高溫汽提焚燒法處理甲醇廢水
汽(qi)提法的(de)(de)(de)(de)去除(chu)對象是(shi)(shi)揮(hui)發(fa)性溶解物(wu),借助廢(fei)水與(yu)蒸(zheng)汽(qi)的(de)(de)(de)(de)直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸,使(shi)廢(fei)水中(zhong)的(de)(de)(de)(de)揮(hui)發(fa)性物(wu)質(zhi)按照(zhao)一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)比例擴散(san)到(dao)氣相(xiang)(xiang)中(zhong),從而把揮(hui)發(fa)性污(wu)染物(wu)從廢(fei)水中(zhong)分(fen)(fen)離出來(lai)。汽(qi)提法是(shi)(shi)讓廢(fei)水與(yu)水蒸(zheng)汽(qi)直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸,使(shi)廢(fei)水中(zhong)的(de)(de)(de)(de)揮(hui)發(fa)性有毒(du)有害物(wu)質(zhi)按一(yi)定(ding)(ding)比例擴散(san)到(dao)氣相(xiang)(xiang)中(zhong)去,從而達到(dao)從廢(fei)水中(zhong)分(fen)(fen)離污(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。汽(qi)提法的(de)(de)(de)(de)基本(ben)原理(li)與(yu)吹(chui)脫法相(xiang)(xiang)同,只是(shi)(shi)所使(shi)用的(de)(de)(de)(de)介質(zhi)不同,汽(qi)提是(shi)(shi)借助于水蒸(zheng)汽(qi)介質(zhi)來(lai)實現(xian)的(de)(de)(de)(de)。汽(qi)提法分(fen)(fen)離污(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)(de)工藝視污(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)(de)性質(zhi)而異(yi),一(yi)般可(ke)歸納(na)為以(yi)下(xia)兩種:
1 簡單蒸餾
對于(yu)與水互溶的(de)揮發(fa)性物質,利用(yong)其在(zai)氣——液(ye)平衡條件下,在(zai)氣相中(zhong)的(de)濃度大于(yu)在(zai)液(ye)相中(zhong)的(de)濃度這(zhe)一(yi)特性。通過蒸汽直接加熱(re),使其在(zai)沸點(水與揮發(fa)物兩沸點之(zhi)間的(de)某一(yi)溫(wen)度)下,按一(yi)定比例富集于(yu)氣相。
2 蒸汽蒸餾
對(dui)于(yu)與水互不(bu)相溶或幾乎(hu)不(bu)溶的(de)揮發性(xing)污(wu)染物。利用混合液(ye)的(de)沸(fei)點(dian)(dian)低于(yu)兩組分沸(fei)點(dian)(dian)這一特性(xing),可將高沸(fei)點(dian)(dian)揮發物在較(jiao)低溫度下(xia)加以分離脫除。
焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)法處(chu)理廢(fei)(fei)液(ye)是將含高(gao)濃度(du)(du)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)廢(fei)(fei)液(ye)在(zai)高(gao)溫下進行(xing)氧(yang)化(hua)(hua)分(fen)解(jie),使有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)轉化(hua)(hua)為水(shui)、二氧(yang)化(hua)(hua)碳等無害物(wu)(wu)質(zhi)。焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)法一般(ban)用于高(gao)濃度(du)(du)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理,一般(ban)要(yao)求大于100g/L,且需要(yao)蒸發濃縮(suo)設施以(yi)及焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)爐(lu),污染物(wu)(wu)經(jing)焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)處(chu)理后可轉化(hua)(hua)為無害的(de)(de)(de)(de)(de)二氧(yang)化(hua)(hua)碳和水(shui),實際是利用高(gao)溫進行(xing)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)深度(du)(du)氧(yang)化(hua)(hua)。熱值較低的(de)(de)(de)(de)(de)廢(fei)(fei)水(shui)由于和燃(ran)物(wu)(wu)比(bi)例小,不足以(yi)維(wei)持焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)溫度(du)(du)所以(yi)往往要(yao)先濃縮(suo)(如用蒸發和蒸餾法)再焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)或(huo)領先輔(fu)助燃(ran)料進行(xing)焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)。廢(fei)(fei)液(ye)中有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量分(fen)數(shu)一般(ban)在(zai)10%以(yi)上或(huo)CODCR>300g/L時(shi),用焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)法處(chu)理比(bi)用其他方法有(you)(you)(you)利。國(guo)外使用焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)法較多(duo),在(zai)國(guo)際上焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)技術(shu)排領先位(wei)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)歐洲的(de)(de)(de)(de)(de)芬蘭、德(de)國(guo)等幾個國(guo)家,在(zai)美洲有(you)(you)(you)加(jia)拿(na)大、美國(guo)和亞(ya)洲的(de)(de)(de)(de)(de)日本(ben)。我國(guo)盡管起步較遲,但在(zai)國(guo)內建有(you)(you)(you)代表性、成功的(de)(de)(de)(de)(de)焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)處(chu)理項目據資料統計有(you)(you)(you)板(ban)有(you)(you)(you)38項樣(yang)板(ban)工程。在(zai)國(guo)內眾多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)裝置(zhi)(zhi)介紹資料中發現有(you)(you)(you)幾個共(gong)性特(te)點:凡是焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)高(gao)濃度(du)(du)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)廢(fei)(fei)液(ye)、有(you)(you)(you)機(ji)(ji)廢(fei)(fei)氣或(huo)混燒(shao)(shao)廢(fei)(fei)液(ye)、廢(fei)(fei)氣的(de)(de)(de)(de)(de)焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)爐(lu)型極(ji)大多(duo)數(shu)采用立式爐(lu)。這與(yu)焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)介質(zhi)是液(ye)體(ti)特(te)別有(you)(you)(you)關(guan)系(xi)。尤其是有(you)(you)(you)機(ji)(ji)廢(fei)(fei)液(ye)焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學組分(fen)與(yu)焚(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)工況有(you)(you)(you)直(zhi)接的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)。由于化(hua)(hua)學工業生產(chan)(chan)中產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)廢(fei)(fei)液(ye)種類極(ji)其繁多(duo),按其化(hua)(hua)學組成可以(yi)分(fen)列為三類:
1 不含(han)鹵素有(you)(you)(you)機(ji)(ji)廢液,這類(lei)廢液中的有(you)(you)(you)機(ji)(ji)化(hua)合物(wu)僅含(han)有(you)(you)(you)C、H、O,有(you)(you)(you)時還含(han)有(you)(you)(you)S。這類(lei)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)廢液含(han)水率低,自身可自燃,(如廢棄的有(you)(you)(you)機(ji)(ji)溶劑),燃燒產物(wu)為(wei)CO2、H2O和SO2,燃燒產生的熱量可以通過余熱回收。
2 含(han)(han)(han)鹵素(su)有機廢液,有機化(hua)(hua)合(he)物(wu)包括CCL4、氯(lv)乙烯(xi)、溴甲烷等(deng)。這類廢液的熱值(zhi)(zhi)取決于鹵素(su)的含(han)(han)(han)量,焚燒處(chu)理時根據鹵素(su)的含(han)(han)(han)量、熱值(zhi)(zhi)來取決是否需要添(tian)加輔助燃料。含(han)(han)(han)鹵素(su)有機廢液在(zai)焚燒爐內氧化(hua)(hua)后,將(jiang)產生單質鹵素(su)或鹵素(su)或鹵化(hua)(hua)氫(qing)(HF、HCL、HBR等(deng)),根據需要可以將(jiang)其去(qu)除或回收。
3 含高(gao)鹽(yan)(yan)有機廢(fei)(fei)液(ye),含有高(gao)濃度(du)無(wu)機鹽(yan)(yan)或(huo)有機鹽(yan)(yan)。這種廢(fei)(fei)液(ye)燃(ran)燒(shao)后會產生熔化鹽(yan)(yan),因(yin)此設計(ji)選擇焚燒(shao)爐(lu)(lu)型(xing)最(zui)合適的爐(lu)(lu)型(xing)是圓(yuan)(yuan)型(xing)立(li)式爐(lu)(lu)。因(yin)為廢(fei)(fei)液(ye)焚燒(shao)介質設計(ji)選型(xing)圓(yuan)(yuan)型(xing)立(li)式爐(lu)(lu),爐(lu)(lu)型(xing)結構簡單,通常為內(nei)襯耐火材料層(ceng),還能設計(ji)成一個夾套層(ceng)以預熱(re)空(kong)氣,降低輔(fu)助燃(ran)料耗(hao)量。圓(yuan)(yuan)型(xing)立(li)式焚燒(shao)爐(lu)(lu)垂直放置,可以采(cai)用旋流燃(ran)燒(shao)器,在(zai)爐(lu)(lu)頂(ding)部(bu)位(wei)安(an)置單個或(huo)多(duo)個廢(fei)(fei)液(ye)霧化噴嘴(zui)燃(ran)燒(shao)器,霧化的廢(fei)(fei)液(ye)微小(xiao)液(ye)滴,在(zai)高(gao)溫火焰(yan)區域(yu)內(nei)以懸浮態燃(ran)燒(shao),以便與(yu)助燃(ran)空(kong)氣良好混合,增加停(ting)留時間(jian),使霧化廢(fei)(fei)液(ye)微小(xiao)液(ye)滴在(zai)高(gao)溫區內(nei)充(chong)分燃(ran)燒(shao)。
一(yi)般燃燒(shao)室停留時(shi)間為1.0~2.0S,最高(gao)溫(wen)度(du)可達1350℃,對大多數有機(ji)廢(fei)液最待燃燒(shao)溫(wen)度(du)在(zai)870~980℃。在(zai)很短時(shi)間1~2內(nei)(nei)有機(ji)物燃燒(shao)分解。在(zai)焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)過(guo)程中(zhong),某些(xie)鹽、堿高(gao)熔融(rong)物與水會發(fa)生爆(bao)炸,為了防止爆(bao)炸的發(fa)生,采(cai)用(yong)了噴水冷(leng)卻的措施。在(zai)焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)底設(she)有冷(leng)卻罐。由冷(leng)卻罐出(chu)來的煙氣(qi)經尾(wei)氣(qi)凈化(hua)除塵、脫氣(qi)裝(zhuang)置處(chu)理合(he)格后排空(kong)。國內(nei)(nei)焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)處(chu)理有機(ji)廢(fei)液的實例中(zhong)有10例設(she)計選(xuan)型(xing)(xing)(xing)(xing)爐(lu)型(xing)(xing)(xing)(xing)是臥(wo)式(shi)(shi)圓筒形,有15例設(she)計選(xuan)型(xing)(xing)(xing)(xing)為立式(shi)(shi)圓筒形。但補充使用(yong)的輔助燃料全部是油料、煤(mei)氣(qi)、乙烷氣(qi)體(ti)。焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)1T廢(fei)液補充的輔助油料約170kg~200kg之(zhi)間。廢(fei)液霧化(hua)全部采(cai)用(yong)蒸氣(qi)霧化(hua),平均(jun)焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)1T廢(fei)液的蒸氣(qi)用(yong)量(liang)在(zai)300kg。所以目前國內(nei)(nei)一(yi)些(xie)焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)廢(fei)液的設(she)備投(tou)資和(he)焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)成(cheng)本都比較昂貴(gui)。在(zai)國際上(shang),美國焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)各種廢(fei)液焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)的設(she)計選(xuan)型(xing)(xing)(xing)(xing)對(1)旋轉窯焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu),(2)液體(ti)噴射立式(shi)(shi)(臥(wo)式(shi)(shi))圓形焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu),(3)鼓泡流化(hua)床焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu),(4)循(xun)流化(hua)床焚(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)四(si)個(ge)爐(lu)型(xing)(xing)(xing)(xing)的各項指(zhi)標相應(ying)比較。
汽提法和焚燒法這兩種處理方法一般是單獨使用,都是針對揮發性有機廢水的處理,但是焚燒法一般是應用在高濃度有機污水處理上,實施的前提時必須具備汽提和焚燒爐設備。如果具備該條件,并且設備能力可以達到預處理效果要求的水平,那么通過流程改造,使現有的汽提裝置和轉化爐成為廢水處理流程上的一個環節,使用“汽提+焚燒”的處理方法,實現將甲醇工業廢水進行預處理的目的。

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