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无锡市展能环保科技有限公司     

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废水焚烧处理技术

关注:1038 发表时间:2019-06-04 07:41:19

近10多年来,精细化工迅速发展,环境污染愈益成为社会关注的问题,用焚烧法处理高浓度含盐染料废水,引起人们注意和兴趣。发达国家把高科技应用在焚烧技术的研究上,使焚烧技术迅速发展,为化学工业高浓度有机废水焚烧处理提供广阔的应用前景。

欧美、日本等国的一些专家认为COD>100000ml/L、热值>4.1868*2500kJ/kg的高浓度废水,用焚烧法处理比其他方法更合理更经济。高浓度含盐染料废水不仅含有多量的无机盐物质,而且其 中相当数量的溶解性的不能降解的有机物,无论用物化法或物化-生化法都难以去除,焚烧法可认为是更佳处理方法,

废水焚烧处理工艺过程和焚烧炉操作参数

一、废液焚烧处理工艺过程

废水中有机物焚烧实质是在高温下深度氧化过程*氧化生成的热 又进一步加快了氧化速度,最终使有机物分解成为CO2和水,如:

1.预处理车间生产废水清浊分流,将高浓度染料废液集中贮存,进行中和,过滤等预处理,要求废水粘度<40mPas,悬浮物粘度<40目,

2.蒸发浓缩废液经蒸发器进一步浓缩,浓缩的倍数等于浓缩液的有害物质浓度与原废水有害物质浓度之比,根据废水性质和工艺要求进行一效或多效蒸发,工程上大多采用列管式强制循环蒸发器,一般不超过五效。

3.高温焚浇髙浓度含盐废水焚烧处理关键设备是焚烧炉。废液中有机物在炉中焚烧分解而净化。常用的焚炉不断改进,而且应用高科技出现了熔融盐焚烧炉,高温流动壁反应器,等离子体弧、微波炉等新型焚烧炉

4.废热回收安装废热锅炉——火管锅炉或水管锅炉,一般能回收焚炉释放热量的65%—75%,作为生产、生活用的热源,可以补偿部分投资和运行费用,同时废热锅炉作为冷却器,减少骤冷室和烟气洗涤装置的耗水量,具有明显的经济效益。

废水回收设计要考虑废水含有卤素化合物燃烧产生的HC1、SOx等物质的露点腐蚀问题,使其不进入露点区域,控制腐蚀条件,选用耐腐蚀材料。

焚烧装置是否安装废热回收设备,主要取决于经济效益,能力小于(2.0—7.0) *10-6英热单位/h的焚烧炉,安装回收设备是不经济的。

5.烟气处理焚烧装置设计必须考虑二次污染问题,美国环保署要求所有焚烧炉必须达到三条标准:

(1)主要危险物(POHC)的分解和去除率>=99.99%

(2)颗粒物排放浓度<180mg(N ? m3);

(3)烟气中HCl排放量<1.8kg/h

为达到环保要求,焚烧炉必须配备大气污染控制设备(APCE)。用于除尘的有文丘里洗涤器,袋式除尘器,湿式静电除尘器,旋风分离器,雾化湿式洗涤器,而填充洗涤塔,喷雾洗涤塔,电离湿式洗涤器等常用于烟气洗涤,特别要强调焚烧炉烟窗需要酎腐蚀处理。

二、焚烧炉关鍵操作参数

焚烧炉主要操作参数是温度、停留时间、操作压力,空气过剩量和燃烧器雾化等。

1.焚烧温度。一般废水中有机物氧化分解温度和无机物熔点大都在800—1200摄氏度之间。含碳燃料及有机物在600—900摄氏度下有裂解作用,容易产生3,4苯并芘有害组分,但3,4苯并芘在温度高于1000摄氏度时可以分解成C02和H2O,另外还需注意到温度>1500摄氏度时,NOx含量急剧增加,二次污染严重,故焚烧炉温度一般以1000摄氏度左右为宜。

2.停留时间废液在炉中停留时间,即对有机物所提供的反应时间。停留时间短,废水中有机物难以达到理想的去除效果。不必要的停留时间,又会使炉膛容积太大,增加基建投资和运行费用。一般有机物完全氧化分解时间约0.5—2s,而成分复杂的高浓度含盐染料废水,停留时间可能要长些,据国外焚烧炉运行资料,立式焚烧炉废水停留时间取1.5—4s为宜。

3.燃料油良好的雾化废液焚烧炉空气过剩量一般为1.2 —1.4, 为使燃料油粉碎并与空气充分混合,喷嘴喷出的重油流体必须强烈湍动,喷嘴头部设董诸如旋转榷、雾化片之类的雾化元件,增加喷嘴前压力,加大流体压降,增大雷诺系数加剧湍动,促进流体雾化,使之完全燃烧。

三、废液焚烧炉型选择及国外处理实例

(一)、焚烧炉型选择

根据废水性质和企业具体条件,常用的废液焚烧炉有回转焚烧炉、 卧式焚烧炉、立式焚烧炉、流化床炉和熔融盐炉等。

1.回转焚烧炉回转式焚烧炉常采用两段焚烧工艺,一段炉是可调速的回转圆筒式炉体,二段炉为立式炉。工业废液、生化污泥在炉内多呈表面燃烧方式,回转炉的翻滚作用,使废物不断搅拌 连续暴露新表面,加快燃烧。上海、辽阳从国外引进的回转炉及我国自行设计的北京双桥农药厂废液回转焚烧炉,运转正常,效果较好。

德国BASF的路德维希港企业废物处理厂,6台回转炉焚烧固体废物和高浓度染料及其他化工废液,炉温1300摄氏度,停留时间2—4s,用幅射和对流锅管炉回收废热。

Bartlett—Snow公司的回转炉能够成功分解多氯联苯等2600多种工业废物。回转炉结构复杂,占地面积大、投资髙,适合大规模废物处理厂废渣废液(以渣为主)的焚烧处理。

美国现代化回转炉系统大都带有空气污染控制系统,可以去除亚微细粒的悬浮微粒和散粒,达到国家规定的环境质量标准。

2.卧式焚烧炉卧式焚烧炉为使废液和燃烧气充分混合,炉内往往设置挡流板。由于染料、颜料中间体高浓度废水大都含盐量较高(即使不经盐析的染料废水,酸喊中和后亦含较多量的无机 盐)为了顺利排除溶盐一般很少采用卧式炉。

3.立式炉焚烧髙浓度含盐废水的立式炉大都是以火焰向下,底部常常装有湿式骤冷室,焚烧炉长度和宽度比为2:1或3:1,炉体容积视废水性质和处理量而定,熔盐不在炉内积存,能顺利排出体外。

国外所谓旋风室立式炉,助燃气和废液沿炉壁喷入,而空气则从切线方向喷入使成圆柱形火焰,嫘旋形通过炉体,热释放率较髙,尤为适合染料、颜料、中间体废水焚烧。

4.流化床焚烧炉流化床焚烧炉适用于焚烧废液和废渣,我国北京石油化工总厂自行设计的活性污泥沸腾焚烧炉,以粒状砂为热载体,污泥用压力式喷嘴喷入炉内,下部装有热风发生炉,通 过筛板导入炉内,点燃废物。

美国CA公司开发的循环流化床炉(正在向移动式发展),通过增大进气量,提高空气速度加剧灞动,使废液在燃烧区充分燃烧。炉温800—900摄氏度,有机物能达到99%的分解率。

5.熔融盐炉熔融盐炉以Na2COa和CaC03作盐浴,床材料温度800—1000摄氏度,可同时处理固体和液体废物其温度较一般焚烧炉低,可能影响某些有机物完全分解,而且熔融盐再生方法有待 完善,但熔融盐炉节约能源,熔盐有洗涤酸气作用,减少空气污染控制设备,可设计成移动式装置,是一种很有发展前途的焚烧炉。

(二)、国外废水焚烧处理实例

1.意大利今公司染料废水焚烧处理

(1)废水性质髙浓度含盐废水主要是染料母液和压滤头遍洗液,流量5m3/h,COD130000mg/L,含盐量6%—7%,色度 7—8万(倍)

(2)工艺流程。经中和后废水输送到蒸发器强力循环浓缩,再把浓缩液送到I蒸发器完成废液的全部浓缩要求。加热蒸汽首先送到I蒸发器的热交换器,用循环泵强力循环热溶液,蒸发器的二次热蒸汽引到蒸发器的热交换器作为I蒸发器加热蒸汽。蒸发器的冷凝液COD1000—150Omg/L。送去生化处理。蒸发器最终浓缩 液含水量约20%—30%,用泵输送到焚烧炉焚烧。焚烧炉处理能力1.5 t/h,材质为C.S碳钢衬耐火材料。

主荽结构分燃烧室、混合反应区、主反应区、残余反应区、配有重油燃烧喷嘴和废水喷嘴,反应区温度900—1000摄氏度, 废液在炉中停留时间3—4s,有机物完全氧化分解。

焚烧炉的燃烧器经过文丘里洗涤器和洗涤塔湿法除尘系统除去盐分后由烟窗(H = 38 —40m)排入大气中,烟道气排放量 30000Nm3/h,其中 S02<1000mg/Nm3, NO<500mg/Nm3,粉尘< 50mg/Nm3。

烟道气洗涤塔洗涤液7—8m3/h,含盐量(主要是Na2S(X和NaCl)约300—400kg/li,送到生化系统处理(400mVh),厂总排水口含盐量

重油热值4.1868X9500kJ/kg,密度约lkg/L,每吨重油焚烧 19. 8m3 废液。

2.德国B公司染料、农药废水焚烧处理高浓度含盐和不可生化的染料农药废水,经NaOH中和后,用五效蒸发器浓缩,第一级由蒸汽加热,利用第一级蒸发器放出的热量。其他各级在减压条件下运转,最终浓缩液为含水量约30%的结晶盐溶液,用泵输送经两个喷射泵喷入燃烧室(天然气作辅助燃料)反应温度900—1000摄氏度,停留时间约3s,有机物完全氧化分解。



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