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1 有机危险废液焚烧处理技术的特点
焚烧技术是在焚烧炉的燃烧室内，通过可控的高温化学反应过程，破坏各种有害物质的分子结构，把废液氧化成CO2和H2O等无害物质的技术。
危险废液焚烧处理技术具有占地少、处理速度快、污染物破除彻底、可回收盐类和能量、能处理成份十分复杂的废液等优点，国外已有大量成功的工程案例。2004年，美国共有276座危险废弃物焚烧炉，其中有170座是专门处理废液的焚烧炉，占61.59%。
由于焚烧技术的初期投资大、控制复杂、操作水平要求高，在国内的推广比较缓慢。随着相关技术水平的提高和设备国产化,焚烧技术具有很大的应用前景。
2 危险废液焚烧炉概况
2.1 主要废液参数对焚烧炉设计的影响
废液的热值是选择危险废液处置技术的首要因素。废液的热值随有机物含量的升高而增大，随水分的升高而下降。一般情况下，有机物含量小于等于1%的废液多采用生物处理技术或臭氧氧化等高级氧化技术；有机物含量在1%~20%的废液适合采用湿式氧化技术处理；而有机物含量在20%以上的废液适合焚烧技术处理。热值低的废液不能直接在燃烧器中燃烧，用焚烧法处理时可喷入高热值废液燃烧生成的高温烟气中燃烧；也可预先蒸发浓缩或添加辅助燃料，处理成本相应增大。
废液的粘度。废液一般都是通过泵输送，经喷嘴雾化后燃烧。废液的粘度对输送阻力和雾化效果有重要影响，是泵和喷嘴选型的依据。低粘度的废液常用齿轮泵输送，较高粘度的用螺杆泵，含大量颗粒的用隔膜泵输送。[ ]高粘度的废液也可通过加热或通入蒸汽等方法提高其流动性，但过高的预热温度会引起废液中不饱和烃发生聚合反应而形成固体颗粒，反而使废液粘度升高。
废液中卤素、S和N等有害元素的含量。随着卤素含量增加，废液热值普遍下降，可燃性变差，难着火和彻底分解，焚烧过程中易产生HCl、Cl2、COCl2和 PCDD/Fs等污染物，也会腐蚀焚烧设备，烟气净化系统复杂。旋流燃烧器可以焚烧低位发热量在10000MJ/kg的废液，比较适合燃烧这类低热值的废液,氯含量超过70%时仍需要添加辅助燃料。国家环保局发布的《危险废物集中焚烧处置工程建设技术要求(试行)》中也要求，“对于用来处理含氟较高或含氯大于5%的危险废物焚烧系统，不得采用余热锅炉降温，其尾气净化必须选择湿法净化方式”。国外多采用把高温烟气通入水中急冷的浸没式焚烧炉控制PCDD/Fs生成。含S、N的废液在焚烧过程中，会生成SO2和NOx等污染物，需要采取脱硫脱硝的措施。
废液中无机盐的含量和组成。在焚烧过程中，NaCl和KCl等无机盐会在高温条件下融熔或气化，加剧耐火材料剥蚀和受热面积灰结渣,常采用高铝质耐火材料。若采用流化床焚烧技术处理，容易引发床料结焦，流化失效，需要添加高岭土、CaO或煤灰等物质，提高灰的熔点。碱金属盐的蒸气在冷却过程中凝固成亚微米级颗粒，分离难度高；这些颗粒与静电除尘器电极释放的自由电子相互作用，减小放电电流，导致除尘效率下降，有时甚至会引起烟尘排放超标。
如果废液中含有重金属盐，焚烧产生的灰需要通过融熔等技术进行稳定化处理，然后才能进行填埋，以避免重金属污染。对烟气中的汞等气态重金属也要采取措施进行脱除。
废液的密度、pH值、爆炸性、毒性和挥发性等也是在设计废液存储输送设备等环节中需要考虑的重要因素，以确保焚烧系的安全性和可靠性。
2.2 危险废液焚烧炉的主要炉型
2.2.1液体喷射炉
废液焚烧炉一般由废液贮存和输送系统、辅助燃料系统、供风系统、废液燃烧器、燃烧室、能量回收利用系统、烟气处理系统和监测控制系统等几部份组成。根据炉本体的特征，应用最广泛的废液焚烧炉可分为液体喷射炉、流化床和回转窑三类。
液体喷射炉是国外处理危险废液的常用炉型，用于处理可燃性的液态或浆状废弃物。这种焚烧炉的燃烧室可以简单设计为一个内置耐火材料的圆筒，也可以根据需要附加空气预热系统或增设喷口等，废液雾化后喷入炉内燃烧，烟气温度在800~1200 oC。炉壁耐火材料多采用高铝质或镁质耐火材料，而且应合理布置燃烧器防止高温火焰冲刷壁面。浸没式喷射炉能急速冷却烟气，把融盐和烟气中的HCl等溶解在水中而除去，常用于处理高盐或高氯废液。
这种焚烧系统结构简单，建设费用低。但是对废液热值和雾化质量要求高，焚烧低热值废液时用油或天然气助燃，运行成本增大；烟气中NOx含量也较高，需要采用合适的控制措施。
2.2.2 流化床焚烧炉
流化床焚烧炉由布风板、密相区、扩展段和稀相区等组成，主要用于处理污泥、焦油、浆液和各种难以雾化的粘稠液体，也用于焚烧废气。由于床料的蓄热和对颗粒的磨削作用，炉内传热能力强、温度稳定均匀，对废弃物热值要求低，对废液喷雾质量要求不高，烟气停留时间5~8s或更高，可以保证废弃物在750~900oC的运行温度下，达到很高的燃烧效率，NOx等污染物生成量低。
自1975年第一台用于危险废弃物焚烧的流化床问世以来，已有很多专门处置废液的流化床焚烧炉投入运行。对氯仿、氟里昂、四氯化碳和氯苯等热稳定性高的物质，分解效率也都可以达到99.99%以上。
流化床焚烧炉的主要缺点是当废液中碱金属和卤素含量高时，焚烧过程中生成的碱金属盐容易和床料结合成低熔点的共融体或粘性很强的Na2SiO3，导致床料结焦，流化失效。常用解决方法有：（1）控制炉内温度低于800oC；（2）采用Al2O3等替代石英砂作床料；（3）向炉内添加高岭土等含有钙、镁、铁的物质，提高灰的熔点。
但是，如果采用过低的焚烧温度，则可能导致高稳定性的有害物质不能被彻底破除。比如，四氯乙烯在2s内达到99.99%的分解效率所需要理论焚烧温度981oC。国家环保局发布的《危险废物焚烧污染控制标准》中要求，危险废弃物焚烧炉温度不低于1100oC。这也是传统的流化床焚烧技术较难达到的。
2.2.3 回转窑焚烧炉
回转窑焚烧炉最重要的两个部件是回转窑和二燃室。最常见的回转窑是顺流式、有耐火衬层的固态排渣炉，转速1/4~4转/min，倾角为20~40，填充率为5%~15%；二燃室中烟气停留时间1~3s，温度在1000 oC ~1400 oC。和液体喷射炉相比，结构复杂，运动部件多，投资费用高。
高热值的废液通常经喷嘴雾化后喷入二燃室燃烧，也可以喷入回转窑内助燃；而低热值难分解的废液则常从回转窑的给料端喷入，以增加废液在高温段的停留时间，促进废液蒸发与分解。
含盐废液在固态排渣炉中焚烧会引起严重的结渣和积灰，甚至使回转窑堵塞，因此常采用液态排渣炉，运行温度大于1000 oC。
虽然回转窑中常常焚烧废液，但它最大的优点是能同时处理固体废弃物、气，给料适应性好；如果处置单一的废液或废气，采用回转窑处理的经济性不如液体喷射炉，这方面和流化床焚烧技术是类似的。
3 危险废液焚烧技术在国外的应用情况
美国和西欧在废弃物无害化、资源化处理方面处于世界领先水平。从20世纪60年代开始，美国的化工及相关行业开始尝试焚烧工业废弃物。陶氏化学公司、杜邦公司等兴建了一批回转窑焚烧炉，约翰锌业公司和热能研究与工程公司等相继建成液体喷射炉。从美国1985的统计数据看出，液体喷射炉被广泛用于危险废弃物处理，占了焚烧炉总量的50%左右。
4、总 结
危险废液焚烧处理技术是实现危险废液减量化、无害化和资源化处理的有效方法。大量的研究和应用结果表明，三种典型的焚烧炉各有优缺点，焚烧系统设计应综合考虑废液特点、企业投资力度和环保政策等多种因素，进行技术经济分析。 |
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发表于 2009-4-1 10:54:52
发表于 2009-4-1 12:39:06