水泥厂废旧除尘布袋热重分析及其形态特征

更新时间：2014-03-19 10:07 来源：环境科学学报作者: 阅读：2573

摘要：采用综合热重分析法,对水泥厂3种不同工段的废旧除尘布袋及相对应的同型号新布袋进行了热重(TG)分析实验研究.结果表明,废旧除尘布袋热重分析的升温过程中主要有3个失重峰,前两个失重峰与涤纶纤维的燃烧析出相对应,第3个失重峰主要是碳酸钙分解的结果.采用积分法(Coats-Redfern方程)计算得到各阶段燃烧反应的机理方程及相应的活化能参数.分析表明,在低温段废旧布袋中的灰尘对燃烧反应影响不大,而在高温段废旧布袋中的灰尘导致燃烧反应活化能升高,阻碍燃烧反应进行.从电镜扫描和能谱分析可知,废旧除尘布袋中的涤纶纤维几乎被焚烧殆尽,剩下的少量焚烧灰渣由C、O、Si、Ca等主要元素,以及Ti、Al、Mg、Mn、Fe等次要元素组成.这种灰渣与水泥成分类似,具有较高的回收利用价值.

关键词：水泥厂，除尘布袋，重分析，燃烧特性，动力学，形态特征

中国水泥产量已连续20多年保持世界第一.同时,水泥工业生产的尘源点非常多,烟尘排放量大,据相关文献统计,2011年我国水泥产量高达20.9亿t,生产过程中排放的烟尘、粉尘预计超过400万t.袋式除尘器由于具有除尘效率高,不会造成二次污染,便于回收干料等优点,因而在水泥行业得到了广泛应用.而布袋作为袋式除尘器的核心,由于其使用寿命有限,以及外界因素的影响,容易出现老化、破损、烧毁、堵塞等现象,导致每年都产生大量废旧除尘布袋.目前,大部分废旧除尘布袋都没有得到妥善处理处置,随处堆放或直接填埋现象严重,对生态环境造成了严重破坏.焚烧是解决破损、废旧布袋问题的有效途径之一,废旧布袋焚烧后有机合成纤维会变成CO2和H2O等气体,而玻纤布袋焚烧后的产物是SiO2等,因此,焚烧处理可以实现废旧布袋的减量化和无害化.目前,有关废旧除尘布袋的研究较少,本课题组曾对废旧除尘布袋的污染特性做了一些研究,而关于废旧布袋的燃烧特性还未见相关报道.

因此,本文利用热重法分析水泥厂3种不同工段废旧除尘布袋的热重曲线,并与同型号新布袋对比,研究废旧除尘布袋的燃烧过程和动力学特性,计算得到燃烧动力学参数,并通过仪器分析探讨燃烧前后废旧布袋的形态特征,以期为水泥厂废旧布袋燃烧处理处置提供科学依据.

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