焚燒法是指在800~1000℃的高溫條件下,廢水中可燃或需助燃的有機(jī)物與空氣中的氧劇烈反應(yīng)產(chǎn)生水,CO2,無機(jī)物灰分以及熱能,達(dá)到無害零排放的過程,焚燒過程主要包括預(yù)處理,高溫焚燒,熱量回收及煙氣處理等,預(yù)處理是通過中和廢水,摻混燃料,調(diào)整粘度等手段使廢水易于霧化,提高有機(jī)物的燃燒去除率,高溫焚燒是整個焚燒法的核心工藝,常用的焚燒設(shè)備有液體噴射焚燒爐,回轉(zhuǎn)窯,流化床焚燒爐和旋轉(zhuǎn)流化床焚燒爐,我國主要以流化床作為主要的焚燒爐型,熱量回收主要是將有機(jī)物燃燒產(chǎn)生的能量回收用于廢水的加熱或余熱發(fā)電,煙氣處理的目的是通過過濾,洗滌除去尾氣中的粉塵,有毒廢氣,防止煙氣產(chǎn)生二次污染,根據(jù)高鹽有機(jī)廢水中有機(jī)物的含量及成分不同,采用的焚燒處理的工藝有所不同,金鑫通過實驗分析了苯胺廢液焚燒的可行性,發(fā)現(xiàn)COD≥500g/L,熱值≥32.04MJ/kg的苯胺廢液可直接焚燒,宋明川等測得巴豆醛廢水熱值為13.42MJ/kg,COD為348.6g/L,熱值略低,需采用焦?fàn)t煤氣為輔助燃料,由此可見,動物焚燒爐COD≥100g/L,熱值≥10.5MJ/kg的有機(jī)廢水可以直接進(jìn)入焚燒爐焚燒,降低了處理成本,而對于COD為10~100g/L,熱值1.05~10.5MJ/kg的有機(jī)廢水,焚燒時需要添加輔助燃料助燃。
蓄熱焚燒爐焚燒的主要目的是盡可能焚毀廢物,使被焚燒的物質(zhì)變?yōu)闊o害和最大限度地減容,并盡量減少新的污染物質(zhì)產(chǎn)生,避免造成二次污染,對于大,中型的廢物焚燒廠,能同時實現(xiàn)使廢物減量,徹底焚毀廢物中的毒性物質(zhì),以及回收利用焚燒產(chǎn)生的廢熱這三個目的。
此外,高含量有機(jī)廢液通常含鹽量較多,經(jīng)常導(dǎo)致焚燒爐腐蝕和結(jié)焦,且鹽含量越高,腐蝕,結(jié)焦越嚴(yán)重,針對該問題的解決措施主要有:1)控制燃燒溫度,適當(dāng)?shù)慕档腿紵郎囟瓤梢杂行Х乐菇Y(jié)焦,2)添加CaCO3,Ca(OH)2,F(xiàn)e2O3和A12O3和高嶺土等添加劑可以有效抑制床層結(jié)焦,減緩腐蝕,但添加劑的粒徑必須夠細(xì),效果才好,Duo等研究發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別11%的Ca(OH)2和89%的A12O3的添加劑還具有脫除有機(jī)廢水燃燒中產(chǎn)生HCl氣體的作用,減少二次污染,3)目前國際上還垃圾焚燒爐采用液中焚燒技術(shù)來避免焚燒爐的結(jié)焦:廢液中的無機(jī)鹽在高溫下熔融,并在高壓風(fēng)的作用下,無機(jī)鹽顆粒物順著爐壁流至急冷罐或隨著煙氣浸沒至急冷罐,不會出現(xiàn)無機(jī)鹽堆積,掛壁現(xiàn)象,該技術(shù)采用的正壓工藝優(yōu)于負(fù)壓工藝,設(shè)備可以連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行,同時可以采用廢溶劑替代輔助燃料,以廢治廢,節(jié)約成本,有很大的推廣價值和應(yīng)用前景,由此可見,焚燒法由于工藝流程簡單,還可以有效利用廢液中的熱量,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益而廣泛地應(yīng)用于含鹽有機(jī)廢水處理,尤其適合處理低鹽高含量有機(jī)物的有毒廢水,可以有效防止有毒物對環(huán)境造成的二次污染。
燃料消耗的量主要取決于再生陶瓷的RTO能力,這通常是通過在不需要補(bǔ)充燃料的情況下保持正常運(yùn)行所需要的最低揮發(fā)性濃度來衡量的,值越低,能量消耗越低,具有優(yōu)異性能的RTO焚燒爐可達(dá)到450×10-6mg/L,此外,能量損失主要是排氣熱量和表面熱損失,廢熱與廢氣的量和進(jìn)口和出口之間的溫差,尾氣溫度越低,進(jìn)口和出口之間的溫差越大,能耗越低,表面熱損失反映在儲罐表面溫度與環(huán)境溫差之間,保溫效果良好小型焚燒爐,溫差小,散熱損失小,當(dāng)然,能量消耗可能與局部的弱絕緣和高溫氣體泄漏有關(guān)。
利用VOCs選擇RTO焚燒爐時,應(yīng)綜合考慮空氣體積和有機(jī)物濃度的參考值,氣量選擇過大,VOCs濃度過小,操作能耗高,空氣體積的選擇太小,VOCs濃度過大,容易產(chǎn)生反效果,在爐膛內(nèi)發(fā)生爆炸和其他安全事故,在運(yùn)輸過程中高濃度有機(jī)廢氣也容易引起爆炸事故,如靜電,因此,設(shè)計應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大風(fēng)量,降低安全風(fēng)險,變頻控制也可根據(jù)生產(chǎn)情況調(diào)整風(fēng)機(jī)風(fēng)量,以降低能耗。
在操作過程中,我們應(yīng)盡量優(yōu)化廢氣進(jìn)入室內(nèi)的控制方式,盡可能消除噴淋塔進(jìn)口帶來的水,減少水汽化所需的熱量,同時,還應(yīng)該優(yōu)化進(jìn)口風(fēng)時間,保持燃燒室的溫度,加強(qiáng)閥門的密封程度,而且在計量泵的進(jìn)氣導(dǎo)管和蒸發(fā)器的組合方式,一些不適用的人工控制浪費(fèi)溶劑蒸發(fā),增加煙氣VOC揮發(fā)性有機(jī)化合物的濃度相對較低,為了實現(xiàn)不使用燃料來維持正常的燃燒,降低燃料消耗,一般來說,為了保持正常運(yùn)行,揮發(fā)性有機(jī)化合物濃度的要求遠(yuǎn)低于爆炸的下限,而且可以根據(jù)爐內(nèi)溫度隨時調(diào)整或關(guān)閉廢溶劑的蒸發(fā),因此安全風(fēng)險可控。
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