MTO廢水處理浸沒式焚燒技術

發(fā)表時間：2021-11-15 12:28:43 閱讀次

　　一、概述

　　隨著國內煤制烯烴項目的快速發(fā)展，其生產(chǎn)裝置產(chǎn)生廢水的環(huán)保處理和能源的合理利用問題已被業(yè)內普遍關注。尋求合理、有效地處理廢水方法已成為煤制烯烴產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。MTO裝置廢水成分復雜，具有低熱值、強腐蝕和高含鹽等特點；而且，MTO裝置廢水中COD較高，含有微量大分子有機物及鈉鹽，采用常規(guī)生化處理方法，對微生物菌種的要求較高，焚燒法相比常規(guī)生化處理方法，具有一次性投資較少、占地面積小、廢水處理徹底等優(yōu)點。典型的MTO裝置廢水組分如表1所示：

　　二、浸沒式焚燒工藝流程

　　浸沒式焚燒具體工藝流程主要包括廢水焚燒、煙氣急冷、煙氣除塵三個工段，具體分述如下：

　　2.1 廢水焚燒

　　從MTO裝置產(chǎn)生的廢水經(jīng)工藝管道輸送至焚燒單元界區(qū)后，進入廢水儲罐中存儲，廢水儲罐設計可存儲7天的廢水。通過廢水進料泵及相關管路送至焚燒爐上的廢水噴槍，廢水噴槍采用介質霧化型噴嘴，霧化介質為工廠空氣。廢水噴槍為四根，均布在焚燒爐錐段，廢水以霧滴的形式均勻進入爐膛。由于廢水中有機物濃度較低，含水量大，熱值較低，焚燒處理時需輔助燃料，該裝置采用天然氣作為輔助燃料。點火升溫和烘爐階段也采用天然氣。通過天然氣與空氣配比，焚燒爐內溫度維持在1000~1100℃，該溫度通過增減燃料和助燃空氣可實現(xiàn)比例調節(jié)。廢水在焚燒爐內進行高溫焚燒，焚燒后產(chǎn)生的煙氣組分中除含有可直接排放的：N2、O2、CO2、H2O以外，還有固態(tài)和熔融態(tài)的Na2CO3。

　　2.2 煙氣急冷

　　從焚燒爐出來的高溫煙氣(1100°C)經(jīng)垂直的急冷罐下降管直接進入急冷罐中，與高溫煙氣接觸后發(fā)生劇烈的傳熱傳質過程，煙氣中的Na2CO3被急冷液溶解，急冷液中的部分水分被蒸發(fā)至煙氣中。當兩相達到平衡時，平衡溫度為92°C左右。急冷液吸收Na2CO3后形成Na2CO3溶液，通過急冷罐上的溢流口溢流至水封罐，從水封罐進一步溢流至鹽水緩沖罐，最后通過鹽水輸送泵輸出界區(qū)，輸出壓力為0.25MPa.G，輸出量恒定在2500kg/h左右，從而保證輸出鹽水的濃度在5%左右。急冷罐的補水通過文丘里除塵器的回水來控制。急冷罐設有NaOH溶液入口，目的是在開車時通過加入堿液使急冷液的pH>7，從而起到保護急冷罐的目的。

　　2.3 煙氣除塵

　　從急冷罐出來的煙氣除不凝氣以外，還含有大量水汽和微量Na2CO3顆粒。該煙氣進入文丘里除塵器進行洗滌除塵，從而使煙氣滿足國家標準排放。文丘里除塵器的噴淋液初始為工業(yè)水，通過文丘里循環(huán)泵循環(huán)使用。文丘里的補水通過新鮮水補充，噴淋液通過文丘里循環(huán)泵打出，補充回急冷罐，輸出量恒定在8000kg/h左右，從而保證急冷罐的溢流量。在文丘里除塵器煙氣出口設有除沫器，將煙氣中夾帶的水分進一步分離，之后煙氣經(jīng)過煙囪排入大氣。整個煙氣流程為正壓，系統(tǒng)壓力靠助燃風機建立。浸沒式焚燒具體工藝流程如圖1所示。

　　三、核心設備特點

　　3.1 燃燒器

　　燃燒器是焚燒系統(tǒng)的核心部件，該燃燒器由殼體、配風器組件、燃料氣槍組件、點火裝置等部分組成。點火裝置由高能點火棒和點火用燃料氣槍組成，利用二級點火，即先引燃點火裝置的燃料氣，再點燃主燃氣槍。實踐證明，該點火方式具有非常髙的安全可靠性。本點火裝置配有點火空氣、點火燃氣及點火棒，可根據(jù)需要反復多次點火，亦可作長明燈使用。燃燒器設有觀火孔及火焰監(jiān)測器，用于觀測火焰。采用兩個火焰監(jiān)測器，可以有效防止儀表的誤報。燃燒器布置在焚燒爐的頂部，其外形如圖2所示。

　　3.2 焚燒爐

　　焚燒爐是焚燒處理系統(tǒng)的最關鍵設備，有害物質能否在焚燒爐內實現(xiàn)充分的氧化、分解，取決于焚燒爐的設計水平。幾個主要問題分述如下：

　　a、MTO廢水噴槍布置：廢水噴槍為四根，均布在焚燒爐錐段上部，廢水經(jīng)介質霧化后以霧滴的形式均勻進入爐膛。廢水在焚燒爐內經(jīng)過高溫焚燒后，煙氣組分中除可直接排放的N2、O2、CO2、H2O以外，還有熔融態(tài)的Na2CO3顆粒。

　　b、焚燒溫度：MTO廢水中含有C6及以上大分子，焚燒溫度選擇1100℃，使c6完全氧化分解。廢水噴入后，保證焚燒爐出口溫度在950°C以上。

　　c、在正常廢水處理量工況下我們取停留時間為2.2秒，可以保證焚燒爐內廢水能充分的氧化分解。

　　焚燒爐的設計參數(shù)如表2所示。

　　3.3 急冷罐

　　急冷罐的主要目的是將來自焚燒爐的煙氣急速冷卻，進而使煙氣中熔融鹽顆粒溶于水形成無機鹽水。來自焚燒爐的煙氣溫度約950°C，經(jīng)垂直的急冷罐下降管直接進入急冷罐中，與高溫煙氣接觸后發(fā)生劇烈的傳熱傳質過程，煙氣中的Na2CO3被急冷液溶解，急冷液中的水分蒸發(fā)至煙氣中。當兩相達到平衡時，平衡溫度為92°C左右。急冷液吸收Na2CO3后形成Na2CO3溶液。急冷罐的設計參數(shù)如表3所示。