化工环保/990305
化工环保
ENVIRONMENTAL PROTECTION OF
CHEMICAL INDUSTRY
1999年 第19卷 第3期 Vol.19 No.3 1999
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
Incineration Technology for Waste Organic Liquor
at Home and Abroad
Bie Rushan,Yang Lidan,Li Ji and Lu Huilin Guo Jianming,Wang Shouge
(Haerbin Institute of Technology, Haerbin 150001)
(Haerbin Boiler Works, Haerbin 150046)
Abstract:The various kinds of incineration facilities such as liquid injection incinerator,rotary kiln incinerator,bubbling fluidized-bed incinerator and circulating fluidized-bed incinerator used for treating high concentration of waste organic liquor at home and abroad are described.By comparison of the characteristics of the above incinerators,it can be concluded that the bubbling fluidized-bed incinerator and the circula
ting fluidized-bed incinerator have remarkable advantages over the others in the aspect of environmental protection.
Keywords:waste organic liquor incineration,liquid injection incinerator,rotary kiln incinerator, bubbling fluidized-bed incinerator,circulating fluidized-bed incinerator.
0 前言
焚烧法处理废液［1，2］是将含高浓度有机物的废液在高温下进行氧化分解，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采用这种方法进行处理。通常，热值为10500kJ/kg以上的废液，在有辅助燃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［3，4］，用焚烧法处理比用其它方法有利。国外使用焚烧法较多，国内因焚烧法处理费用较高，使用还不普遍。 1 废液的分类
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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。矿灯充电架(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rrggg(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械雾化或空气雾化喷嘴。废液粘度通常在220mPa.s以下为宜。为了降低粘度，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3×107kJ/h，然而，实际应用的可达7.4×107～10.5×107
kJ/h。
2.1.1 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［5］。以氯霉素的副产物邻硝基乙苯为燃料，处理VC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。
图1 典型的卧式液体喷射焚烧炉炉膛
1.炉膛；2.耐火衬里；3.炉膛横截面
2.1.2电解阳极板立式液体喷射焚烧炉
典型的立式液体喷射焚烧炉［3，6］如图2所示，适用于焚烧含较多无机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以预热空气。炉子顶部有重油喷火嘴，重油与雾化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。
图2 典型的立式液体喷射焚烧炉
1.废液喷嘴部分空气进口；万向车2.废液喷嘴进口；3.燃烧器空气进口；4.视镜；5.燃料喷嘴；6.点火口；7.测温口；8.上部法兰；9.耐火衬里；10.炉体外筒；11. 人孔；12.夹具体取样口；13.冷却水进14.废气出口；15.连接管；16.锥形帽；17.带孔板；18.排液器；19.冷却罐；20.防爆孔；21.支座。
2.2 回转窑焚烧炉
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、废橡胶、卤代芳烃、高聚物，特别是含PCB的废物等都很适用。美国大多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［7～9］，如图3所示。一般长径比2～10，转速1～5r/min，安装倾角1～3°\u65292X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化为气态和残灰，转化后气体通过后置燃烧器的高温区(1100～1370℃)进行完全燃烧。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。
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