超临界水氧化技术处理焦化废水的实验研究_高妍

中国产业IndustryofChina31百业论坛www．zgcy．so2011年第4期总第123期1引言焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的、以含酚为主的高浓度有机废水。焦化废水中污染物组成复杂，含有挥发酚、许多难以生物降解的芳香族有机物及含氮、氧、硫的杂环化合物等数十种有机和无机化合物，属较难生化降解的高浓度有机工业废水［1］。目前，焦化废水主要采用以生物法为主导的多级处理技术，对废水的各项指标逐级分步处理，该过程工序复杂，占地面积较大、投资、运行费用也较高，且对COD、色度等指标处理效果较差。总之，焦化废水污染严重，是工业废水排放中一个突出的环境问题［2、3］。超临界水氧化（SupercriticalWaterOxidation，SCWO）技术是20世纪80年代中期美国学者M．Modell提出的一种能彻底破坏有机污染物结构的新型氧化技术，是超临界流体（SuperedticalFluid，SCF）技术中一项较新的超临界水氧化技术处理焦化废水的实验研究高妍１王增长２（太原理工大学环境科学与工程学院，山西太原030024）摘要：采用超临界水氧化技术对焦化废水进行实验研究，以H2O2为氧化剂，考察了反应温度、压力和停留时间等因素对焦化废水中氰化物去除率的影响。结果表明：升高温度、升高压力和延长停留时间使焦化废水中氰化物的去除率显著提高。试验确定了最适宜工艺条件为：氧化剂用量为理论用量的2．5倍，反应温度500℃，反应压力28Mpa，停留时间大于40s。在此工艺条件下，焦化废水的氰化物的去除率达99．44％。关键词：超临界水氧化；焦化废水；去除率中图分类号：TU992．3文献标识码：A0引言SGZ630系列双链整体铸焊刮板运输机是结合我国煤矿的实际生产情况研制的、应用较为普遍的煤炭输送机械，在国内得到了广泛的应用。由于煤矿井下工作条件的特殊，刮板机经常处于连续超负荷工作状态，而链轮作为一个主要承载件和一个易损件必须要满足工作强度要求才行，因此鉴于链轮工作特殊性及其对刮板运输机的重要性，提高其设计可靠性是非常必要的。但是，如果通过成品试制来对其进行工业试验成本会大大提高。因此有必要采用有限元分析的方法对刮板运输机链轮进行强度设计分析。采用SolidWorks的COSMOSWorks设计分析技术，对链轮进行有限元分析，通过采用不同的合金钢材料及不同的热处理方式，算出链轮的应力和形变量，进行对比分析确定最优，可以大大提高端头链轮的设计效率和降低设计与制造成本，为更加合理快速改进链轮提供参考数据和可行性方案。1链轮设计方案分析链轮轴组是刮板链运行的传动部件，主要由轴、轴承、轴承座、密封件、链轮、定位套等组成。链轮需根据链条规格型号，依据标准进行设计，不同型号的链条应遵循不同的链轮标准［1］。对于输送链轮来说，因为与之相配的链条通常节距较大，为了避免链轮尺寸过大，相对于传动用链轮，输送链轮的齿数一般都较少。输送链轮的齿槽常采用节线有分离量的齿槽形状，用这种齿形可使输送链条能通过铰链在链轮根圆上作周向移动来补偿链条节距的变化。另外，链轮一般还要有齿沟端面倒角，其作用是使物料易于从齿槽内排出，避免造成跳链［2］。链轮第一套方案采用35CrMo锻打件，用线切割加工齿形和内花键，保证各部精度等级，粗糙度达到Ra6．3。齿面调质后淬火处理，硬度为HRC45～50，其链轮精度及综合机械性能基本满足设计要求，但由于在煤炭机械的设计上要尽量满足较长的使用寿命要求。因此增加第二套方案加以对比，第二套方案相对第一套方案采用如下改进措施：（1）链轮磨损的改进措施链轮材料采用42CrMo4，将链轮链窝表面淬火硬度提高到62HRC左右，淬硬深度为12～15mm。调质后有较高的疲劳强度和抗冲击能力，韧性好，且无明显的回火脆性，这样能显著提高链轮片的使用寿命。（2）加强设计加工和检验考虑到井下转载机机尾的各种工况，加强中间筒与链轮片之间的联接刚性（建议采用焊接工艺），从而满足转载机机尾链轮回转的正常需要。提高零部件的加工精度，执行严格的检验规范，加强对轴承浮动密封环等关键外购件的检验。链轮组件的运输要注意保护，在装配时，应谨慎操作，防止损伤浮动密封［3］。2链轮载荷计算刮板运输机在井下的工作情况有很大的不确定性，很难形成确切的载荷理论，因此要确定其载荷，只能从某种理想情况下着手，不妨按直线段计算刮板输送机重载时运行阻力。该种工况下运行阻力为：Wzh＝（qw＋q1w1）Lgcosβ－（q＋q1）Lgsinβ式中：q—单位长度上的装煤量，kg／m；q1—刮板链单位长度的质量，kg／m，L—刮板输送机的长度，m，w—煤在槽内运行的阻力系数，w1—刮板链在链轮内运行的阻力系数，g—重力加速度，m／s2；β—刮板输送机的铺设倾角，依据以往设计经验，取SGZ630