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回转窑焚烧系统结焦分析与优化

回转窑焚烧系统结焦分析与优化

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作者：石华辉浙江大学

学位级别：硕士

据《中国统计年鉴(2019)》统计,2017年我国危险废物产生量达6936.89万吨,综合利用量4043.42万吨,处置量2551.56万吨,贮存量870.87万吨,危险废物的主要处理途径是综合利用和无害化处置。回转窑焚烧系统由于具有良好的物料普适性成为危险... 详细信息

据《中国统计年鉴(2019)》统计,2017年我国危险废物产生量达6936.89万吨,综合利用量4043.42万吨,处置量2551.56万吨,贮存量870.87万吨,危险废物的主要处理途径是综合利用和无害化处置。回转窑焚烧系统由于具有良好的物料普适性成为危险废物的最佳处置方式之一,然而由于危险废物种类繁多、形态复杂,且回转窑运行参数大多根据经验进行控制,因此在运行过程中经常出现回转窑结焦现象。回转窑结焦是影响回转窑焚烧系统正常运行的关键因素,直接决定了回转窑焚烧系统开工率。为此,本文依托N集团回转窑焚烧系统及其危险废物,对回转窑焚烧系统结焦原因进行了深入研究,采用DOE试验设计方法对N集团回转窑焚烧系统运行参数进行了优化,为现有回转窑焚烧系统运行优化提供支持,为今后回转窑焚烧系统的设计和改造提供参考借鉴。本文首先采用多种仪器分析方法,包括扫描电镜技术(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)等分析技术对危险废物在高温焚烧条件下的残渣特性进行了研究,发现N集团回转窑焚烧系统结焦的原因,结合回转窑焚烧系统的工艺特点针对性的分析确定了焚烧物组分、焚烧物热值、焚烧物灰熔点、回转窑温度、回转窑氧含量、回转窑转速、回转窑压力等回转窑结焦的影响因素。针对回转窑结焦的问题,通过工程分析和实践经验筛选出焚烧物热值、回转窑温度、回转窑氧含量、回转窑转速等4个影响回转窑结焦的关键因子,并且提出将回转窑出渣率作为响应变量,进一步通过DOE试验设计方法对回转窑焚烧系统结焦问题进行分析优化。利用Minitab试验分析软件,通过响应优化器进行参数优化,确定回转窑焚烧系统的函数模型并求得最优工艺参数组合:焚烧物热值3700～4200Kcal/kg、回转窑温度750℃、回转窑氧含量5%、回转窑转速0.6rpm。最后将获得的最优工艺参数组合在N集团回转窑焚烧装置实际运行过程中进行工艺调试验证和优化效果评估,并根据运行情况进行调整和改进。最终制定出回转窑焚烧系统运行的标准化参数表并对相关操作规程进行完善,用于指导回转窑焚烧系统实际运行,显著地改善了回转窑焚烧系统结焦情况,结焦量明显减少、清焦周期更长、回转窑平稳运行的时间更久。

关键词：回转窑焚烧结焦因素分析 DOE试验设计试验因子分析焚烧工艺优化

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