黃姜皂素清潔生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)研究.pdf

1、本課題來(lái)源于國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃課題(批準(zhǔn)編號(hào)：2007BAE42B04)“葡甘聚糖規(guī)?；庸づc應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究”。通過(guò)熱重、熱重-紅外聯(lián)用研究了黃姜皂素廢水蒸發(fā)固體剩余物及黃姜皂素生產(chǎn)固體廢棄物燃燒特性及燃燒氣體產(chǎn)物，分析了升溫速率、燃料粒度、氧氣含量、助燃劑等條件對(duì)燃燒過(guò)程的影響。用隨機(jī)成核模型描述了燃料的燃燒過(guò)程。應(yīng)用裂解-氣相色譜質(zhì)譜(PY-GC/MS)分析技術(shù)，對(duì)黃姜皂素廢水蒸發(fā)固體剩余物及黃姜皂素生產(chǎn)固體廢棄物的熱裂解

2、進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：
　　 (1)皂素廢水蒸發(fā)過(guò)程中有機(jī)物析出率與殘留率之間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系滿足(?)的關(guān)系式，其中k屬于0.9～1.1,m屬于2.4～3.0。黃姜皂素廢水蒸發(fā)固體剩余物及黃姜皂素生產(chǎn)固體廢棄物均含有較高的C、O、揮發(fā)份含量，綜合表現(xiàn)出生物質(zhì)燃料的特點(diǎn)。
　　 (2)黃姜皂素廢水蒸發(fā)固體剩余物及黃姜皂素生產(chǎn)固體廢棄物的燃燒過(guò)程均屬于積炭型燃燒。經(jīng)pH調(diào)解，pH值為1和7的黃姜皂素廢水蒸發(fā)后的固體剩余物的著火

3、點(diǎn)分別為613、665K，燃燒特性指數(shù)分別為6.72、7.35mg.k-3.min-2;揮發(fā)份特性指數(shù)分別為3.62、3.07mg.k-2.min;燃燼特性指數(shù)分別為219.09、192.96×10-4.min-1;未經(jīng)純水清洗和經(jīng)純水清洗至pH值為7的黃姜皂素生產(chǎn)固體廢棄的著火點(diǎn)分別為609、621K;燃燒特性指數(shù)分別為7.61、6.17mg.k-3·min-2;揮發(fā)份特性指數(shù)分別為3.78、2.83mg.k-2.min；燃燼特性指數(shù)

4、分別為189.42、303.03×10-4.min-1。
　　 (3)升溫速率對(duì)燃燒的影響在不同溫度段表現(xiàn)存在差異，溫度低于200℃時(shí)，各TG曲線幾乎重合，在大于200℃時(shí)，隨著升溫速率的增大，TG曲線向高溫區(qū)移動(dòng)；低溫階段粒徑對(duì)失重過(guò)程影響較小，隨著溫度的升高，粒度增大失重向高溫區(qū)移動(dòng)，粒徑越小最大燃燒速率越大；隨著氧氣含量的增加，各樣品達(dá)到著火點(diǎn)之后的最大燃燒速率增加，燃燒結(jié)束后殘?jiān)吭降停涸谥紕?duì)燃燒的影響方面，各樣品與

5、助燃劑工業(yè)煤的混合燃燒表現(xiàn)出綜合性特點(diǎn)，并非各樣品與工業(yè)煤的燃燒特性參數(shù)的簡(jiǎn)單相加。
　　 (4)樣品燃燒過(guò)程產(chǎn)生氣體的紅外吸收強(qiáng)度曲線圖與燃燒過(guò)程的TG、DTG曲線趨勢(shì)一致。黃姜皂素廢水蒸發(fā)固體剩余物和黃姜皂素生產(chǎn)固體廢棄物燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的氣體主要為CO2、CO，微量的CH4。
　　 (5)pH值為1的黃姜皂素廢水蒸發(fā)固體剩余物表觀活化能在450-649K時(shí)為43.78KJ·mol-1，在689-854K時(shí)為57.19

6、KJ·mol-1;pH值為7的黃姜皂素廢水蒸發(fā)固體剩余物表觀活化能在458-588K時(shí)為36.37KJ·mol-1，在709-877K時(shí)為63.36KJ·mol-1;未經(jīng)純水清洗的黃姜皂素生產(chǎn)固體廢棄物在526-606K時(shí)溫度段需要41.94KJ·mol-1的活化能，在709-847K時(shí)燃燒需要68.47KJ·mol-1的活化能；經(jīng)純水洗后pH值為7的黃姜皂素生產(chǎn)固體廢棄物燃燒過(guò)程在442-636K溫度段需要36.54KJ·mol-1的

7、活化能，在709-869K時(shí)燃燒需要46.38KJ·mol-1的活化能。
　　 (6)黃姜皂素廢水蒸發(fā)固體剩余物裂解產(chǎn)物多為各種烴類的衍生物，酚類物質(zhì)較少；黃姜皂素固體廢棄物熱裂解產(chǎn)物主要是芳香烴及其衍生物、烷烴及其衍生物，其含量分別占總質(zhì)量的25.139％～47.542％及5.367％～16.307％。隨著升溫速率的提高，總離子流圖(TIC)上各特征裂解產(chǎn)物的出峰時(shí)間趨予分散，且不同速率下裂解產(chǎn)物及含量存在顯著差異。