一.概述

隨著國內(nèi)煤制烯烴項(xiàng)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(qiáng)、含鹽量高的特點(diǎn)。而且MTO裝置的廢水COD高，含有少量大分子有機(jī)物和鈉鹽。常規(guī)生化處理方法對(duì)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(diǎn)。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(gè)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(chǔ)存在廢水儲(chǔ)槽中，廢水儲(chǔ)槽設(shè)計(jì)儲(chǔ)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(jìn)入爐膛。由于廢水中有機(jī)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(diǎn)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(jìn)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(jìn)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(dāng)兩相達(dá)到平衡時(shí)，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(hù)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(jìn)入文丘里除塵器進(jìn)行洗滌除塵，使煙氣達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)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(bǔ)給水由淡水補(bǔ)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(jìn)一步分離煙氣中夾帶的水分，然后通過煙囪排入大氣。整個(gè)煙氣過程為正壓，系統(tǒng)壓力由助燃風(fēng)機(jī)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(diǎn)火裝置等組成。點(diǎn)火裝置由高能點(diǎn)火火柴和用于點(diǎn)火的油氣槍組成。采用兩級(jí)點(diǎn)火，即先點(diǎn)燃點(diǎn)火裝置的燃?xì)?，再點(diǎn)燃主氣槍。實(shí)踐證明，這種點(diǎn)火方式具有很高的安全性和可靠性。點(diǎn)火裝置配有點(diǎn)火空氣、點(diǎn)火氣體和點(diǎn)火火柴，可根據(jù)需要反復(fù)點(diǎn)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(gè)火焰監(jiān)測器可以有效地防止儀器的誤報(bào)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(jì)水平。幾個(gè)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(jìn)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(shí)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(jì)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(jī)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(jìn)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(dāng)兩相達(dá)到平衡時(shí)，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(jì)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(xì)粉塵和吸收氣態(tài)污染物方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。工作過程可分為霧化、凝結(jié)和脫水三個(gè)步驟。前兩步在文丘里管中進(jìn)行，后一步在脫水器中完成。

四。工業(yè)應(yīng)用分析

4.1運(yùn)行費(fèi)用根據(jù)中國MTO工廠廢水焚燒的工業(yè)應(yīng)用，表4評(píng)估了浸沒式焚燒廠的平均單位時(shí)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(yùn)行費(fèi)用僅需931元，遠(yuǎn)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(duì)MTO廢水焚燒工業(yè)應(yīng)用裝置的煙氣進(jìn)行了環(huán)保監(jiān)測，環(huán)保排放實(shí)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(biāo)達(dá)到了GB18484草案中《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的允許排放要求。

動(dòng)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(yùn)營成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

(3)該技術(shù)的成功應(yīng)用標(biāo)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)保科技有限公司)

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