淺議含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣的焚燒處置工藝

汪洪偉+李麗艷

【摘 要】 含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣如果不經(jīng)過處理而直接排放到環(huán)境中，那么不僅會(huì)危害人類的身體健康，還會(huì)對生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞，因此含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣在排放前必須經(jīng)過相應(yīng)的處置來減輕其對環(huán)境的危害。含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣的焚燒處理工藝隨著科技的不斷發(fā)展而處于不斷完善之中，這要求我們相關(guān)工作者不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，為含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣的高效、經(jīng)濟(jì)且低污染處理貢獻(xiàn)自己的力量。

【關(guān)鍵詞】 鹽 有機(jī)廢液 廢渣 焚燒處理 流化床

1 焚燒的工藝流程

含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣的焚燒是將所有可燃或需要助燃的有機(jī)廢液和廢渣，在800～1000℃的高溫條件下，使有機(jī)廢液和廢渣中的可燃組份與氧氣進(jìn)行劇烈的化學(xué)反應(yīng)，釋放能量并轉(zhuǎn)化為高溫的燃料氣和少量性質(zhì)穩(wěn)定的固體廢渣。

對含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣的處置，目前國外大多采用立式焚燒爐焚燒處理，該裝置由焚燒爐、濃縮器、驟冷器、捕沫器、文丘里洗氣塔和汽提塔等設(shè)備構(gòu)成。立式焚燒爐焚燒處理工藝是二十世紀(jì)由日本研發(fā)的，其原理如下：使用天然氣和燃料油為燃料，將經(jīng)過霧化處理后進(jìn)入到焚燒爐的廢水，在950～1000℃的條件下，廢水和廢渣中的有機(jī)成分生成N2、CO2、H2O、SO2和HCl等，燃燒中熔灰、灰塵和熔鹽伴隨煙氣進(jìn)入到驟冷器，驟冷器產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過洗氣塔凈化后排放到大氣中，而洗氣液進(jìn)入到生化系統(tǒng)。

2 含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣焚燒處理的問題

我國目前致力于研究含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣的流化床焚燒處理，該處理工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)：環(huán)保性能好，碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉呐欧帕枯^低；燃料適應(yīng)能力強(qiáng)，適合焚燒各種水分含量和熱值的廢液和廢渣；燃燒效率高，廢液和廢渣的燃燒瞬間即可完成；重金屬排放量低，并且占地面積??；焚燒爐沒有易損的活動(dòng)部件，因此事故率較低且維修工作量小。

但需要注意的是，流化床焚燒技術(shù)存在如下兩個(gè)技術(shù)障礙：（1）在焚燒過程中，鉀鹽和鈉鹽等無機(jī)鹽會(huì)熔化并以微滴的形態(tài)被煙氣帶出爐膛而進(jìn)入到廢熱回收裝置，而廢熱回收裝置通常采用純對流煙管式受熱面，煙氣和微鹽滴一起沖刷溫度相對較低的受熱面壁面，容易引發(fā)焚燒爐廢熱回收裝置受熱面的積鹽和堵塞問題；（2）有機(jī)廢液通常使用堿來對酸性廢液進(jìn)行中和，而大多數(shù)堿金屬鹽和堿土金屬鹽的熔點(diǎn)較低，同時(shí)它們在燃燒過程中會(huì)和床料及煤灰中的SiO2發(fā)生反應(yīng)，在床內(nèi)形成低熔點(diǎn)的共晶體而導(dǎo)致床層的結(jié)焦。

3 含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣的焚燒處置工藝

3.1 蒸發(fā)結(jié)晶和焚燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（1）含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣的預(yù)處理工藝。為了使含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣能夠在較高的溫度下進(jìn)行焚燒，需要采用預(yù)處理的方式來去除堿土金屬鹽和堿金屬鹽?；どa(chǎn)等領(lǐng)域使用的分離脫鹽技術(shù)主要有萃取、蒸發(fā)結(jié)晶、離子交換法和膜分離技術(shù)等，每種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。

（2）含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣的焚燒方式。以含鹽有機(jī)廢液為例，其蒸發(fā)脫鹽處理后的有機(jī)廢液蒸汽要進(jìn)入到焚燒爐進(jìn)行焚燒處理，而不同爐型的焚燒爐具有不同的焚燒效率和燃燒溫度。在綜合考慮成本、效率等因素的基礎(chǔ)上，本文選擇了流化床，流化床在運(yùn)行過程中必須保證足夠的運(yùn)行風(fēng)速（大于臨界流化風(fēng)速），但高流化風(fēng)速會(huì)導(dǎo)致輔助燃料的增加和燃燒溫度的降低，因此需要適當(dāng)降低流化床的臨界流化風(fēng)速?？紤]到焚燒爐的灰分含量極低，可以采用不排渣運(yùn)行的方式，因此選用空心氧化鋁小球來作為床料，床料直徑為2.5mm，密度為1300kg/m3，此時(shí)流化床的臨界流化風(fēng)速只有0.33m/s。

（3）蒸發(fā)--焚燒系統(tǒng)流程。以含鹽有機(jī)廢液為例，通過泵將含有有機(jī)廢液輸送到蒸發(fā)結(jié)晶裝置，經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶脫鹽預(yù)處理后，將不含鹽的有機(jī)廢液蒸氣送入到流化床焚燒爐進(jìn)行焚燒處理。需要注意的是，如果含鹽有機(jī)廢液直接以液體形式進(jìn)料，那么容易造成其在焚燒爐中的不均勻分布，同時(shí)預(yù)處理后析出的堿土金屬鹽和堿金屬鹽可以回收利用。

3.2 二次污染物排放的設(shè)計(jì)

（1）SO2排放的控制措施。SO2的排放濃度取決于含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣中的硫含量，特別有機(jī)硫成分。使用流化床進(jìn)行焚燒處理時(shí)，可以利用850～900℃這一適合石灰石脫硫的低溫燃燒區(qū)域來進(jìn)行爐內(nèi)脫硫，從而有效且經(jīng)濟(jì)地控制SO2的排放。在焚燒爐出口對SO2的脫除，可以使用干法煙氣技術(shù)、濕法煙氣技術(shù)及半干法煙氣技術(shù)等。

（2）NOx排放的控制措施。NOx的生成速率和生產(chǎn)量與燃燒溫度、過量空氣系數(shù)等具有很大的關(guān)系，而控制NOx排放的主要措施是采取低氧燃燒、分段焚燒和煙氣脫硫法等技術(shù)。例如國內(nèi)學(xué)者經(jīng)研究證實(shí)，在800～950℃下焚燒含稀硝酸的己二胺有機(jī)廢水，未分級燃燒時(shí)NOx的去除率為46%～61%，而分級燃燒時(shí)NOx的去除率高達(dá)90%。

（3）HCl排放的控制措施。作為一種酸性氣體，HCl不僅會(huì)對人體造成嚴(yán)重危害，還會(huì)腐蝕鍋爐受熱面，從而影響到焚燒設(shè)備的正常運(yùn)行。一般認(rèn)為，含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣焚燒過程中HCl的排放濃度與溫度有關(guān)，即床溫越高，HCl的排放濃度越大。在實(shí)際操作中，HCl排放的控制措施與SO2的脫除類似，可以在爐內(nèi)添加石灰石等堿性物質(zhì)來進(jìn)行脫除，也可以在焚燒爐出口采用半干法、干法和濕法等來進(jìn)行處理。

（4）二惡英排放的控制措施。在超過280℃的溫度時(shí)，在煙氣中噴入Ca（OH）2可以降低煙氣中二惡英的排放；在焚燒爐煙氣冷卻過程中噴灑活性炭粉，可以降低煙氣中二惡英的排放，但是活性炭粉的噴灑溫度要控制在200℃以下；在高溫條件下，CaCO3可以有效抑制二惡英的排放；采用廢輪胎熱解半焦顆粒、顆粒狀活性炭等，也可以有效吸附煙氣中的二惡英。

4 討論

采用焚燒法處理含鹽有機(jī)廢液及含鹽廢渣，具有廢物資源化、減容效果好和處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)產(chǎn)生的二次污染物經(jīng)過簡單處理后即能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，因此非常適合在我國進(jìn)行推廣。

目前國內(nèi)還有很多學(xué)者研究造粒焚燒法處理含鹽有機(jī)廢水的技術(shù)，該技術(shù)的工藝流程為：預(yù)處理后的含鹽有機(jī)廢水送入洗滌塔，在循環(huán)洗滌造粒尾氣夾帶的鹽塵和酸性氣體的同時(shí)與尾氣進(jìn)行熱交換，換熱后的廢水被連續(xù)霧化進(jìn)入造粒塔，在造粒塔內(nèi)水分被來自焚燒爐的煙氣汽化，有機(jī)物和無機(jī)鹽在塔內(nèi)晶種上成粒，并連續(xù)地排至焙燒爐處理；在焙燒爐中富集于顆粒污鹽上的有機(jī)物經(jīng)氣化、熱解、碳化，無害化處理后，無機(jī)鹽可綜合利用或填埋；焙燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)二次焚燒處理，使有機(jī)物完全氧化；尾氣經(jīng)洗滌塔、堿洗塔排放。