国内外有机废液的焚烧处理技术.docx

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国内外有机废液的焚烧处理技术

化工环保/990305

化工环保

ENVIRONMENTALPROTECTIONOF

CHEMICALINDUSTRY

Vol.19No.31999

3期19卷第1999年第

国内外有机废液的焚烧处理技术

别如山杨励丹李季陆慧林郭建明王守革

摘要介绍了国内外高浓度有机废液的焚烧处理装置，即液体喷射焚烧炉、回转窑焚烧炉、鼓泡流化床焚烧炉和循环流化床焚烧炉，阐述了各种焚烧炉的工作特点，通过比较得出，鼓泡流化床和循环流化床焚烧炉在环保方面具有突出的优点。

关键词有机废液焚烧液体喷射焚烧炉回转窑焚烧炉鼓泡流化床焚烧炉循环流化床焚烧炉

IncinerationTechnologyforWasteOrganicLiquor

atHomeandAbroad

BieRushan,YangLidan,LiJiandLuHuilinGuoJianming,WangShouge

（HaerbinInstituteofTechnology,Haerbin150001）

（HaerbinBoilerWorks,Haerbin150046）

Abstract:

Thevariouskindsofincinerationfacilitiessuchasliquidinjection

incinerator,rotarykilnincinerator,bubblingfluidized-bedincineratorand

circulatingfluidized-bedincineratorusedfortreatinghighconcentrationof

wasteorganicliquorathomeandabroadaredescribed.Bycomparisonofthe

characteristicsoftheaboveincinerators,itcanbeconcludedthatthebubbling

have

incineratorfluidized-bedcirculatingtheandincineratorfluidized-bed

remarkableadvantagesovertheothersintheaspectofenvironmental

protection.

Keywords:

wasteorganicliquorincineration,liquidinjectionincinerator,rotary

kilnincinerator,bubblingfluidized-bedincinerator,circulatingfluidized-bed

incinerator.

0前言

焚烧法处理废液是将含高浓度有机物的废液在高温下进行氧化］，2［1分解，使有机物转化为水、二氧化碳等无害物质。

化工厂的高浓度有机废液常理。

通常，热值为10500kJ/kg以上的废液，在有辅助燃采用这种方法进行处料引燃时便能够自燃，但一些废油与水的混合液，在未达到乳化混合时，其热值虽达到10500kJ/kg以上，还不能燃烧。

热值较低的废水由于可燃物比例小，不足以维持焚烧温度，所以往往先浓缩（如用蒸发和蒸馏法）再焚烧或依靠辅助燃料进行焚烧。

废液中有机物的质量分数一般在10%以上或COD＞300g/L时，用焚烧法处理比用其它方法有利。

国外使用焚烧法较］43，［多，国内因焚烧法处理费用较高，使用还不普遍。

1废液的分类

工业生产中产生的废液种类极其繁多，可根据废液的化学组成将其分为3类：

（1）不含卤素有机废液。

该类废液中的有机化合物仅含有C、H、O，有时还含有S。

废液中含水较少时自身可燃，可作为燃料（如废弃的有机溶剂），燃烧产物为CO2、H2O和SO2，燃烧产生的热量可以通过锅炉或余热锅炉回收。

（2）含卤素有机废液。

废液中的有机化合物包括CCl4、氯乙烯、溴甲烷等。

废液的热值取决于卤素的含量。

在焚烧处理时，根据其热值的高低确定是否需要辅助燃料。

废液在焚烧炉内氧化后，将产生单质卤素或卤化氢（HF、HCl、HBr等），根据需要可将其去除或回收。

（3）含高盐有机废液。

含有高浓度无机盐或有机盐。

这种废液燃烧后会产生熔化盐，因此在设计时，耐火材料、燃烧温度的选择以及停留时间的确定将成为主要考虑因素。

由于该类废液通常热值较低，需要辅助燃料以达到完全燃烧。

2焚烧炉炉型

目前常用废液焚烧炉炉型有液体喷射焚烧炉、回转窑焚烧炉和流化床

焚烧炉，各适用于不同情况。

．

2.1液体喷射焚烧炉

液体喷射焚烧炉用于处理可以用泵输送的液体废弃物。

结构简单，通

常为内衬耐火材料的圆筒（水平或垂直放置），配有一个或多个燃烧器。

废液通过喷嘴雾化为细小液滴，在高温火焰区域内以悬浮态燃烧。

可以采用旋流或直流燃烧器，以便废液雾滴与助燃空气良好混合，增加停留时间，使废液在高温区内充分燃烧。

一般燃烧室停留时间为0.3～2.0s，最高温度可达1650℃。

通常将低热值的废液与液体燃料掺混，使混合液的热值大于18600kJ/kg，然后用泵通过喷嘴或特殊设计的雾化器送入焚烧室焚烧。

含有悬浮颗粒的废液，需要过滤去除，以免堵塞喷嘴或雾化器的孔眼。

掺混也用来控制进入焚烧炉液体中氯的含量，一般控制含氯废液中氯的质量分数＜30%，以利达到最佳燃烧状态和限制烟气中有害气体氯的含量。

良好的雾化是达到有害物质高破坏（燃烧）率的关键。

可以用低压空气、蒸汽或机械雾化。

一般高粘度废液应采用蒸汽雾化喷嘴，低粘度废液可采用机嘴。

废液粘度通常在220mPas以下为宜。

为了降低粘度，械雾化或空气雾化喷.往往需加热废液，但温度一般不超过200～260℃，否则，用泵输送困难。

典型液体喷射焚烧炉的容量大约为3×10kJ/h，然而，实际应用的可达77.4×10～10.5×10kJ/h。

772.1.1卧式液体喷射焚烧炉

图1为典型的卧式液体喷射焚烧炉膛，辅助燃料和雾化蒸汽或空气由燃烧器进入炉膛，火焰温度为1430～1650℃，废液经蒸汽雾化后与空气由喷嘴喷入火焰区燃烧。

燃烧室停留时间为0.3～2.0s，焚烧炉出口温度为815～1200℃，燃烧室出口空气过剩系数为1.2～2.5，排出的烟气进入急冷室或余热锅炉回收热量。

卧式液体喷射焚烧炉一般用于处理含灰量很少的有机废液。

东北制药总厂1982年采用硅砖砌成直径600mm，长4300mm的圆形炉膛卧式液体喷射焚烧炉。

以氯霉素的副产物邻硝基乙苯为燃料，处理VC］［5的古龙酸母液，实现了以废治废，节约能源的目的。

年处理COD在400t以上，烟气经水洗后达到国家排放标准。

典型的卧式液体喷射焚烧炉炉膛图1

炉膛横截面3.耐火衬里；2.炉膛；1.

2.1.2立式液体喷射焚烧炉

典型的立式液体喷射焚烧炉如图2所示，适用于焚烧含较多无机］，6［3盐和低熔点灰分的有机废液。

其炉体由碳钢外壳与耐火砖、保温砖砌成，有的炉子还有一层外夹套喷火嘴，重油与雾化以预热空气。

炉子顶部有重油蒸汽在喷嘴内预混合喷出。

燃烧用的空气先经炉壁夹层预热后，在喷嘴附近通过涡流器进入炉内，炉内火焰较短，燃烧室的热强度很高，废液喷嘴在炉子的上部，废液用中压蒸汽雾化，喷入炉内。

对大多数废液的最佳燃烧温度为870～980℃。

在很短时间内有机物燃烧分解。

在焚烧过程中，某些盐、碱的高温熔融物与水接触会发生爆炸。

为了防止爆炸的发生，采用了喷水冷却的措施。

在焚烧炉炉底设有冷却罐。

由冷却罐出来的烟气经文丘里洗涤器洗涤后排入大气。

典型的立式液体喷射焚烧炉图2视镜；燃烧器空气进口；4.2.废液喷嘴进口；3.1.废液喷嘴部分空气进口；炉体外筒；10.9.耐火衬里；上部法兰；燃料喷嘴；6.点火口；7.测温口；8.5.锥形帽；连接管；16.冷却水进14.废气出口；15.取样口；11.人孔；12.13.支座。

防爆孔；20.21.排液器；17.带孔板；18.19.冷却罐；

回转窑焚烧炉2.2

回转窑焚烧炉是用于处理固态、液态和气态可燃性废物的通用炉型，

对组分复杂的废物，如沥青渣、有机蒸馏残渣、漆渣、焦油渣、废溶剂、的废物等都很适用。

美国大多废橡胶、卤代芳烃、高聚物，特别是含PCB数危险废物处置厂采用这种炉型。

该炉型操作稳定、焚烧安全，但管理复

杂、维修费用高。

一般耐火衬里每2a更换1次。

回转窑焚烧炉通常稍微倾斜放置，并配以后置燃烧器，如图3］～9［7所示。

一般长径比2～10，转速1～5r/min，安装倾角1～3°攩2X操作温度上限为1650℃。

回转窑的转动将废物与燃气混合，经过预燃和挥发将废液转烧器的高温区（1100～1370℃）进行完转化后气体通过后置燃化为气态和残灰，全燃烧。

气体在后置燃烧器中平均停留时间为1.0～3.0s，空气过剩系数为1.2～2.0。

燃烬室系统典型的回转窑焚烧炉炉膛/图3

）1260℃。

炉中焚烧温度（650～63×回转窑焚烧炉平均热容量约为10kJ/h6对含卤代有机物的废液，的高低取决于两方面，一方面取决于废液的性质，℃；另900℃以上，对含氰化物的废液，焚烧温度应高于焚烧温度应在850焚烧温度由辅助燃料燃烧。

（湿式还是干式）一方面取决于采用哪种除渣方式器控制。

恶英、在回转窑炉膛内不能有效地去除焚烧产生的有害气体，如二口

PCB呋喃和等。

为了保证烟气中有害物质的完全燃烧，通常设有燃烬室，当烟℃时，上述物质均能很好地消、温度高于1100间大于2s气在燃烬室中停留时除。

燃烬室出来的烟气到余热锅炉回收热量，用以产生蒸汽或发电。

流化床焚烧炉2.3

流化床焚烧炉内衬耐火材料，下面由布风板构成燃烧室。

燃烧室分为

）悬浮段和下部的密相区。

（两个区域，即上部的稀相区如（流化床焚烧炉的工作原理：

流化床密相区床层中有大量的惰性床料

，其热容量很大，能够满足有机废液的蒸发、热解、燃烧所）煤灰或砂子等需大量热量的要求。

由布风装置送到密相区的空气使床层处于良好流化状℃，900态。

床层内传热工况十分优越，床内温度均匀稳定，维持在800～有利于有机物的分解和燃烬。

焚烧后产生的烟气夹带着少量固体颗粒及未燃烬的有机物进入流化床稀相区，由二次风送入的高速空气流在炉膛中心形成一旋转切圆，使扰动强烈，混合充分，未燃烬成分在此可继续进行燃烧。

鼓泡流化床焚烧室图4布风装置。

预热燃烧器；1.2.；～5.0s℃；平均停留时间工艺条件：

焚烧温度760～10001.0150%。

～过剩空气100%

流化床焚烧炉可以两种方式操作，即鼓泡床和循环床，这取决于空气

在床内空截面的速度。

随着空气速度提高，床层开始流化，并具有流体特性。

进一步提高空气速度，床层膨胀，过剩的空气以气泡的形式通过床层，这种气泡将床料彻底混合，迅速建立烟气和颗粒的热平衡，以这种方式运行的焚烧炉为鼓泡流化床焚烧炉。

空气速度更高时，颗粒被烟气带走，在旋风筒内分离后，回送至炉内进一步燃烧，实现物料的循环，以这种方式，3.0m/s1.0～运行的称为循环床焚烧炉。

鼓泡