焚烧炉含盐废液处置方案

刘海龙,王洋

摘要： 本文介绍了焚烧炉在运行过程中的现状及存在的问题以及含盐废液对焚烧炉的影响，同时介绍了含盐废液的处理难点、处理的必要性及公司采取的相应措施，成功对焚烧炉进行改造并取得了良好的经济效益。

关键点：盐  有机废液  废渣  焚烧炉  废液焚烧 

一、概述

我公司在生产过程中会产生部分废弃中间产物，主要包括BDO残渣、T-9309塔釜废液、高废物、反应过滤残液等，原来焚烧炉只能烧PTMEG废液（高沸物、反应过滤残液）和不含盐的BDO残液，且投料量少。运行一个月后，由于余热锅炉对流管和省煤器积灰严重造成进入引风机烟气温度超标而被迫停炉。如果烧BDO含盐残渣，焚烧炉只能烧2-3天就造成余热锅炉对流管和省煤器的严重积灰而被迫停炉，焚烧炉达不到长周期运行的目的。BDO含盐残渣只能外卖，给公司造成了大量的废液外卖费用。

鉴于以上情况，为了减少危险废物长途运输的风险，保证作业安全生产，同时减少危废物委外处置的费用，减低企业资金压力，因此必须对焚烧炉进行改造。

二、含盐废水的焚烧处理难点

有机含盐废水具有高含盐、含卤族元素、高化学需氧量( COD)等特点，废水中的无机盐以低熔点的钠盐为主，传统的废液焚烧炉在处理以上废水时往往由于无机盐熔点低（氯化钠熔点为801℃、硫酸钠熔点为884℃），炉膛内温度高(焚烧法规要求焚烧温度为1100℃)而造成无机盐熔融结壁、不易出灰甚至随烟气进入后续工段堵塞，从而影响尾段设备的使用，使设备不能连续稳定运行。

三、改造方案

针对焚烧炉的现状提出了以下技改内容：

1、 增设锅炉清灰喷吹系统：利用激波清灰系统进行清灰，对以固态形式沉积于对流管束上的无机盐进行脉冲吹灰，保证换热管束有效换热面，解决引风机入口烟气温度偏高问题，从而保证焚烧炉达到长周期运行的目的。

2、增设烟气降温系统：通过控制出焚烧炉烟气温度，对烟气中携带的高温熔融无机盐进行降温，保证烟气中无机盐以固态形式与锅炉内换热管束接触，不与换热管发生化学反应，减轻管壁腐蚀。

3、增设并联引风机：弥补原引风机烟气量不足情况，增加了废液处理量。并在引风机积灰振动情况下，可以保持增设并联引风机运行，将原引风机停下来进行清灰，保证了不停炉进行清灰。

四、技改措施

1、利用现有焚烧炉的检修门作为烟气降温管道接口，进而不改变焚烧炉炉膛原有耐材结构。抽吸外界空气掺入焚烧炉底部，对焚烧烟气进行降温。原焚烧炉炉膛温度1000℃，炉膛底部及出口处温度约950℃。将外界空气掺入炉膛底部，控制焚烧炉出口烟气温度达到或低于700℃，促使炉膛内BDO焚烧后的无机盐冷凝为固体粉状。        

2、在原有基础上提高废液处理量，必然增大进余热锅炉烟气量，同时也必须提高炉膛底部掺冷风量。当处理量从开始的1.5t/h调整至 2.0t/h，炉膛 850℃烟气量为 20900 Nm3/h时，炉膛底部需掺冷风 7700 Nm3/h 以保证进锅炉烟气温度降低至650℃。

根据上述烟气量的变化，原引风机无法满足排烟要求，增设并联引风机，提高锅炉烟气量。本次改造将原循环风机进炉膛底部管路切断进口管路保留手动蝶阀，用于调节炉膛底部兑冷风量。将循环风机出口管路连接至烟囱，作为烟气引风机与原引风机并联使用。

五、阶段性成果

1、开工调试

   开工前对送风机、引风机、低温空气预热器、高温空气预热器、热风道、三种物料的泵送系统、三套蒸汽雾化喷枪、旋风燃烧室、地位水槽、烟气冷却降尘室、后部烟道竖井等装置完成调试。

2、DCS校验与画面优化

  通过现场等各仪表设备联校，同时达到PLC与DCS建立通讯，实现燃烧器能够按照既定工艺实现自动启、停，且能够根据要求实现负荷调节，联锁触发与动作，以提高焚烧单元自动化调节技术。

3、煮炉、烘炉

  在烘炉的基础上清除锅炉内部的锈蚀和污物，保证生产出合格品质的蒸汽，严格按绘制的煮炉曲线进行。烘炉过程分两个阶段进行，即低温阶段和中高温阶段。低温阶段主要室脱去施工结合水（游离水）和部分结晶水的过程，以提高不定型材料的强度等物理性能，进入到中高温养护阶段时，主要室脱去材料中的结晶水过程，使材料达到设计使用的强度，而到最后高温恒温阶段时，耐磨材料的高温固化强度得到进一步提高，并使其陶瓷性结合而达到材料的最优物理性能。

4、点火调试和投料试车

   经过焚烧单元运行调试废液处理量：醇酮焦油0.8m3/h，单酯0.7m3/h，循环浓缩液1.5m3/h，合计3.0m3/h。设计废液处理量1.938t/h，超设计能力50%。

    锅炉运行负荷72小时试用平均负荷为25.8t/h。设计负荷为25t/h，平均负荷率为103%。满足设计要求，烟气实测排放值，满足焚烧改造项目设计和国家规范标准：装置运行平稳，废液喷枪无结焦和烟道堵塞现象。

五、技改项目创新点

1、现有锅炉的换热管组的壳体上，预留有清灰装置接口，共8个，但未安装任何清灰装置。为了保证沉积的粉尘被烟气有效携带，在预留的清灰装置接口上，扩孔安装8套激波清灰装置。

激波是一种剧烈的压缩波，在换热管组的管程中传播产生扰动。烟气在经过激波后收到急剧压缩，其压力温度和密度均产生有限   提高。由于激波瞬时剧烈的压力脉动，对积灰产生一种先压后拉的作用，使积灰面上的粉尘或灰垢因冲击而破碎，导入积灰中的折射波还会在基底与灰层零界面处发生发射，并与入射波相互作用产生剪切力，使积灰与基底产生分离，达到较彻底的清灰效果。

2、省煤器/蒸发段加装四点喷吹装置。从在线人工清灰的效果 看，在省煤器及蒸发段区域采用压缩空气吹扫可有效清理粘附于换热管束的积灰，故改造方案中将在省煤器区域采用脉冲电子式四点喷吹装置，实现时间设定状态下的自动轮流喷吹，降低工人劳动强度。

采用脉冲电子式四点喷吹装置，可实现时间设定状态下的自动轮流喷吹，喷吹覆盖面可依据需要通过喷吹点的设置进行调整。根据喷吹系统总喷吹空气量约60Nm3/h，喷吹周期可根据实际积灰粘附情况通过PLC控制界面进行调整。

3、省煤器增设掺冷风：由于现有锅炉受热面有限，在增大废液处理量的同时，锅炉排烟温度将进一步升高。从保护设备及安全运行，需要进行掺冷风。将检修门改造为大面积推拉式活动口，可根据需要加大兑入冷风量，现场根据锅炉排烟温度调整实际掺冷量。

六、此次技改的意义：

当前人们的环境保护意识日益提高，《危险废物焚烧污染控制标准》（2014年征求意见稿）对大气污染物特别排放限值提出了更加严格的要求。本项目的实施符合国家节能减排、环境保护政策和可持续发展要求，充分利用现有装置，科学布局，在原有焚烧炉装置基础上进行技术调整和优化，增加焚烧废液的多样化。

七、结论

对通过焚烧炉改造减少了危险废物的运输风险、保证了企业安全生产，达到了符合国家节能减排、环境保护政策以及可持续发展的要求，使企业向清洁生产、安全环保方面成功转型。同时通过激波清灰和人工吹灰延长焚烧炉停炉周期，按照改造前废液投料1.0吨/时，改造后1.5吨/时计算，每天可多烧废液12吨，一年按照运行天数330天计算，可多烧废液330×12=3960吨。产生了可观的经济效益，每年可多烧3960吨BDO残渣，按照每吨2000元外运费计算，减少外运费用792万。

参考文献：

【1】 别如山、杨励丹、李季等，国内外有机废液的焚烧处理技术，化工环保，1999.19（3）：148-154

【2】孙大光，高浓度电子废液焚烧处理工艺研究，环境科学与技术，2005.28（2）：17-19

【3】陈小平、赵长遂等，焚烧技术在有机废液无害化处理领域的应用，锅炉技术，2001.31（9）：25-28