浸没焚烧技术处理MTO废水

一.概述

随着国内煤制烯烃项目的快速发展，其生产装置废水的环保处理和能源的合理利用受到了业界的广泛关注。寻求合理有效的废水处理方法已成为煤制烯烃工业发展的瓶颈。MTO装置废水成分复杂，具有热值低、腐蚀性强、含盐量高的特点。而且MTO装置的废水COD高，含有少量大分子有机物和钠盐。常规生化处理方法对微生物菌种要求较高。与常规生化处理方法相比，焚烧法具有一次性投资少、占地面积小、废水处理彻底等优点。典型的MTO工厂废水成分如表1所示:

二。浸没焚烧工艺流程

浸没焚烧的具体工艺流程主要包括三个部分:废水焚烧、烟气急冷、烟气除尘，具体如下:

2.1废水焚烧

MTO装置产生的废水通过工艺管道输送至焚烧装置界区，然后储存在废水储槽中，废水储槽设计储存7天。废水通过废水给水泵及相关管道输送至焚烧炉上的废水喷枪。废水喷枪采用介质雾化喷嘴，雾化介质为工厂空气。废水喷枪共有四支，均匀分布在焚烧炉的锥段，废水以液滴的形式均匀进入炉膛。由于废水中有机物浓度低，含水量高，热值低，焚烧处理需要辅助燃料，本装置采用天然气作为辅助燃料。天然气也用于点火和烘烤阶段。通过天然气与空气的比例，维持焚烧炉内温度在1000~1100℃，可通过增减燃料和助燃空气进行比例调节。废水在焚烧炉中高温焚烧，焚烧后产生的烟气中不仅含有可直接排放的N2、O2、CO2和H2O，还含有固态和熔融态的Na2CO3。

2.2烟气淬火

来自焚烧炉的高温烟气(1100°C)通过垂直急冷罐下降管直接进入急冷罐。与高温烟气接触后，发生剧烈的传热传质过程，烟气中的Na2CO3被急冷液溶解，急冷液中的部分水分蒸发到烟气中。当两相达到平衡时，平衡温度约为92℃，急冷液吸收Na2CO3后形成Na2CO3溶液，通过急冷罐上的溢流口溢流到水封罐，再从水封罐溢流到盐水缓冲罐。之后通过盐水泵输出至界区，输出压力为0.25MPa.G，恒定输出约2500kg/h，保证输出盐水浓度约为5%。淬火槽的供水由文丘里除尘器的回水控制。急冷槽设有NaOH溶液入口，目的是使急冷液的pH值>:7，以保护急冷槽。

2.3烟气除尘

除不凝性气体外，急冷罐排出的烟气中还含有大量水蒸气和微量Na2CO3颗粒。烟气进入文丘里除尘器进行洗涤除尘，使烟气达到国家标准排放。文丘里除尘器的喷淋液最初是工业用水，由文丘里循环泵回收。文丘里的补给水由淡水补充，喷淋液由文丘里循环泵抽出，返回急冷槽。产量恒定在8000kg/h左右，从而保证了淬火槽的溢流。在文丘里除尘器的烟气出口设置除雾器，进一步分离烟气中夹带的水分，然后通过烟囱排入大气。整个烟气过程为正压，系统压力由助燃风机建立。浸没焚烧的具体工艺流程如图1所示。

三。核心设备的特性

3.1燃烧器

燃烧器是焚烧系统的核心部件，由壳体、空气分布器组件、燃料风枪组件、点火装置等组成。点火装置由高能点火火柴和用于点火的油气枪组成。采用两级点火，即先点燃点火装置的燃气，再点燃主气枪。实践证明，这种点火方式具有很高的安全性和可靠性。点火装置配有点火空气、点火气体和点火火柴，可根据需要反复点燃，也可作为长明灯使用。燃烧器上设有火焰观察孔和用于观察火焰的火焰监视器。使用两个火焰监测器可以有效地防止仪器的误报警。燃烧器布置在焚烧炉的顶部，其形状如图2所示。

3.2焚烧炉

焚烧炉是焚烧处理系统的关键设备。有害物质能否在焚烧炉中充分氧化分解，取决于焚烧炉的设计水平。几个主要问题描述如下:

A.MTO废水喷枪布置:4支废水喷枪均匀分布在焚烧炉锥体段上部，废水经介质雾化后以液滴形式均匀进入炉膛。废水在焚烧炉中高温焚烧后，烟气成分中除了N2、O2、CO2和H2O外，还含有熔融的Na2CO3颗粒，可以直接排放。

B.焚烧温度:MTO废水含有c6及以上的大分子，焚烧温度为1100℃,使C6完全氧化分解。注入废水后，确保焚烧炉的出口温度在950℃以上

C.在正常的废水处理能力下，我们取2.2秒的停留时间，可以保证焚烧炉内的废水得到充分的氧化分解。

焚烧炉的设计参数见表2。

3.3淬火槽

急冷罐的主要作用是将焚烧炉排出的烟气快速冷却，然后使烟气中的熔盐颗粒溶于水，形成无机盐水。来自焚烧炉的烟气温度约为950 ℃,通过垂直急冷罐下降管直接进入急冷罐。与高温烟气接触后，发生剧烈的传热传质过程，烟气中的Na2CO3被急冷液溶解，急冷液中的水分蒸发到烟气中。当两相达到平衡时，平衡温度约为92°c。急冷液体吸收Na2CO3，形成Na2CO3溶液。淬火槽的设计参数见表3。

3.4文丘里除尘器

文丘里除尘器是一种高效的湿式洗涤器，在捕集污染气体中的微细粉尘和吸收气态污染物方面具有独特的优势。工作过程可分为雾化、凝结和脱水三个步骤。前两步在文丘里管中进行，后一步在脱水器中完成。

四。工业应用分析

4.1运行费用根据中国MTO工厂废水焚烧的工业应用，表4评估了浸没式焚烧厂的平均单位时间能耗。

从表4可以得出，在不考虑设备的一次性投资和折旧成本的情况下，处理1吨甲基丙烯酸废水的运行费用仅需931元，远低于生化处理等其他处理方法。

4.2环境监测

2015年12月，对MTO废水焚烧工业应用装置的烟气进行了环保监测，环保排放实测值见表5。

从表5可以看出，经文丘里除尘后，浸没焚烧后的烟气排放指标达到了GB18484草案中《危险废物焚烧污染控制标准》的允许排放要求。

动词 （verb的缩写）结论。

(1)采用浸没式焚烧技术处理MTO废水，可将废水中大部分有毒有害物质和烃类物质分解为无害物质。

(2)焚烧技术与浸没急冷系统的有效结合，可以为企业节省投资，降低运营成本，具有显著的经济效益和社会效益。

(3)该技术的成功应用标志着我国MTO废水环保处理的新突破。(来源:北京航华节能环保科技有限公司)

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