水煤漿鍋爐無(wú)害化處理高濃度有機(jī)廢水初探

陳文圖

（泉州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)技術(shù)研究所 福建泉州 362000）

水煤漿鍋爐無(wú)害化處理高濃度有機(jī)廢水初探

陳文圖

（泉州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)技術(shù)研究所 福建泉州 362000）

本文針對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)廢水提出無(wú)害化的治理方案：借助水煤漿技術(shù)對(duì)有機(jī)廢液進(jìn)行合理應(yīng)用，從而達(dá)到了污水零排放無(wú)害化處理目的。通過(guò)熱值核算、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，表明該方案具有一定的可行性，既能維持水煤漿鍋爐原有的使用狀況，又在一定程度上減少鍋爐尾氣的污染物排放。

水煤漿；無(wú)害化處理；有機(jī)廢水

石化產(chǎn)業(yè)的高濃度有機(jī)廢水的處理是目前國(guó)內(nèi)外污水處理界公認(rèn)的難題，往往需要多種方法聯(lián)合處理，耗費(fèi)大量的處理費(fèi)用。本文結(jié)合企業(yè)運(yùn)行實(shí)際情況，針對(duì)泉州某高分子有限公司產(chǎn)生的含大量有機(jī)物的縮聚廢水和真空泵廢水，提出技改方案，借助水煤漿鍋爐，將有機(jī)廢水作為水煤漿鍋爐的燃燒組分，將其有毒物質(zhì)分解成無(wú)毒物或毒性變?nèi)醯奈镔|(zhì)。通過(guò)多次試驗(yàn)后付諸實(shí)際應(yīng)用，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，該技改方案地實(shí)施較好的實(shí)現(xiàn)了有機(jī)廢液的無(wú)害化處理，既可以節(jié)約鍋爐的燃燒成本，又可以為廢液處理提供新途徑。

1 處理可行性分析

1.1 焚燒處理方案

該企業(yè)的縮聚廢水和真空泵廢水主要成分為丁二醇和乙二醇，濃度分別為73750mg/m3和16666mg/m3，其檢測(cè)結(jié)果如下表1。該廢水屬于高濃度易燃有機(jī)廢水，采用生物處理的難度較大，很難通過(guò)一次處理取得較理想的結(jié)果。經(jīng)過(guò)過(guò)濾后，經(jīng)管道輸送到鍋爐房，由特制的噴頭，經(jīng)過(guò)泵直接噴入水煤漿鍋爐爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒，其燃燒反應(yīng)方程式如下，可知廢水中的有機(jī)物經(jīng)過(guò)充分燃燒后，不產(chǎn)生額外的空氣污染，全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無(wú)害物質(zhì)。

表1 有機(jī)廢水COD和BOD值

1.2 焚燒處理流程

本文實(shí)驗(yàn)采用的是YJW-3500J型有機(jī)熱載體爐，鍋爐燃燒器上有2個(gè)自動(dòng)噴槍頭，水煤漿和廢水各自獨(dú)立采用一個(gè)噴槍頭自動(dòng)噴入爐膛燃燒，噴漿前霧化閥自動(dòng)開(kāi)啟；噴漿動(dòng)作在爐膛溫度、壓力、霧化、燃油等配合下自動(dòng)進(jìn)行；爐膛溫度保持800度-900度，爐膛駐留時(shí)間在0.5秒以上，在爐膛的有機(jī)物都可顯著的氧化成CO2和H2O。燃漿結(jié)束自動(dòng)開(kāi)啟漿槍漿嘴沖洗程序，噴漿量變頻調(diào)節(jié)，燃燒更為充分高效。

1.3 焚燒熱值核算

廢液中的有機(jī)物都為可燃物，含有較高熱值。而廢液進(jìn)入爐膛時(shí)額外增加了爐膛的空氣量、此外廢液燃燒時(shí)其所含的水分蒸發(fā)為水蒸氣，這兩部分都將消耗鍋爐的熱量。因此，焚燒所需要增加的熱量為維持增加空氣所需熱量和水蒸發(fā)成水蒸氣所需要熱量之和。若高濃度有機(jī)物廢液可以保證有機(jī)物燃燒釋放的熱值高過(guò)維持燃燒所需要的熱量，則既可以實(shí)現(xiàn)廢液的無(wú)害處理以及鍋爐能源的節(jié)約。本文從焚燒過(guò)程中熱值平衡分析的角度來(lái)核算該種廢液處理方法的可行性。

焚燒過(guò)程中縮聚廢水及真空泵廢水中水的含量為0.42t/h，水分蒸發(fā)需要的熱量為由20℃水加熱到100℃水蒸氣所需要的熱量。而焚燒的廢液中乙二醇和丁二醇分別為1kg/h、44kg/h，根據(jù)乙二醇和丁二醇的燃燒反應(yīng)式核算有機(jī)物焚燒的耗氧量，結(jié)果表明，焚燒過(guò)程每小時(shí)的耗氧量為126.64kg，則需要鼓入新鮮空氣490m3/h，空氣由20℃加熱到800℃左右的爐膛溫度。根據(jù)以上情況，可以計(jì)算出鍋爐內(nèi)因?yàn)樵黾恿擞袡C(jī)廢液的焚燒而產(chǎn)生的吸熱和放熱的量值，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2：

表2 有機(jī)廢水焚燒過(guò)程熱值核算

即項(xiàng)目廢水焚燒產(chǎn)生的熱量867.6MJ/h，大于由于焚燒廢廢水增加空氣流量以及水變水蒸氣需要的熱量（636.6MJ/h），焚燒有機(jī)廢水廢水不會(huì)對(duì)水煤漿鍋爐的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，也不需要額外增加水煤漿用量。

2 水煤漿鍋爐運(yùn)行情況

通過(guò)噴槍頭噴入有機(jī)廢液后，在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，觀察鍋爐內(nèi)燃燒情況：爐內(nèi)燃燒進(jìn)行穩(wěn)定，水煤漿火炬完整，火焰呈橙黃色，清晰明亮，無(wú)大火星，無(wú)黑煙，未受到有機(jī)廢液噴液的影響。廢水中含有的大量水的存在并不延長(zhǎng)整個(gè)燃燒時(shí)間，因?yàn)樗衷诳諝饬髦锌梢匝杆僬舭l(fā)，通過(guò)熱量核算，廢水中有機(jī)物燃燒提供的熱量足以供給水分蒸發(fā)所需熱量。

通過(guò)鍋爐運(yùn)行記錄觀察，選取添加有機(jī)廢液前后的兩次鍋爐運(yùn)行情況進(jìn)行對(duì)比，添加有機(jī)廢液進(jìn)入鍋爐燃燒并未對(duì)鍋爐的實(shí)際運(yùn)行帶來(lái)很大的影響，見(jiàn)表2.并對(duì)有機(jī)廢液參爐與鍋焚燒的進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表3。

科技論文與案例交流

表3 添加有機(jī)廢液前后鍋爐運(yùn)行參數(shù)

通過(guò)加入有機(jī)廢液后對(duì)鍋爐燃燒的相關(guān)測(cè)試，可以得到以下結(jié)果，見(jiàn)表4。該測(cè)試表明加入有機(jī)廢液后，由于其溫度較低，鍋爐的熱效率有所降低，但仍能維持在原有設(shè)計(jì)水平。

表4 燃燒測(cè)試結(jié)果

觀察煙囪排煙情況，無(wú)黑煙，且通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表5，在使用有機(jī)廢液的情況下，排煙中CO的含量為165mg/m3，還比單純用水煤漿時(shí)排煙中CO 320mg/m3的含量更優(yōu)，而SO2的排放情況則基本一致，說(shuō)明使用了有機(jī)廢液之后，使鍋爐的燃燒更為充分，從而減少了CO的排放。

表5 煙囪的排污情況

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)可行性研究、實(shí)驗(yàn)測(cè)試，證明石化企業(yè)對(duì)有機(jī)廢液的無(wú)害化處理的技改是有效的，在同類企業(yè)中值得推廣，既可以處理廢液，又可以利用廢液中的有機(jī)可燃物在鍋爐上燃燒，告別了傳統(tǒng)處理方式的二次污染和高治理費(fèi)用，使廢液中的可燃物質(zhì)得到充分利用，實(shí)現(xiàn)化工廢液資源化。

[1]李效其,任瑞鵬,呂永康.煤炭轉(zhuǎn)化[J].2012,35(1):41-45.

[2]李志,曹欣玉,王鳳寅等.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)[J].2005,25(5):661-664.

[3]張明旭,閔凡飛.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)[J].2001,35(3):285-289.

[4]解永剛,趙翔,孫粉梅,等.熱能動(dòng)力工程[J].2004,19(4):427-428.