浅议含盐有机废液及含盐废渣的焚烧处置工艺

　　【摘 要】 含盐有机废液及含盐废渣如果不经过处理而直接排放到环境中，那么不仅会危害人类的身体健康，还会对生态环境造成极大的破坏，因此含盐有机废液及含盐废渣在排放前必须经过相应的处置来减轻其对环境的危害。含盐有机废液及含盐废渣的焚烧处理工艺随着科技的不断发展而处于不断完善之中，这要求我们相关工作者不断总结经验和教训，为含盐有机废液及含盐废渣的高效、经济且低污染处理贡献自己的力量。

　　【关键词】 盐 有机废液 废渣 焚烧处理 流化床

　　1 焚烧的工艺流程

　　含盐有机废液及含盐废渣的焚烧是将所有可燃或需要助燃的有机废液和废渣，在800～1000℃的高温条件下，使有机废液和废渣中的可燃组份与氧气进行剧烈的化学反应，释放能量并转化为高温的燃料气和少量性质稳定的固体废渣。

　　对含盐有机废液及含盐废渣的处置，目前国外大多采用立式焚烧炉焚烧处理，该装置由焚烧炉、浓缩器、骤冷器、捕沫器、文丘里洗气塔和汽提塔等设备构成。立式焚烧炉焚烧处理工艺是二十世纪由日本研发的，其原理如下：使用天然气和燃料油为燃料，将经过雾化处理后进入到焚烧炉的废水，在950～1000℃的条件下，废水和废渣中的有机成分生成N2、CO2、H2O、SO2和HCl等，燃烧中熔灰、灰尘和熔盐伴随烟气进入到骤冷器，骤冷器产生的尾气经过洗气塔净化后排放到大气中，而洗气液进入到生化系统。

　　2 含盐有机废液及含盐废渣焚烧处理的问题

　　我国目前致力于研究含盐有机废液及含盐废渣的流化床焚烧处理，该处理工艺具有如下优点：环保性能好，碳氢化合物和一氧化碳的排放量较低；燃料适应能力强，适合焚烧各种水分含量和热值的废液和废渣；燃烧效率高，废液和废渣的燃烧瞬间即可完成；重金属排放量低，并且占地面积小；焚烧炉没有易损的活动部件，因此事故率较低且维修工作量小。

　　但需要注意的是，流化床焚烧技术存在如下两个技术障碍：（1）在焚烧过程中，钾盐和钠盐等无机盐会熔化并以微滴的形态被烟气带出炉膛而进入到废热回收装置，而废热回收装置通常采用纯对流烟管式受热面，烟气和微盐滴一起冲刷温度相对较低的受热面壁面，容易引发焚烧炉废热回收装置受热面的积盐和堵塞问题；（2）有机废液通常使用碱来对酸性废液进行中和，而大多数碱金属盐和碱土金属盐的熔点较低，同时它们在燃烧过程中会和床料及煤灰中的SiO2发生反应，在床内形成低熔点的共晶体而导致床层的结焦。

　　3 含盐有机废液及含盐废渣的焚烧处置工艺

　　3.1 蒸发结晶和焚烧系统的设计

　　（1）含盐有机废液及含盐废渣的预处理工艺。为了使含盐有机废液及含盐废渣能够在较高的温度下进行焚烧，需要采用预处理的方式来去除碱土金属盐和碱金属盐。化工生产等领域使用的分离脱盐技术主要有萃取、蒸发结晶、离子交换法和膜分离技术等，每种方法都有其优缺点和适用范围。

　　（2）含盐有机废液及含盐废渣的焚烧方式。以含盐有机废液为例，其蒸发脱盐处理后的有机废液蒸汽要进入到焚烧炉进行焚烧处理，而不同炉型的焚烧炉具有不同的焚烧效率和燃烧温度。在综合考虑成本、效率等因素的基础上，本文选择了流化床，流化床在运行过程中必须保证足够的运行风速（大于临界流化风速），但高流化风速会导致辅助燃料的增加和燃烧温度的降低，因此需要适当降低流化床的临界流化风速。考虑到焚烧炉的灰分含量极低，可以采用不排渣运行的方式，因此选用空心氧化铝小球来作为床料，床料直径为2.5mm，密度为1300kg/m3，此时流化床的临界流化风速只有0.33m/s。

　　（3）蒸发--焚烧系统流程。以含盐有机废液为例，通过泵将含有有机废液输送到蒸发结晶装置，经过蒸发结晶脱盐预处理后，将不含盐的有机废液蒸气送入到流化床焚烧炉进行焚烧处理。需要注意的是，如果含盐有机废液直接以液体形式进料，那么容易造成其在焚烧炉中的不均匀分布，同时预处理后析出的碱土金属盐和碱金属盐可以回收利用。

　　3.2 二次污染物排放的设计

　　（1）SO2排放的控制措施。SO2的排放浓度取决于含盐有机废液及含盐废渣中的硫含量，特别有机硫成分。使用流化床进行焚烧处理时，可以利用850～900℃这一适合石灰石脱硫的低温燃烧区域来进行炉内脱硫，从而有效且经济地控制SO2的排放。在焚烧炉出口对SO2的脱除，可以使用干法烟气技术、湿法烟气技术及半干法烟气技术等。

　　（2）NOx排放的控制措施。NOx的生成速率和生产量与燃烧温度、过量空气系数等具有很大的关系，而控制NOx排放的主要措施是采取低氧燃烧、分段焚烧和烟气脱硫法等技术。例如国内学者经研究证实，在800～950℃下焚烧含稀硝酸的己二胺有机废水，未分级燃烧时NOx的去除率为46%～61%，而分级燃烧时NOx的去除率高达90%。

　　（3）HCl排放的控制措施。作为一种酸性气体，HCl不仅会对人体造成严重危害，还会腐蚀锅炉受热面，从而影响到焚烧设备的正常运行。一般认为，含盐有机废液及含盐废渣焚烧过程中HCl的排放浓度与温度有关，即床温越高，HCl的排放浓度越大。在实际操作中，HCl排放的控制措施与SO2的脱除类似，可以在炉内添加石灰石等碱性物质来进行脱除，也可以在焚烧炉出口采用半干法、干法和湿法等来进行处理。

　　（4）二恶英排放的控制措施。在超过280℃的温度时，在烟气中喷入Ca（OH）2可以降低烟气中二恶英的排放；在焚烧炉烟气冷却过程中喷洒活性炭粉，可以降低烟气中二恶英的排放，但是活性炭粉的喷洒温度要控制在200℃以下；在高温条件下，CaCO3可以有效抑制二恶英的排放；采用废轮胎热解半焦颗粒、颗粒状活性炭等，也可以有效吸附烟气中的二恶英。

　　4 讨论

　　采用焚烧法处理含盐有机废液及含盐废渣，具有废物资源化、减容效果好和处理效率高等优点，同时产生的二次污染物经过简单处理后即能达到排放标准，因此非常适合在我国进行推广。

　　目前国内还有很多学者研究造粒焚烧法处理含盐有机废水的技术，该技术的工艺流程为：预处理后的含盐有机废水送入洗涤塔，在循环洗涤造粒尾气夹带的盐尘和酸性气体的同时与尾气进行热交换，换热后的废水被连续雾化进入造粒塔，在造粒塔内水分被来自焚烧炉的烟气汽化，有机物和无机盐在塔内晶种上成粒，并连续地排至焙烧炉处理；在焙烧炉中富集于颗粒污盐上的有机物经气化、热解、碳化，无害化处理后，无机盐可综合利用或填埋；焙烧产生的烟气经二次焚烧处理，使有机物完全氧化；尾气经洗涤塔、碱洗塔排放。