浸沒焚燒技術(shù)處理MTO廢水
一.概述
隨著國內(nèi)煤制烯烴項目的快速發(fā)展,其生產(chǎn)裝置廢水的環(huán)保處理和能源的合理利用受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。尋求合理有效的廢水處理方法已成為煤制烯烴工業(yè)發(fā)展的瓶頸。MTO裝置廢水成分復(fù)雜,具有熱值低、腐蝕性強、含鹽量高的特點。而且MTO裝置的廢水COD高,含有少量大分子有機物和鈉鹽。常規(guī)生化處理方法對微生物菌種要求較高。與常規(guī)生化處理方法相比,焚燒法具有一次性投資少、占地面積小、廢水處理徹底等優(yōu)點。典型的MTO工廠廢水成分如表1所示:
二。浸沒焚燒工藝流程
浸沒焚燒的具體工藝流程主要包括三個部分:廢水焚燒、煙氣急冷、煙氣除塵,具體如下:
2.1廢水焚燒
MTO裝置產(chǎn)生的廢水通過工藝管道輸送至焚燒裝置界區(qū),然后儲存在廢水儲槽中,廢水儲槽設(shè)計儲存7天。廢水通過廢水給水泵及相關(guān)管道輸送至焚燒爐上的廢水噴槍。廢水噴槍采用介質(zhì)霧化噴嘴,霧化介質(zhì)為工廠空氣。廢水噴槍共有四支,均勻分布在焚燒爐的錐段,廢水以液滴的形式均勻進入爐膛。由于廢水中有機物濃度低,含水量高,熱值低,焚燒處理需要輔助燃料,本裝置采用天然氣作為輔助燃料。天然氣也用于點火和烘烤階段。通過天然氣與空氣的比例,維持焚燒爐內(nèi)溫度在1000~1100℃,可通過增減燃料和助燃空氣進行比例調(diào)節(jié)。廢水在焚燒爐中高溫焚燒,焚燒后產(chǎn)生的煙氣中不僅含有可直接排放的N2、O2、CO2和H2O,還含有固態(tài)和熔融態(tài)的Na2CO3。
2.2煙氣淬火
來自焚燒爐的高溫?zé)煔?1100°C)通過垂直急冷罐下降管直接進入急冷罐。與高溫?zé)煔饨佑|后,發(fā)生劇烈的傳熱傳質(zhì)過程,煙氣中的Na2CO3被急冷液溶解,急冷液中的部分水分蒸發(fā)到煙氣中。當兩相達到平衡時,平衡溫度約為92℃,急冷液吸收Na2CO3后形成Na2CO3溶液,通過急冷罐上的溢流口溢流到水封罐,再從水封罐溢流到鹽水緩沖罐。之后通過鹽水泵輸出至界區(qū),輸出壓力為0.25MPa.G,恒定輸出約2500kg/h,保證輸出鹽水濃度約為5%。淬火槽的供水由文丘里除塵器的回水控制。急冷槽設(shè)有NaOH溶液入口,目的是使急冷液的pH值>:7,以保護急冷槽。
2.3煙氣除塵
除不凝性氣體外,急冷罐排出的煙氣中還含有大量水蒸氣和微量Na2CO3顆粒。煙氣進入文丘里除塵器進行洗滌除塵,使煙氣達到國家標準排放。文丘里除塵器的噴淋液最初是工業(yè)用水,由文丘里循環(huán)泵回收。文丘里的補給水由淡水補充,噴淋液由文丘里循環(huán)泵抽出,返回急冷槽。產(chǎn)量恒定在8000kg/h左右,從而保證了淬火槽的溢流。在文丘里除塵器的煙氣出口設(shè)置除霧器,進一步分離煙氣中夾帶的水分,然后通過煙囪排入大氣。整個煙氣過程為正壓,系統(tǒng)壓力由助燃風(fēng)機建立。浸沒焚燒的具體工藝流程如圖1所示。
三。核心設(shè)備的特性
3.1燃燒器
燃燒器是焚燒系統(tǒng)的核心部件,由殼體、空氣分布器組件、燃料風(fēng)槍組件、點火裝置等組成。點火裝置由高能點火火柴和用于點火的油氣槍組成。采用兩級點火,即先點燃點火裝置的燃氣,再點燃主氣槍。實踐證明,這種點火方式具有很高的安全性和可靠性。點火裝置配有點火空氣、點火氣體和點火火柴,可根據(jù)需要反復(fù)點燃,也可作為長明燈使用。燃燒器上設(shè)有火焰觀察孔和用于觀察火焰的火焰監(jiān)視器。使用兩個火焰監(jiān)測器可以有效地防止儀器的誤報警。燃燒器布置在焚燒爐的頂部,其形狀如圖2所示。
3.2焚燒爐
焚燒爐是焚燒處理系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。有害物質(zhì)能否在焚燒爐中充分氧化分解,取決于焚燒爐的設(shè)計水平。幾個主要問題描述如下:
A.MTO廢水噴槍布置:4支廢水噴槍均勻分布在焚燒爐錐體段上部,廢水經(jīng)介質(zhì)霧化后以液滴形式均勻進入爐膛。廢水在焚燒爐中高溫焚燒后,煙氣成分中除了N2、O2、CO2和H2O外,還含有熔融的Na2CO3顆粒,可以直接排放。
B.焚燒溫度:MTO廢水含有c6及以上的大分子,焚燒溫度為1100℃,使C6完全氧化分解。注入廢水后,確保焚燒爐的出口溫度在950℃以上
C.在正常的廢水處理能力下,我們?nèi)?.2秒的停留時間,可以保證焚燒爐內(nèi)的廢水得到充分的氧化分解。
焚燒爐的設(shè)計參數(shù)見表2。
3.3淬火槽
急冷罐的主要作用是將焚燒爐排出的煙氣快速冷卻,然后使煙氣中的熔鹽顆粒溶于水,形成無機鹽水。來自焚燒爐的煙氣溫度約為950 ℃,通過垂直急冷罐下降管直接進入急冷罐。與高溫?zé)煔饨佑|后,發(fā)生劇烈的傳熱傳質(zhì)過程,煙氣中的Na2CO3被急冷液溶解,急冷液中的水分蒸發(fā)到煙氣中。當兩相達到平衡時,平衡溫度約為92°c。急冷液體吸收Na2CO3,形成Na2CO3溶液。淬火槽的設(shè)計參數(shù)見表3。
3.4文丘里除塵器
文丘里除塵器是一種高效的濕式洗滌器,在捕集污染氣體中的微細粉塵和吸收氣態(tài)污染物方面具有獨特的優(yōu)勢。工作過程可分為霧化、凝結(jié)和脫水三個步驟。前兩步在文丘里管中進行,后一步在脫水器中完成。
四。工業(yè)應(yīng)用分析
4.1運行費用根據(jù)中國MTO工廠廢水焚燒的工業(yè)應(yīng)用,表4評估了浸沒式焚燒廠的平均單位時間能耗。
從表4可以得出,在不考慮設(shè)備的一次性投資和折舊成本的情況下,處理1噸甲基丙烯酸廢水的運行費用僅需931元,遠低于生化處理等其他處理方法。
4.2環(huán)境監(jiān)測
2015年12月,對MTO廢水焚燒工業(yè)應(yīng)用裝置的煙氣進行了環(huán)保監(jiān)測,環(huán)保排放實測值見表5。
從表5可以看出,經(jīng)文丘里除塵后,浸沒焚燒后的煙氣排放指標達到了GB18484草案中《危險廢物焚燒污染控制標準》的允許排放要求。
動詞 (verb的縮寫)結(jié)論。
(1)采用浸沒式焚燒技術(shù)處理MTO廢水,可將廢水中大部分有毒有害物質(zhì)和烴類物質(zhì)分解為無害物質(zhì)。
(2)焚燒技術(shù)與浸沒急冷系統(tǒng)的有效結(jié)合,可以為企業(yè)節(jié)省投資,降低運營成本,具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
(3)該技術(shù)的成功應(yīng)用標志著我國MTO廢水環(huán)保處理的新突破。(來源:北京航華節(jié)能環(huán)??萍加邢薰?
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