（工程热物理专业论文）流化床焚烧处理高浓度有机废液的结焦结渣特性研究.pdf

浙江大学硕士学位论文 摘要 焚烧法处理化工高浓度有机废液是一种简单、高效、环保、可行的处理方法：但是化 工行业所排放的高浓度有机废液含有n a c l 、n a 2 s 0 4 、n a 2 c 0 3 等碱金属盐：这些有机废液焚 烧时易造成焚烧炉的结焦结渣。因而，研究流化床焚烧高浓度有机废液的结焦结渣机理、影 响因素及其解决方案对焚烧炉的可靠稳定运行具有重要的工程应用价值。 本文研究了高浓度有机废液的燃烧特性和热解特性，目的在于考察其着火特性、燃 烧燃烬特性和污染物排放水平；并根据热重曲线，得出它们的燃烧、热解动力学参数。 研究表明：高浓度有机废液粘度低，具有良好的雾化特性，但由于其热值较低，使得着火温 度较高；而混煤有机废液含有较多的可燃成分以及对燃烧反应起催化作用的n a 基等化合物， 使得混煤有机废液相比原液更易着火，且燃烧稳定、良好，燃烬时间也较短。 针对高浓度有机废液中碱金属含量和焚烧温度对流化床焚烧炉结焦结渣的潜在影响开 展了不同焚烧温度条件下有机浓缩废液焚烧时的结焦结渣特性研究。研究表明：有机废渡的 焚烧程度与焚烧温度呈同向变化，焚烧炉的结焦结渣程度随焚烧温度的升商按一定的规律增 长，床层的流化程度也越来越差：灰渣物相组成由以钠的硫酸盐、氯化盐为主转为以钠的硅 酸盐、硫酸盐为主，灰渣微观结构由琉松的絮状逐渐转为结构比较致密的玻璃状体。 向炉内添加添加剂抑制焚烧炉结焦结渣的试验研究表明：加入添加剂石灰石、氧化铁、 高龄黏土，焚烧炉的运行均比较稳定、床层流化正常，炉壁和床层等区域的结焦结渣很轻微： 当加入添加剂氧化铝时，高温下焚烧炉流化不稳定炉壁区域有较多的黏附物，床层区域也 有大的粘结团，说明氧化铝不能很好地抑制焚烧炉的结焦结渣。由于使用氧化铁的成本较高、 石灰石对灰熔点影响的非单一性，研究认为高龄黏土是经济、实用的添加剂。 关键词：高浓度有机废液：流化床焚烧炉；焚烧温度：结焦结渣：添加剂 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t d i s p o s a lo fh i g hc o n c e n t r a t i o no r g a n i cw a s t e w a t e rw i t hc o m b u s t i o nt e c h n o l o g yi sas i m p l e ， h i g h l ye f f i c i e n ta n df e a s i b l ep r o c e s s i n gm e t h o d o nt h eo n eh a n d ，i tm a ya c h i e v ee n e r g yr e c o v e r y a n dl o w e rt r e a t m e n tc o s t ，o nt h eo t h e rh a n d ，p o i s o n o u ss u b s t a n c ec o u l db eb u r n e dt oh a r m l e s s t h ee x p e r i e n c ea ta b r o a ds h o w st h a ti n c i n e r a t i o ni st h eb e s tp r o c e s s i n gm e t h o dw h e no r g a n i c s u b s t a n c ei n h i g hc o n c e n t r a t i o no r g a n i cw a s t e w a t e ra r cm o r et h a n1 0 h o w e v e r ，h i g h c o n c e n t r a t i o no r g a n i cw a s t e w a t e rd i s c h a r g e df r o mc h e m i c a la n di n d u s t r i a lf a c t o r y sc o v e ra l k a l i m e t a ls a l ts p e c i e s ，w h i c ha r ei n c l i n e dt oa g g l o m e r a t eo bi n t e r i o ro fi n c i n e r a t o r , m u c hm a t e r i a l b o n d e dt og r o u p sa n dd e f l u i d i z a t i o no nb e dw h e nc o m b u s t i n g t h e r e f o r e ，s t u d yo nf o r m a t i o n m e c h a n i s m ，i n f l u e n c i n gf a c t o r sa n ds o l v i n gm e t h o d so fa g g l o m e r a t i o nh a ss i g n i f i c a n te n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o nv a l u ed u et of l u i d i z e db e di n c i n e r a t o ro p e r a t i o nr e l i a b l y t h ei n v e s t i g a t i o ne m p h a s e sa r ec o m b u s t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h e r m a ld e c o m p o s i t i o n p e r f o r m a n c eo fh i g hc o n c e n t r a t i o no r g a n i cw a s t e w a t e ra n dw a s t e w a t e rm i x e dw i t hc o a l ，i n a l l u s i o nt os u r v e yi t si g n i t i o nc h a r a c t e r i s t i c s , b u m - o f f t r a i ta n de m i s s i o nl e v e lo f c o n t a m i n a t i o n w eo b t a i nk i n e t i cp a r a m e t e r so fc o m b u s t i o na n dp y r o l y s i sa c c o r d i n gt ot h e i rt ga n dd t gc u r v e s t h er e s u l t so ft h e r m o b a i a n c em e c h a n i s me x p e r i m e n ts h o wt h a t h i g hc o n c e n t r a t i o no r g a n i c w a s t e w a t e r sv i s c o s i t yi sl o ww i t hf a v o r a b l ef l o wa n da t o m i z a t i o np e r f o r m a n c e ，w h i l ei t si g n i t i o n t e m p e r a t u r ei sh i g ho w i n gt ol o wh e a t i n gv a l u e w a s t e w a t e rm i x e dw i t hc o a lc o n t a i n ss o m e i n f l a m m a b l ec o n s t i t u e n t sa n ds o d i u m - b a s ec o m p o u n d sp r o m o t e dc o m b u s t i o nr e a c t i o n ，w h i c ha r e a s c e n d e da st h em i x t u r ep r o p o r t i o ng r o w i n g a sar e s u l t ，i ti se a s i e rt oc a t c hf i r et h a nh i g h c o n c e n t r a t i o no r g a n i cw a s t e w a t e rw i t he x c e l l e n ti n f l a m m a t i o na n ds h o r tb u r n - o f ft i m e a c c o r d i n g l y ，w a s t e w a t e rm i x e dc o a lp o s s e s s e so fn o t a b l ee c o n o m i cb e n e f i t s ，e n v i r o n m e n t a l b e n e f i t sa n da m p l i t u d ep o t e n t i a la p p l i c a t i o n t h ei n f l u e n c eo fd i f f e r e n ti n c i n e r a t i o nt e m p e r a t u r ea n da l k a l im e t a ls a l t s p e c i e so fh i g h c o n c e n t r a t i o no r g a n i cw a s t e w a t e ro na g g l o m e r a t i o ni si n v e s t i g a t e de x p e r i m e n t a l l yi nal a b o r a t o r y s c a l ef l u i d i z e db e dc o m b u s t o ri no r d e rt of i n dt h ep o t e n t i a lm l e o f s i n t e r i n g t h ec o m b u s t i o nt e s t s i n d i c a t et h a tt h ec o m b u s t i o ne f f n c i e n c yh a sa n e q u i d i r e c t i o n a l r e l a t i o nw i t hi n c i n e r a t i o n t e m p e r a t u r e ；w h i l et h ei n t e n s i t yo fa g g l o m e r a t i o ni n c r e a s e sw i t hi t sa s c e n d i n g ，a sw e l la sw i t ht h e r a t eo fn a 2 s i 3 0 ri nt h ec l i n k e rs a m p l e m o r e o v e r , t h ed o m i n a n tc r y s t a l so fn a 2 s 0 4 、n a c ia l e c o n v e r t e di n t ot h ec r y s t a l so fn a 2 s 0 4 、n a 2 s i 3 0 7e t e s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p ea d o p t e dt o a n a l y z ea n dc o m p a r et h ef e a t u r eo ft h eg r a i n si nw a l ls l a g g i n ga n db e ds i n t e r i n gs h o w s m i c r o c o s m i cc o n f i g u r a t i o no f a g g l o m e r a t i o ns a m p l ei sc h a n g e df r o ml o o s e n e df o c c u l e n ts t r u c t u r e i l 浙江大学硕士学位论文 t oc o m p a c t e dv i t r e o u st e x t u r e s y s t e m a t i ce x p e r i m e n t s ，w h i c ha r ec o n d u c m di nal a b o r a t o r ys c a l ef l u i d i z e db e dc o m b u s t o r i no r d e rt os t u d yc h a r a c t e r i s t i c so fa g g l o m e r a t i o nd u r i n gd i s p o s i n go r g a n i c - c o n d e n s e dw a s t e w a t e r m i x e dw i t hl i m e s t o n e f e r r i co x i d ep o w d e r a l u m i n a k a o l i n i t e ，s h o wt h a tl i m e s t o n e ，f e r r i co x i d e ， k a o l i n i t ea l ee f f e c t i v et or e d u c ea g g l o m e r a t i o nb e c a u s eo ff l u i d i z e db e do p e r a t i n gs t e a d i l y , b e d f l u i d i z i n gn o r m a l l y , a n da g g l o m e r a t i o nn e g l i g i b l eo ni n t e r i o ro fi n c i n e r a t o r h o w e v e r a l u m i n ai s a b o r t i v et or e s i s ts i n t e r i n ga sar e s u l to f f l u i d i z i n gu n s t e a d i l ya n dm u c hm a t e r i a lb o n d e dt og r o u p s i t sc o n c e r n e dt h a tc o s to f f e r r i co x i d ei sh i g ha n dt h ei n f l u e n c eo f l i m e s t o n eo na s hf u s i o np o i n ti s n o ts i n g l e ；t h e r e f o r e ，k a o l i n i t ei sa ne c o n o m i c a la n dp r a c t i c a la d d i t i v e k e y w o r d s ：h i g hc o n c e n t r a t i o no r g a n i cw a s t e w a t e r ；f l u i d i z e d b e di n c i n e r a t o r ；i n c i n e r a t i o n t e m p e r a t u r e ；a g g l o m e r a t i o n ；a d d i t i v e s 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及：取得的 研究成果。掘我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或者撰写过的研究成果，也不包含为获得逝选太堂或其他教育机 构的学位或证书丽使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：吕绷 签字日期：伽多年 弓月 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堑塑太堂 有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权逝逗盔堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位做作者签名： 吕绷 签字日期：了咿睁弓月z 目 学位论文作者毕业后去向 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 房拨知 电话 邮编 浙江大学硕士学位论文 第一章绪论 随着国民经济的快速发展，人民生活水平有了显著的提高；与此同时，城市生活污水 和化工废水的产量也急剧的上升。我国每年石油化工、冶金、造纸、制革、发酵酿造、制 药、纺织印染工业等产生数以万吨的有机废液，这些行业排出的有机废液，不仅数量多、 浓度高，有些还含有有毒有害物质，对我们的人居环境和生态都提出了严峻的挑战。据统 计，造纸、皮革、制糖、酒精、合成脂肪酸等行业，每年从直接排放的废液中排入水体的 b o d 总量高达1 3 0 万t 。因此，对高浓度的有机废液进行研究和治理具有十分广阔的经济前 景和现实意义。 1 1我国有机废液的污染现状 城镇生活废水和工业废水是我国水环境污染的主要污染源。据国家环保总局环境公报数 据。，3 ，4 ，5 噎示，我国每年排放废水约4 0 0 亿吨，其中工业废水约2 0 0 亿吨，占废水排放总量 的5 0 左右，水中存在着用生化法不能降解的某些化合物，治理难度很大，给环境造成了 严重污染，乃至工业废水的排放成为国家环保部门及企业的一大难题。图l l1 1 , 2 , 3 , 4 , 5 为我国 1 9 9 8 年一2 0 0 2 年废水排放总量、工业废水捧放量、化学需氧总量( c o d ) 及工业废水中化学 需氧量( c o d ) 的棒状图。 图i 11 9 9 8 2 0 0 2 年废水总量、工业废水量、c o d 总量、工业废水的c o d 量 f i g 1 l t o t a la m o u n to f w a s t ew i l i e r , i n d u s t r i a lw a s t gw a t e r , c o dv a l u ef r o m1 9 9 8t o2 0 0 2 p h 图1 - 1 可知，工业废水是我国水环境污染的重要污染源，其c o d 量占废液c o d 总 量的5 0 左右。随着我国环保意识的加强、生产结构的优化，近几年我国的工业废水处理 工作取得了很大的成效。截至2 0 0 0 年l o 月底，全国2 3 8 万家有污染的工业企业中，9 0 浙江大学硕士学位论文 以上实现了达标排放。4 6 个环境保护重点城市中，3 3 个城市地面水环境质量实现了按功能 区达标，其中有1 8 个城市的地面水环境质量均实现按功能区达标，其他城市也已接近达标。 “三河三湖”流域5 1 8 8 家重点污染企业中的9 5 实现了污染物达标排放；流域内建成了5 5 座城市污水处理厂，还有1 1 1 座正在建设，己建和在建的城市污水处理厂占计划建设总数的 6 7 。“三河三湖”水污染的防治为探索解决我国流域水污染问题的经济技术政策提供了宝 贵经验。目前淮河流域正在为全面治理、实现水体变清的目标而努力。太湖、滇池、巢湖流 域水污染防治已取得明显进展；辽河、海河流域水污染防治规划全面实施。反映我国水环境 治理进展的重要指标是工业废水排放达标率的程度，表1 ，1 1 6 , 7 8 , 9 , 1 0 1 为我国1 9 9 8 2 0 0 2 年工业 废水总量、处理量、处理率及达标率情况。 表1 - 11 9 9 8 - 2 0 0 2 年工业废水总量、处理量、处理率及选标率 t a b l e1 - 1s o m e i n f o r m a t i o no f i n d u s t r i a l w a s t e w a t e r f r o m1 9 9 8 - - 2 0 0 2 由表1 一l 、图l _ 2 可看出随着近年我国环境治理力度的加大，废液的处理率、达标率 有所提升。 工业生产中排放的废液种类极 其繁多，其中b o d 5 1 0 0 0 m g l ， c o d 2 0 0 0 r r l 刚的废液通常称为高 浓度有机废液。我国每年排放的有 机废液量极大，对水域的污染也十 分严重。据2 0 0 2 年统计p 】，中国造 纸工业总的排水量为3 1 5 亿m 3 a ， 仅次于化学工业及钢铁工业的排水 量居第三位：化学耗氧物质排放 量为3 2 1 4 万讹，占全国工业排放 量的1 3 ：平均每吨成品排废液约为 3 0 0 m 3 ，年排b o d 5 约为1 9 0 万吨， 为全国工业排放总量的1 4 ，平均每 吨b o d s 排放约为1 4 0 公斤。占总浆 量4 0 以上的草浆造纸厂几乎1 0 0 蒸煮废液味精任何处理和利用， ，1。11。，。一 一i t * m $ 1 卜一i t $ ”4 6 l 【，一，。一 图卜2 我国工业废水处理率及排放达标率 f i g i - 2g r a p ho f i n d u s i a l1w a s t e w a t e rd i s p o s a l 浙江大学硕士学位论文 直接排入江河、湖泊，水体遭到严重污染。 食品加工业都是以水作为工业用水和清洗用水，用水量很大，废液的排放量也很大。例 如，2 0 0 2 年全国的酒精产量为2 3 5 万吨，每生成一吨酒精排出1 3 一1 5 吨的高浓度有机废液， 蒸馏废液的排放量约3 0 5 5 3 5 7 5 万吨，c o d 浓度3 0 50 _ 酣，有的甚至高达1 3 1 2 5 鲥”1 , 1 2 1 我 国年产味精约7 , 9 万吨，每生产一顿味精产生2 5 3 0 m 3 高浓度有机废液，年摊出味精废液的 总量达2 - 2 4 x 1 0 6 m 3 ，废液c o d 浓度为4 0 5 0 9 ，l ，b o d 5 为3 0g ，l 左右，全年排出c o d 约8 一1 2 万吨，b o d 5 约6 - 7 万吨。2 0 0 1 年我国的啤酒产量达2 2 3 1 3 万吨，位居世界第二位；每生产 1 吨啤酒要排出废液1 2 2 0 m 3 ，年排出量废液约为2 7 - 4 5 x 1 0 8 m 3 ，c o d 浓度为 1 5 0 0 2 0 0 0 m g l ，b o d 5 为1 0 0 0 1 5 0 0 m g l ，每年排放的有机物量也是可观的。2 0 0 1 年我国的 糖产量约为7 0 0 万吨，排出废液量约1 i x l 0 ”m 3 均属高浓度有机废液。食品工业的废液大部 分未经处理，对环境的污染是十分严重的。 石油化工、制药等行业排放出的废液量更是惊人。如石油化纤律出许多高浓度有机废液 c o d 平就高达1 3 0 9 1 ，而且成分复杂；丙稀晴生产废液的c o d 浓度高达3 7 - 4 6 9 i ，氰化物 含量为4 0 0 - 酬。某些农药废液的c o d 可高达1 1 0 鲫，并含有大量生物难降解的，如多 氯联苯( p c b ) 、滴滴涕、有机磷及五氯苯酚等物质。 图1 - 3 为2 0 0 2 年中国一些主要行业的废水排放结构，由图可以看出：机械、电力、造 纸、化工、食品等行业的废水排放量高居首位。 圈1 - 32 0 0 2 牟主要工业行业的废水排放比重 f i g 1 - 3p r o p o r t i o no f w a s t ew a t e rb ys e c t o ro f i n d u s t r y ( 2 0 0 2 ) 有机废水中污染物的成分，形态，性质，浓度相差很大，有机废水中往往含有大量的悬 浮态，胶体态和溶解态的有机物质和其它杂质，许多有机废水还带有一些致病性微生物。有 机废水排放到环境中，必然对环境造成污染，破坏生态环境，损害人体健康，影响自然水的 利用对人类和整个社会的可持续发展造成威胁【”i 。并且随着经济的发展，各个行业的不 浙江大学硕士学位论文 断壮大，有机废液的排放量在不断加大；因此，有机废液排放前必须经过处理，减小其对环 境的危害。 1 2 有机废液处理技术评估 常用的废液处理技术有物理处理技术、化学处理技术、物理化学处理技术、生物处理技 术等：这些废液处理技术又可细分为： 4 浙江大学硕士学位论丈 5 浙江大学硕士学位论文 焚烧技术是一种简单、高效、可行的废液处理方法 它既可以回收利用余热、降低处 理成本，又可焚烧掉有害物质，达到废物综合利用、保护环境的目的。采用焚烧法处理有机 废液，c o d e 。的去除率可高达9 9 9 9 ，远远高于物理、化学、物理化学、生物这四种处理 技术的6 0 一9 0 ：生物处理技术的有机废液c o d 。值最高不能超过几万m g l ，焚烧法处理有 机废液的c o d 。值可高达几十万m g i ，c o d = 值相差1 - 2 个数量级；焚烧处理技术也不受水 温、p h 值、水质等影响，二次污染小，是一种比较理想的有机废液处理技术。在国外，特 别是在发达国家，都在积极的开发先进的城市污水技术，以缓解环境、能源等多方面的压力。 到目前为止，比较能够适应当局处理要求和最具潜力的是城市有机废液焚烧处理技术。 根据我国的国情，引进国外的技术不仅存在着资金不足的问题，而且更重要的是，由 于发展水平、生活结构的不同，国内外垃圾特性的差异使得国外较为先进的焚烧炉只有经过 改进才能适应我国有机废液的焚烧其有机废液焚烧技术经验大多不适用于我国。因此，在 当前形势下，积极的开展适合中国国情的有机废液流化床焚烧技术研究，开发我们独立自主 的技术产权，具有深远的经济效应和社会效应。 1 3 课题研究意义 化工、造纸废水中含有低浓度的n a o h n - 或n a 2 s 0 4 ；例如，江苏淮化集团生产的d s d 酸废 水含有n a o h 、n a 2 s o , l 、n a c i 等碱金属物质；己二胺废水中含有少量的n a o h ；美国石油公 司所属的a m o c o 炼油厂焚烧多种混合废水和污泥的焚烧炉| 16 】中含有废n a o h 稀溶液；n s s c 造纸厂产生的废水( 黑液) 焚烧后，主要产物是n a 2 s o 和n a 2 c 0 3 | ”，”，”1 ：美国军事环境中 心用循环流化床焚烧处理的提纯t n t 产生的“红水” 2 0 1 含有大约6 7 5 1 3 5 的无机盐类， 其中主要成份是n a 2 s 0 4 。酸性废水在焚烧前通常i j d n a o h 中和，从而减轻输送管道和泵的腐 蚀“，这样不可避免带入碱金属盐类。这类废水的焚烧结果，会在焚烧炉膛内产生碱金属 盐类沉积，造成炉膛的结焦结渣。对于液体喷射炉，这些盐类沿焚烧室四周壁面流到下部的 冷却水里实现盐的回收；带来的副作用就是护壁耐火材料腐蚀，大约半年到一年就得更换 一次。采用流化床焚烧炉，这些盐类很大部份留在床料里，在床温条件下形成低熔点共晶体， 造成床料的粘结、破坏流化，最终导致床层严重结焦结渣，被迫停炉清理，造成巨大的经济 损失。因此，研究有机废液流化床焚烧炉的结焦结渣机理、影响因素及其解决方案对废液焚 烧炉的可靠运行具有重要借鉴作用。 1 4 本文研究目的和主要内容 对有机废液焚烧的结焦结渣特性进行研究既有高的学术价值，又有较强的产业背景， 是一个很有现实意义的研究方向。化工废液含有低熔点的碱金属物质，燃烧时容易造成炉膛 的结焦结渣、床料的粘结结焦和破坏流化等问题。本文以江苏淮化集团生产的d s d 酸有机 6 浙江大学硕士学位论文 废液为研究对象通过对炉内不同区域灰渣沉积过程的机理研究，深入认识有机废液的结焦 结渣机理：通过对炉内不同区域渣样晶相组成及微观形态的分析，了解各致渣成分的演变规 律及其在结焦结渣过程中的贡献，进一步认识结焦结渣机理：通过对江苏淮化有机废液熔融 特性的研究，了解有机废液因自身特性的不同而引起的炉内各部位灰渣熔融特性变化规律。 归根结底，本文研究目的是通过对有机废液结焦结渣特性以及灰沉积机理研究，为以后有机 废液焚烧炉的设计、运行提供必要的依据，为指导优化吹灰，消除或减轻焚烧炉的结渣提供 必要的数据支持。 本文研究方法是将实验室基础分析与微观物化分析相结合，试验台试验研究与数学评 判模型研究相结合。本文主要研究内容包括： 1 研究高浓度有机废液的燃烧特征与热解特性，考察其着火特性、燃烧燃烬特性和 热解特性；根据热重曲线，得出相关参数； 2 有机废液在不同的温度段( 6 5 0 3 2 、7 5 0 c 、8 5 0 3 2 、9 5 0 c 等) 的焚烧特性，炉内的 结焦结渣情况，寻求最佳焚烧温度点； 3 针对焚烧炉内的结焦结渣问题进行控制实验，如在保证特殊污染物排放标准的前提 下，合理地降低稀相区温度；向炉体加添加剂( 石灰石、铁矿石、氧化铝、高岭黏土等) 对 结焦结渣问题的控制实验。 参考文献： 【1 】国家环境保护总局1 9 9 8 年中国环境状况公报环境保护1 9 9 9 ( 7 ) - ：3 - 4 f 2 】杜伟立1 9 9 9 年g 中国环境状况公报显示我国环境状况不容乐观中国经济信息 2 0 0 0 ( 1 3 ) 1 6 1 7 【3 】3 国家环境保护总局2 0 0 0 年中国环境状况公报环境保护2 0 0 1 ( 7 ) ：3 - 4 【4 】国家环境保护总局2 0 0 1 年中国环境状况公报环境保护2 0 0 2 ( 6 ) ：3 5 5 国家环境保护总局2 0 0 2 年中国环境状况公报环境保护2 0 0 3 ( 7 ) ：3 5 6 】国家统计局冲国统计年鉴一1 9 9 9 中国统计出版社1 9 9 9 ，9 ：7 7 0 【7 】国家统计局中国统计年鉴一2 0 0 0 中国统计出版社2 0 0 0 ，9 ：7 7 0 8 】国家统计局中国统计年鉴一2 0 0 1 中国统计出版社2 0 0 1 ，9 ：7 7 0 9 】国家统计局中国统计年鉴一2 0 0 2 中国统计出版社2 0 0 2 ，9 ：8 1 8 【1 0 】国家统计局| 中国统计年鉴一2 0 0 3 中国统计出版社。2 0 0 3 ，9 ：8 1 5 【l l 】戴航，黄卫红，陆晓华超临界水氧化水处理技术进展【j 】化工环保，2 0 0 1 ，( 2 ) ：7 9 8 3 1 2 】李胜利，李劲脉冲电晕放电对印染废水脱色效果的试验研究 j 环境科 学，1 9 9 6 ，1 7 ( 1 ) ：1 3 - 1 5 f 1 3 】谢冰超声波作用下有机污染物的降解 j 】水处理技术2 0 0 0 ，2 6 ( 2 ) ：1 1 4 一1 1 9 【1 4 p e t e rb e m a 廿l ，s c o t ta s i n q u e f i e l d ，l a r r yl b a x t e ri ns i t ua n a l y s i so f a s hd e p o s i t sf r o m b l a c kl i q u o rc o m b u s t i o n ，v i b r a t i o n a ls p e c t r o s c o p y1 61 9 9 8 ：9 5 - 1 0 3 【1 5 】c h r i s t o p h k s c h e c k d e g r a d a t i o n o fp h e n o la n d s a l i c y l i c a c i d b y u l t r a v i o l e t r a d i a t i o n h y d r o g e np e r o x i d e o x y g e nw a tr e s 1 9 9 5 ，2 9 ( 1 0 ) ：2 3 4 6 7 浙江大学硕士学位论文 1 6 】k p b e c k e r ，c j w a l l f l u i db e di n c i n e r a t i o no fw a s t e s c h e me n g p r o g 1 9 7 6 ，7 2 ( 1 0 ) 6 1 8 【1 7 】j c we v a n s f l u i d - b e di n c i n e r a t i o ni su s e db ym e n a s h a a tn s s cp u l pm i l l s p u l pa n d p a p e r 1 9 7 5 ，1 4 0 1 4 4 【1 8 】k e l o w e m e n a s h a e x p a n d sa n d m o d e r n i z e s n s s c p a p e r m i l la t n o r t h b e n d ，o r e g o n p u l pa n dp a p e r ( j a n e ) 1 9 7 6 ：8 0 - 8 3 1 9 】a wj d y c k g r e a tl a k e sa d d sn e ww o o d r o o ma n df l u i db e dr e a c t o r a m e r i c a np a p e r i n d u s t r y ( o c t o b e r ) 1 9 7 2 ：3 2 3 5 f 2 0 】p - a c h a r y ap r o c e s sc h a l l e n g e sa n de v a l u a t i o no f b e da g g l o m e r a t i o ni nac i r c u l a t i n gb e d c o m b u s t i o ns y s t e mi n c i n e r a t i n gr e dw a t e ne n v i r o n m e n t a lp r o g r e s s 1 9 9 7 ，1 6 ( i ) ：5 4 6 4 2 1 】何焕靖在10 0 0 吨时炉上用焚烧法处理有机酸废液的实践电力环境保护1 9 9 2 ，8 ( 4 ) 1 9 2 0 8 浙江大学硕士学位论文 第二章有机废液焚烧技术文献综述 2 1废液焚烧技术概况 焚烧法”1 l 处理有机废液就是在高温下将有机物进行氧化分解，使其生成水、二氧化碳 等无害物质而排入大气，c o d 的去除率可达9 9 以上。它是在高温下用空气深度氧化处理 废水中有机物的有效手段，也是高温深度氧化处理有机废水最易实现工业化的方法。化工厂 的废水( 废液) 常采用这种方法进行最终处置，尤其是对一些浓度高、组分复杂、污染物没 有回收利用价值而热值较高的废水，可以直接采用焚烧方法处理。 焚烧技术处理废水的基本流程如下【3 j = l 、琐处理 有机废液由于其来源不同，成份常常有很大差异，有机废液进入焚烧炉前，通常要进 行一定的处理，使废液适合焚烧要求，这就是一般的预处理。预处理主要包括：去除废液中 的悬浮物、中和废液等。废液通常采用雾化焚烧，当废液中含有悬浮物时，会造成喷嘴的堵 塞，降低喷嘴的雾化效果，影响焚烧炉的正常运行；故废液焚烧前，应过滤去除废液中的悬 浮物，使废水粘度 4 0 m p a s ，悬浮物粘度 4 0 目。不同类型的工业废液，酸碱性常常不一 样；酸性有机废液喷入炉内，会对炉体造成腐蚀：碱性有机废液喷入炉后，会造成炉膛的结 焦结渣；因此入炉前，有机废液要进行中和处理。 2 、浓缩 对于水分含量高的有机废液直接送入炉膛焚烧会降低废液的焚烧效果、增加辅助燃 料的供给量、提高焚烧炉的运行成本，焚烧前应采用蒸发或萃取法将稀废液浓缩| f l 5j ，以利 焚烧。此外，由于高浓度有机废液通常含盐量较多，如直接焚烧，将给焚烧炉带来腐蚀和结 渣等问题，因此，蒸发还兼有除盐的作用i “。 3 、高温焚烧 高浓度有机废液处理关键设备是焚烧炉。废液中有机物在炉中焚烧分解而净化。常用 的焚烧炉有液体喷射式、回转窑、流化床等型式。由于高科技的应用，还出现了熔融盐焚烧 炉、高温流动壁反应器、等离子体弧、微波炉等新型焚烧炉。 9 浙江大学硕士学位论文 4 、废热回收 是否安装废热回收装置，主要取决于经济效益，对于 9 9 9 9 9 9 ； ( 2 ) 颗粒物排放浓度3 4 - 5 7 m i g ( d s c m 8 ) ； ( 3 ) 烟气中h c i c 1 2 排放2 1 - 6 0 0 p p m v ：干基，以h c l 记。 表2 - 1欧洲国家焚烧炉排放标准 t a b l e2 - 1t h ed i s p o s a ls t a n d a r do f c o m b u s t i o nb o i l e ri ne u r o p e 、国名 德国瑞士 丹麦芬兰瑞典 项目 h c i ( m g r n m 3 ) 5 0 1 0 01 0 01 0 0 - 3 0 03 53 5 h f ( m g n m 3 ) 5 5555 s c h ( m g m m 3 ) 2 0 0s 0 0 尘( m 鲥矗) 5 0 一1 0 03 53 53 53 5 干烟道气及其它物质含量 1 1 0 21 1 0 27 c 0 21 0 0 2l o 0 2 2 2 有机废液焚烧设备 有机废液的焚烧设备多种多样，对于不同的工业废水，可以采用不同的炉型，常用的 有机废液焚烧设备有： 0 浙江大学硕士学位论丈 下面分别对各种具有代表型的废液焚烧技术工艺进行分析和评述。 2 2 1 有机废液喷射炉 有机废渡喷射炉结构简单，能有效地处理各种可泵送废物( 不易完全燃烧的污农、含 高能量的废溶剂等) 。它通常将低热值废液与液体燃料掺混( 混合液的热值大于 1 8 6 x 1 0 4 k j k g ) ，然后通过雾化器送入焚烧室焚烧。 高热值废液由燃烧器喷入炉内直接焚烧，废水及低热值废液必须添加辅助燃料，以提 供维持焚烧温度所需的最低热值。燃烧器喷出的火焰和废液喷出的位置及方向可以调整，以 达最佳焚烧效果。燃烧器喷出的火焰不可接触炉壁，否则不仅容易产生烟雾，燃烧无法完全 而且会造成炉壁的过热、或炭黑附着，导致处理量降低。一般液体焚烧炉的发热速率在 3 8 x 1 0 5 1 1 4 1 0 6 k j ( h m 3 ) 之间，配置漩涡式燃烧器的焚烧炉可达1 5 x 1 矿3 8 l 矿k j ( h m 3 ) 因为空气和废液先在此类燃烧器形成高速漩涡，然后由切线方向喷出，雾化及湍流程 度高，燃烧容易完全。 有机废液喷射炉的结构由废液的种类、性质和所采用的废液喷嘴的型式来决定，常分 为卧式液体喷射焚烧炉和立式液体喷射焚烧炉( 如图2 - 1 、2 2 ) 。卧式液体喷射焚烧炉通常 用来处理低灰废水，立式液体喷射炉通常用于处理含有大量无机盐和低熔点灰分得废水。典 型液体喷射焚烧炉的容量大约为3 叫0 7 k j h ；实际应用的可达7 4 1 0 7 一j o 5 1 0 7 k j h 。 ( 一) 卧式液体喷射焚烧炉 图2 - 1 为典型的卧式液体喷射焚烧炉膛。适用于焚烧含灰量很少的有机废液。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1 4 3 0 1 6 5 0 c ，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 0 s ，焚烧炉出口温度为8 1 5 1 2 0 0 ( 2 ，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。这种炉型的 缺点是易于堆积灰淹，而且不易清除。东北制药总厂1 9 8 2 年采用硅砖砌成直径6 0 0 m m ，长 4 3 0 0 m m 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v c 的古龙酸母液，实现了以废治废节约能源的目的，年处理c o d 在4 0 0 t 以t ，烟气经水洗 厉达到国家排放标准。 r 图2 1典型的卧式液体喷射赘烧炉 f i g2 一it y p i c a ls l e e p i n gl i q u i di n j e c t o r 膏由 浙江大学硕士学位论文 应用：东北制药厂处理v c 古龙酸母液，c o d 年处理量4 0 0 t 吉安化工厂焚烧含硝化物、 亚硫酸钠等废液】o o o k e o a ；山东张店农药厂处理含有机磷盐废水8 3 0 1 2 5 0 k g h ：山东齐鲁 石化公司焚烧处理含氯化物废油9 5 0k g ， l ；上海石化总厂化7 - - - 厂焚烧处理巴豆醛残液 7 5 k g h ；燕山石化公司胜利化工厂焚烧醛水1 6 7 k g h ：北京化工二厂焚烧处理工厂废液 3 0 7 k e # 。 ( 二) 立式液体喷射焚烧炉 图2 2 为典型的立式液体喷射焚烧炉0 89 ”川，适用于焚烧含较多无机盐、低熔点灰分和 固体悬浮物多的有机废液。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