煙用廢棄醋酸纖維材料在危險廢物焚燒配伍中的應用研究

羅朝東，邱金成，和學友，楊 超

(云南大地豐源環保有限公司，云南 昆明 650000)

1 研究背景

煙草行業生產過程中，難免會產生一定量的煙用廢棄濾棒和濾嘴。國內產生的煙用廢棄濾棒均集中在卷煙企業和濾棒生產企業，相對較為集中，目前的處理方式主要是委托焚燒和填埋[1]。對于廢棄濾棒和濾嘴的處置企業來說，煙用廢棄濾棒和濾嘴的合理處置與有效應用，具有重要的研究意義。

查閱資料得知，煙用廢棄濾棒和濾嘴，主要成分為醋酸纖維材料，醋酸纖維濾嘴吸附力強[2-3]，煙用廢棄濾棒中脫酯二醋酸纖維具有一定的吸濕性[4]。因此，應充分考慮最大程度的利用廢棄醋酸纖維材料的良好吸濕特性。

在危險廢物焚燒配伍中主要使用原輔料材料鋸末吸附廢液類廢物，成本相對較高。結合煙用廢棄醋酸纖維材料的吸濕性以及廢液類庫存量相對較大的實際情況，本文探討了充分利用煙用廢棄醋酸纖維材料進行危險廢物焚燒配伍的可行性，達到以廢治廢、節約生產成本的目的。在實驗小試研究中取得一定的效果，經過生產中試驗證了可行性，并在實際的生產運行中成功的將煙用廢棄醋酸纖維材料用于危險廢物的焚燒配伍，具有顯著的經濟效益。

2 實驗部分

實驗分為實驗小試和中試。

2.1 實驗小試

2.1.1 實驗材料

實驗選用的煙用廢棄醋酸纖維材料來自某卷煙廠的廢棄濾棒、濾嘴，協同配伍實驗的材料有某印刷廠的廢有機溶劑、某香料廠的精(蒸)餾殘渣、某彩印廠的染料涂料、某水電廠的含油廢水，以及某大學的有機實驗廢液。

2.1.2 小試實驗步驟

實驗時，先在混料器內加入煙用廢棄醋酸纖維材料，混合均勻后，逐漸加入協同配伍實驗的廢液，邊加邊攪拌，直到煙用廢棄醋酸纖維材料吸附廢液達到飽和狀態，記錄吸附廢液的質量。

2.1.3 小試實驗結果

分別進行醋酸纖維材料吸附廢液的實驗，得到煙用廢棄醋酸纖維材料對不同廢液的吸液質量比例，結果見圖1。

從圖1看出，煙用廢棄醋酸纖維材料對廢液類廢物均有較好的吸液效果。其中，煙用廢棄醋酸纖維材料對廢有機溶劑的吸液效果最好，煙用廢棄醋酸纖維材料與廢有機溶劑的質量比為1∶2.4。因此，通過中試放大實驗進一步驗證煙用廢棄醋酸纖維材料對不同廢有機溶劑的吸液性。

圖1 煙用廢棄醋酸纖維材料對不同廢液的吸液質量比例(吸附材料用量為100)

2.2 實驗中試

2.2.1 實驗材料

實驗選用的煙用廢棄醋酸纖維材料來自某卷煙廠的廢棄濾棒、濾嘴，協同配伍實驗的材料來自不同印刷廠的廢有機溶劑1#～5#，廢有機溶劑的主要成分見表1。

表1 廢有機溶劑主要成分一覽表

2.2.2 中試實驗考驗

實驗時，先在攪拌機內加入煙用廢棄醋酸纖維材料，混合均勻后，逐漸加入不同的廢有機溶劑，邊加邊攪拌，直到煙用廢棄醋酸纖維材料吸附廢液達到飽和狀態，記錄吸附廢液的質量。

2.2.3 中試實驗結果

按2.2.2進行中試實驗，得到煙用廢棄醋酸纖維材料對不同廢有機溶劑的吸液比例，結果見圖2。

從圖2看出，煙用廢棄醋酸纖維材料對各類廢有機溶劑均有較好的吸液效果。其中，實驗4和5煙用廢棄醋酸纖維材料對混合型廢有機溶劑的吸液效果更好，煙用廢棄醋酸纖維材料與廢有機溶劑質量比約為1∶2.4。因此，可進一步在生產實踐中驗證煙用廢棄醋酸纖維材料吸附有機溶劑效果以及實用性。

圖2 煙用廢棄醋酸纖維材料對不同廢有機溶劑的吸液比例(吸附材料用量為100)

3 生產實踐部分

3.1 焚燒配伍初步應用

在生產時，按照煙用廢棄醋酸纖維材料與廢有機溶劑的質量比1∶2.4，先在焚燒配伍料坑內加入 5 t 煙用廢棄醋酸纖維材料，混合均勻后，逐漸加入 12 t 某印刷廠的混合型廢有機溶劑，使用行車抓斗將其充分拌料、混合均勻。按照危險廢物焚燒配伍主要控制指標的要求，對配伍后廢物取樣、檢測，初步焚燒配伍方案及檢測結果見表2。達到了焚燒進料要求后，進入公司 30 t/d 高溫焚燒生產線進行焚燒處置。

表2 初步焚燒配伍方案及檢測結果統計表

3.2 存在問題及優化

3.2.1 存在問題

煙用廢棄醋酸纖維材料與有機溶劑按比例進行焚燒配伍及處理處置，配伍后物料熱值相對偏高，超過了公司內部焚燒配伍主要控制指標熱值上限(17 kJ/g)，增加了公司 30 t/d 焚燒生產線單位時間內的熱負荷，導致單位時間內焚燒產能降低。同時該種簡單的配伍方式帶來進料時容易產生爆燃、回火的風險，存在安全隱患。

3.2.2 優化措施

經過多次生產實踐，在焚燒配伍料坑內，使用行車抓斗將廢嘴頭、濾棒與有機溶劑按比例混合后，將混合物料與其他固體狀、膏狀危險廢物充分攪拌均勻，配伍后物料熱值小于 17 kJ/g，符合公司焚燒系統進料熱值限值要求。固體狀、膏狀危險廢物發揮骨料的作用，增加配伍物料整體的密度和比重，既能保證廢嘴頭、濾棒對廢有機溶劑的最佳吸附效果，也能降低配伍物料的熱值及爆燃回火風險，保障焚燒產能穩定的同時實現危險廢物的安全處理處置。優化后的焚燒配伍方案及檢測結果見表3。

表3 優化后焚燒配伍方案及檢測結果統計表

4 經濟效益分析

采用煙用廢棄醋酸纖維材料與廢有機溶劑按比例進行焚燒配伍的方式，可達到煙用醋酸纖維材料等量代替原輔料鋸末的目的，而且原輔料成本降低，處置費收入增加：每天可增加經濟收益約0.8萬元，每月可增加經濟收益約24萬元。因此符合國家提倡節能增效的要求，具有顯著的經濟效益。