蒸發(fā)濃縮工藝在危險(xiǎn)廢物焚燒預(yù)處理過程的應(yīng)用

固廢網(wǎng)訊:摘要：焚燒處理中的危險(xiǎn)廢物多為無價(jià)有機(jī)類污染物，由于有機(jī)物成分的存在使得COD含量高，大部分焚燒有機(jī)危險(xiǎn)廢物具有一定的揮發(fā)性。焚燒處理對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)能和成本有較大的影響，焚燒過程中廢物含水量長(zhǎng)期保持保持較高時(shí)，會(huì)對(duì)耐火材料造成一定的影響。本文筆者根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)蒸發(fā)濃縮工藝在危險(xiǎn)廢物焚燒預(yù)處理領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：蒸發(fā)濃縮；危險(xiǎn)廢物；預(yù)處理；優(yōu)勢(shì)

1 前言

我國的危險(xiǎn)廢物是指列入國家危險(xiǎn)廢物名錄或根據(jù)規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)及鑒別方法認(rèn)定的具有危險(xiǎn)特性的廢物，具有毒害性、爆炸性、易燃性、化學(xué)反應(yīng)性、傳染性、放射性等，2015年我國的工業(yè)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量為2801.8萬t，占工業(yè)廢物產(chǎn)生量約為1.46%；2014年工業(yè)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量為2436.7萬t，占比工業(yè)廢物產(chǎn)生量1.27%，總體而言，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)文化等領(lǐng)域的快速發(fā)展和完善，基礎(chǔ)化工及制造業(yè)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量呈總體上漲趨勢(shì)；目前國內(nèi)對(duì)危險(xiǎn)廢物的處理主要選擇焚燒、填埋、綜合利用等幾種途徑，但隨著國內(nèi)土地資源的不斷開發(fā)，尤其是大中城市普遍面臨嚴(yán)峻的土地開發(fā)局面及隨之而來的用地成本不斷上漲，居民環(huán)保意識(shí)不斷提升后對(duì)于環(huán)境處置設(shè)施的排斥，使得危險(xiǎn)廢物處置的填埋作業(yè)逐步縮小，目前國內(nèi)除了對(duì)有價(jià)危險(xiǎn)廢物的綜合利用外，廣泛推行無價(jià)危險(xiǎn)廢物的焚燒處置法，主體處置工藝為回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝及水泥窯協(xié)同處置工藝。

危險(xiǎn)廢物焚燒過程中的預(yù)處理程度對(duì)整個(gè)焚燒系統(tǒng)的后續(xù)工況穩(wěn)定性，產(chǎn)能，成本控制、煙氣指標(biāo)等具有重要作用，在可焚燒廢物中，有部分熱值低，組分相對(duì)較單一，來源廣泛的液體廢物，在不經(jīng)過進(jìn)一步減量化處置直接進(jìn)入焚燒系統(tǒng)時(shí)，將對(duì)焚燒系統(tǒng)產(chǎn)能及后續(xù)煙氣排放溫度產(chǎn)生較大影響，且焚燒廢物中含水率較高時(shí)，對(duì)耐火材料的使用壽命會(huì)產(chǎn)生影響，系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本也會(huì)大幅上升，故在這類廢物進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯之前對(duì)其進(jìn)行減量預(yù)處理就顯得尤為重要。

蒸發(fā)是在液體表面發(fā)生的汽化過程，沸騰是在液體內(nèi)部和表面上同時(shí)發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象。溶液的蒸發(fā)（evaporation）通常是指通過加熱使溶液中一部分溶劑汽化，以提高溶液中非揮發(fā)性組分的濃度（濃縮）或使溶質(zhì)從溶液中析出結(jié)晶的過程。一般情況下蒸發(fā)溫度越高、液面暴露面積越大，蒸發(fā)速率越快。工業(yè)化生產(chǎn)中使用的蒸發(fā)工藝一般具有通過蒸發(fā)來濃縮溶質(zhì)的過程，一般稱為蒸發(fā)濃縮工藝，目前化工行業(yè)所用的蒸發(fā)濃縮主要工藝為 MVR 機(jī)械蒸汽再壓縮低溫蒸發(fā)系統(tǒng)和單效蒸發(fā)系統(tǒng)，本文探討的是單效蒸發(fā)系統(tǒng)在危險(xiǎn)廢物焚燒預(yù)處理領(lǐng)域中的應(yīng)用。

2 動(dòng)力優(yōu)勢(shì)

蒸發(fā)濃縮工藝系統(tǒng)的原理是溫度上升引起溶液中一部分溶劑汽化，其工業(yè)動(dòng)力來源處冷卻系統(tǒng)消耗循環(huán)水，設(shè)備動(dòng)力消耗電力能源外，最主要的動(dòng)力來源為熱源，在現(xiàn)有工業(yè)化過程中，一般通過蒸汽加熱，做為焚燒系統(tǒng)預(yù)處理工藝配套的蒸發(fā)系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)在于其熱源的易得性和豐富程度，本文所在公司投建的焚燒系統(tǒng)由于現(xiàn)有場(chǎng)地的局限無法將余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽引用于目前廣泛應(yīng)用的低壓蒸汽發(fā)電技術(shù)而言，而蒸發(fā)系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)計(jì)可以根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)成豎形設(shè)備，再采用鋼平臺(tái)拓展，整體工藝占地面積小，且焚燒系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱蒸汽若不加以利用，采用蒸汽外排，將給現(xiàn)有嚴(yán)峻的環(huán)境形勢(shì)造成更大的負(fù)擔(dān)，使得居民對(duì)環(huán)保設(shè)施的投建選址持有不同態(tài)度。

3 處置路徑優(yōu)勢(shì)

作為焚燒系統(tǒng)預(yù)處理的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)在廢物處置路徑上可以利用焚燒系統(tǒng)原有管路，免去部分管道設(shè)計(jì)，節(jié)約成本：①不必另行設(shè)置專門的廢物卸車和暫存區(qū)域，只需要在廢物接受時(shí)，將可蒸發(fā)的廢液通過管路及泵類設(shè)備輸送至此前根據(jù)工業(yè)樣品的性質(zhì)和組分分析分類出的儲(chǔ)存設(shè)施暫存即可；②除卻主體設(shè)備連接管路外，濃縮液和冷凝液配套管道可以采用焚燒系統(tǒng)配套的廢液輸送管道，大大降低了工程造價(jià)及安裝成本，也減少了后期維護(hù)成本；③蒸發(fā)產(chǎn)生的廢氣也可以利用原焚燒系統(tǒng)的無組織廢氣處置設(shè)施進(jìn)行處置，或直接并入焚燒系統(tǒng)燃燒風(fēng)機(jī)系統(tǒng)通過負(fù)壓引入窯內(nèi)焚燒處置；④蒸發(fā)工藝運(yùn)營(yíng)過程中的水、電設(shè)備設(shè)施的布設(shè)都可以僅在原焚燒系統(tǒng)的設(shè)施上進(jìn)行擴(kuò)展，與新建基礎(chǔ)設(shè)施相比較，仍具有成本節(jié)約空間。

4 就近終端處置優(yōu)勢(shì)

作為焚燒系統(tǒng)預(yù)處理的蒸發(fā)工藝產(chǎn)生的濃縮液一般通過管道輸送至焚燒系統(tǒng)處置，由于蒸發(fā)產(chǎn)生濃縮液相對(duì)原液具有一定的熱值，且按照蒸發(fā)濃縮比5：1來核算，將實(shí)現(xiàn)有效原液減量80%左右，這對(duì)于減輕焚燒系統(tǒng)的處置負(fù)荷有重大貢獻(xiàn)。當(dāng)然，濃縮液焚燒的前提依然是滿足焚燒系統(tǒng)廢物入窯標(biāo)準(zhǔn)的要求。

作為焚燒系統(tǒng)預(yù)處理的蒸發(fā)工藝產(chǎn)生的蒸發(fā)冷凝液可委托就近的廢水處理廠處置，就單效蒸發(fā)而言，低壓蒸氣控制在0.35MPa左右，產(chǎn)生的蒸發(fā)冷凝液COD含量小于5000，一般的物化工藝處理后即可達(dá)標(biāo)排放，相對(duì)焚燒成本而言，廢水物化處理成本仍處于可接受狀態(tài)；運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的廢氣直接引用回轉(zhuǎn)窯焚燒處置，產(chǎn)生的收集池廢水可利用焚燒系統(tǒng)配套的廢水處置工藝，實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放，不存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)束語

目前，我國化工各行業(yè)已經(jīng)應(yīng)用焚燒系統(tǒng)預(yù)處理的蒸發(fā)工藝，然而，危險(xiǎn)廢物焚燒處置系統(tǒng)和蒸發(fā)工藝相結(jié)合的例子很少，根據(jù)現(xiàn)有項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)來看，目前該工藝應(yīng)用危險(xiǎn)廢物處理將大程度上降低我國內(nèi)危險(xiǎn)廢物的焚燒成本，優(yōu)化焚燒爐入窯廢物固液比例，有效地在不更改焚燒系統(tǒng)主題設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展充能，使環(huán)保企業(yè)在環(huán)保指標(biāo)和利潤(rùn)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)平衡，也使得環(huán)保企業(yè)有更大信息和精力去做技術(shù)探索，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國危險(xiǎn)廢物行業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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延伸閱讀：

固廢綜合利用中危險(xiǎn)廢物處理現(xiàn)狀分析及對(duì)策

原標(biāo)題:蒸發(fā)濃縮工藝在危險(xiǎn)廢物焚燒預(yù)處理過程的應(yīng)用