淺議含鹽有機廢液及含鹽廢渣的焚燒處置工藝

汪洪偉+李麗艷

【摘 要】 含鹽有機廢液及含鹽廢渣如果不經過處理而直接排放到環境中，那么不僅會危害人類的身體健康，還會對生態環境造成極大的破壞，因此含鹽有機廢液及含鹽廢渣在排放前必須經過相應的處置來減輕其對環境的危害。含鹽有機廢液及含鹽廢渣的焚燒處理工藝隨著科技的不斷發展而處于不斷完善之中，這要求我們相關工作者不斷總結經驗和教訓，為含鹽有機廢液及含鹽廢渣的高效、經濟且低污染處理貢獻自己的力量。

【關鍵詞】 鹽 有機廢液 廢渣 焚燒處理 流化床

1 焚燒的工藝流程

含鹽有機廢液及含鹽廢渣的焚燒是將所有可燃或需要助燃的有機廢液和廢渣，在800～1000℃的高溫條件下，使有機廢液和廢渣中的可燃組份與氧氣進行劇烈的化學反應，釋放能量并轉化為高溫的燃料氣和少量性質穩定的固體廢渣。

對含鹽有機廢液及含鹽廢渣的處置，目前國外大多采用立式焚燒爐焚燒處理，該裝置由焚燒爐、濃縮器、驟冷器、捕沫器、文丘里洗氣塔和汽提塔等設備構成。立式焚燒爐焚燒處理工藝是二十世紀由日本研發的，其原理如下：使用天然氣和燃料油為燃料，將經過霧化處理后進入到焚燒爐的廢水，在950～1000℃的條件下，廢水和廢渣中的有機成分生成N2、CO2、H2O、SO2和HCl等，燃燒中熔灰、灰塵和熔鹽伴隨煙氣進入到驟冷器，驟冷器產生的尾氣經過洗氣塔凈化后排放到大氣中，而洗氣液進入到生化系統。

2 含鹽有機廢液及含鹽廢渣焚燒處理的問題

我國目前致力于研究含鹽有機廢液及含鹽廢渣的流化床焚燒處理，該處理工藝具有如下優點：環保性能好，碳氫化合物和一氧化碳的排放量較低；燃料適應能力強，適合焚燒各種水分含量和熱值的廢液和廢渣；燃燒效率高，廢液和廢渣的燃燒瞬間即可完成；重金屬排放量低，并且占地面積小；焚燒爐沒有易損的活動部件，因此事故率較低且維修工作量小。

但需要注意的是，流化床焚燒技術存在如下兩個技術障礙：（1）在焚燒過程中，鉀鹽和鈉鹽等無機鹽會熔化并以微滴的形態被煙氣帶出爐膛而進入到廢熱回收裝置，而廢熱回收裝置通常采用純對流煙管式受熱面，煙氣和微鹽滴一起沖刷溫度相對較低的受熱面壁面，容易引發焚燒爐廢熱回收裝置受熱面的積鹽和堵塞問題；（2）有機廢液通常使用堿來對酸性廢液進行中和，而大多數堿金屬鹽和堿土金屬鹽的熔點較低，同時它們在燃燒過程中會和床料及煤灰中的SiO2發生反應，在床內形成低熔點的共晶體而導致床層的結焦。

3 含鹽有機廢液及含鹽廢渣的焚燒處置工藝

3.1 蒸發結晶和焚燒系統的設計

（1）含鹽有機廢液及含鹽廢渣的預處理工藝。為了使含鹽有機廢液及含鹽廢渣能夠在較高的溫度下進行焚燒，需要采用預處理的方式來去除堿土金屬鹽和堿金屬鹽。化工生產等領域使用的分離脫鹽技術主要有萃取、蒸發結晶、離子交換法和膜分離技術等，每種方法都有其優缺點和適用范圍。

（2）含鹽有機廢液及含鹽廢渣的焚燒方式。以含鹽有機廢液為例，其蒸發脫鹽處理后的有機廢液蒸汽要進入到焚燒爐進行焚燒處理，而不同爐型的焚燒爐具有不同的焚燒效率和燃燒溫度。在綜合考慮成本、效率等因素的基礎上，本文選擇了流化床，流化床在運行過程中必須保證足夠的運行風速（大于臨界流化風速），但高流化風速會導致輔助燃料的增加和燃燒溫度的降低，因此需要適當降低流化床的臨界流化風速?？紤]到焚燒爐的灰分含量極低，可以采用不排渣運行的方式，因此選用空心氧化鋁小球來作為床料，床料直徑為2.5mm，密度為1300kg/m3，此時流化床的臨界流化風速只有0.33m/s。

（3）蒸發--焚燒系統流程。以含鹽有機廢液為例，通過泵將含有有機廢液輸送到蒸發結晶裝置，經過蒸發結晶脫鹽預處理后，將不含鹽的有機廢液蒸氣送入到流化床焚燒爐進行焚燒處理。需要注意的是，如果含鹽有機廢液直接以液體形式進料，那么容易造成其在焚燒爐中的不均勻分布，同時預處理后析出的堿土金屬鹽和堿金屬鹽可以回收利用。

3.2 二次污染物排放的設計

（1）SO2排放的控制措施。SO2的排放濃度取決于含鹽有機廢液及含鹽廢渣中的硫含量，特別有機硫成分。使用流化床進行焚燒處理時，可以利用850～900℃這一適合石灰石脫硫的低溫燃燒區域來進行爐內脫硫，從而有效且經濟地控制SO2的排放。在焚燒爐出口對SO2的脫除，可以使用干法煙氣技術、濕法煙氣技術及半干法煙氣技術等。

（2）NOx排放的控制措施。NOx的生成速率和生產量與燃燒溫度、過量空氣系數等具有很大的關系，而控制NOx排放的主要措施是采取低氧燃燒、分段焚燒和煙氣脫硫法等技術。例如國內學者經研究證實，在800～950℃下焚燒含稀硝酸的己二胺有機廢水，未分級燃燒時NOx的去除率為46%～61%，而分級燃燒時NOx的去除率高達90%。

（3）HCl排放的控制措施。作為一種酸性氣體，HCl不僅會對人體造成嚴重危害，還會腐蝕鍋爐受熱面，從而影響到焚燒設備的正常運行。一般認為，含鹽有機廢液及含鹽廢渣焚燒過程中HCl的排放濃度與溫度有關，即床溫越高，HCl的排放濃度越大。在實際操作中，HCl排放的控制措施與SO2的脫除類似，可以在爐內添加石灰石等堿性物質來進行脫除，也可以在焚燒爐出口采用半干法、干法和濕法等來進行處理。

（4）二惡英排放的控制措施。在超過280℃的溫度時，在煙氣中噴入Ca（OH）2可以降低煙氣中二惡英的排放；在焚燒爐煙氣冷卻過程中噴灑活性炭粉，可以降低煙氣中二惡英的排放，但是活性炭粉的噴灑溫度要控制在200℃以下；在高溫條件下，CaCO3可以有效抑制二惡英的排放；采用廢輪胎熱解半焦顆粒、顆粒狀活性炭等，也可以有效吸附煙氣中的二惡英。

4 討論

采用焚燒法處理含鹽有機廢液及含鹽廢渣，具有廢物資源化、減容效果好和處理效率高等優點，同時產生的二次污染物經過簡單處理后即能達到排放標準，因此非常適合在我國進行推廣。

目前國內還有很多學者研究造粒焚燒法處理含鹽有機廢水的技術，該技術的工藝流程為：預處理后的含鹽有機廢水送入洗滌塔，在循環洗滌造粒尾氣夾帶的鹽塵和酸性氣體的同時與尾氣進行熱交換，換熱后的廢水被連續霧化進入造粒塔，在造粒塔內水分被來自焚燒爐的煙氣汽化，有機物和無機鹽在塔內晶種上成粒，并連續地排至焙燒爐處理；在焙燒爐中富集于顆粒污鹽上的有機物經氣化、熱解、碳化，無害化處理后，無機鹽可綜合利用或填埋；焙燒產生的煙氣經二次焚燒處理，使有機物完全氧化；尾氣經洗滌塔、堿洗塔排放。