浆性能

3．2．5 兰炭废水水煤浆的流变性能

3．3 兰炭废水制备水煤焦浆

3．3．1 兰炭焦末分析

3．3．2 兰炭废水与神府煤、焦末成浆性实验

3．3．3 配入兰炭焦末后废水煤浆的流变性能

3．4 本章小结

第四章 废水对水煤浆性能的影响

4．1 废水中组分对水煤浆性能的影响

4．1．1 酚类对浆体性能的影响

4．1．2 氨氮对浆体性能的影响

4．1．3 废水中组分与成浆性能的适配性分析

4．2 不同水质对浆体性能的影响

4．2．1 不同水质对浆体成浆性能的影响

4．2．2 不同水质对浆体流变性能的影响

4．3 本章小结

第五章 废水煤浆湿法气流床气化特性研究

5．1 湿法气化简介

5．1．1 工艺流程简图及描述

5．1．2 气化原理

5．2 气化模拟

5．2．1 Aspen Plus模拟煤气化过程反应模型的建立

5．2．2 主要参数对煤气化的影响

5．3 工业试烧试验

5．3．1 试烧装置概况

5．3．2 试烧原料分析

5．3．3 现场实际运行数据

5．3．4 试烧结论

5．4 本章小结

第六章 结论及建议

6．1 主要结论

6．2 建议

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文