水泥廠廢舊除塵布袋熱重分析及其形態特征
摘要：采用綜合熱重分析法,對水泥廠3種不同工段的廢舊除塵布袋及相對應的同型號新布袋進行了熱重(TG)分析實驗研究.結果表明,廢舊除塵布袋熱重分析的升溫過程中主要有3個失重峰,前兩個失重峰與滌綸纖維的燃燒析出相對應,第3個失重峰主要是碳酸鈣分解的結果.采用積分法(Coats-Redfern方程)計算得到各階段燃燒反應的機理方程及相應的活化能參數.分析表明,在低溫段廢舊布袋中的灰塵對燃燒反應影響不大,而在高溫段廢舊布袋中的灰塵導致燃燒反應活化能升高,阻礙燃燒反應進行.從電鏡掃描和能譜分析可知,廢舊除塵布袋中的滌綸纖維幾乎被焚燒殆盡,剩下的少量焚燒灰渣由C、O、Si、Ca等主要元素,以及Ti、Al、Mg、Mn、Fe等次要元素組成.這種灰渣與水泥成分類似,具有較高的回收利用價值.
關鍵詞：水泥廠，除塵布袋，重分析，燃燒特性，動力學，形態特征
中國水泥產量已連續20多年保持世界第一.同時,水泥工業生產的塵源點非常多,煙塵排放量大,據相關文獻統計,2011年我國水泥產量高達20.9億t,生產過程中排放的煙塵、粉塵預計超過400萬t.袋式除塵器由于具有除塵效率高,不會造成二次污染,便于回收干料等優點,因而在水泥行業得到了廣泛應用.而布袋作為袋式除塵器的核心,由于其使用壽命有限,以及外界因素的影響,容易出現老化、破損、燒毀、堵塞等現象,導致每年都產生大量廢舊除塵布袋.目前,大部分廢舊除塵布袋都沒有得到妥善處理處置,隨處堆放或直接填埋現象嚴重,對生態環境造成了嚴重破壞.焚燒是解決破損、廢舊布袋問題的有效途徑之一,廢舊布袋焚燒后有機合成纖維會變成CO2和H2O等氣體,而玻纖布袋焚燒后的產物是SiO2等,因此,焚燒處理可以實現廢舊布袋的減量化和無害化.目前,有關廢舊除塵布袋的研究較少,本課題組曾對廢舊除塵布袋的污染特性做了一些研究,而關于廢舊布袋的燃燒特性還未見相關報道.
因此,本文利用熱重法分析水泥廠3種不同工段廢舊除塵布袋的熱重曲線,并與同型號新布袋對比,研究廢舊除塵布袋的燃燒過程和動力學特性,計算得到燃燒動力學參數,并通過儀器分析探討燃燒前后廢舊布袋的形態特征,以期為水泥廠廢舊布袋燃燒處理處置提供科學依據.
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