繆樹輝 廖鵬 秦家濤(新疆藍山屯河能源有限公司，新疆 奇臺 831800)

0 引言

從化工生產(chǎn)車間產(chǎn)生的焦油廢液以及火炬廢液通過各自工藝管道進入焚燒單元界區(qū)后在有機廢液儲罐中存儲。正常工況運行時需要伴燒一定量的柴油形成穩(wěn)定熱源，在該熱源下有機廢液進入焚燒爐進行高溫燃燒后氧化分解為水、二氧化碳和固體渣等無害物質(zhì)。該裝置處理的廢液主要包括4種來源，有機廢液1為化工生產(chǎn)車間關(guān)鍵反應(yīng)生成的焦油副產(chǎn)物，正常流量為3200kg/h，連續(xù)進行排放，主要組分包含水40%，有機物含量60%；廢液2為化工生產(chǎn)車間排放槽排放液，最大流量為1800kg/h，間歇性排放，主要組分包含水46.8%，有機物含量53.2%；廢液3為化工生產(chǎn)車間第三排放槽排放液，最大流量為1800kg/h，間歇性排放，主要組分包含水9%，有機物含量91%；廢液4為化工生產(chǎn)車間火炬分離液，最大流量為3600kg/h，間歇性排放，主要組分包含水54.5%，有機物含量45.5%。以上四種廢液分別使用單獨的管道輸送系統(tǒng)至有機廢液儲罐進行暫存。

廢液中主要成分為含 C、H、O的有機物，含鹽量相對比較大。廢液為高粘度物料，輸送過程中容易發(fā)生低溫凝結(jié)，有機廢液罐內(nèi)部及管道設(shè)計蒸汽伴熱系統(tǒng)。高溫焚燒產(chǎn)生的煙氣主要是N2、O2、CO2、H2O和NOx[1]，煙氣中含鹽量較高。本焚燒裝置處理的廢液中含有無機鈉鹽。為了保護環(huán)境，對排放的廢液采用焚燒處理的方法進行無害化處理。焚燒爐裝置排放煙氣的溫度應(yīng)滿足規(guī)定的節(jié)能達標要求，排入大氣的煙氣應(yīng)達到GB 18484—2015《危險廢物焚燒污染物控制標準》征求意見稿。

廢液焚燒裝置接收的有機廢液主要為化工生產(chǎn)車間所產(chǎn)生有組織排放及部分零散有機廢液，有機廢液均為高熱值且無法自行燃燒的產(chǎn)物，必須使用廢液噴槍將其霧化后形成霧狀液膜通過天然氣長明燈點燃柴油或其他輔助燃料伴燒進行焚燒處理。根據(jù)物料的特點，有機廢液的燃燒采用風機燃燒的要求進行燃燒，將總助燃風分為一次助燃風、二次助燃風和底部助燃風。

有機廢液、柴油連同助燃風首先進入燃燒器進行燃燒，產(chǎn)生的高溫煙氣至爐體中部隨之引入二次風強烈混合，在爐膛內(nèi)達到完全燃盡，實現(xiàn)安全、可靠、有效的燃燒和氧化廢液中的可燃成分，同時通過控制風量分配。最大限度的減少NOx的生成。

1 有機廢液噴槍霧化形式改變前后的使用情況

1.1 原設(shè)計有機廢液噴槍霧化形式-介質(zhì)霧化

原設(shè)計中焚燒單元有機廢液儲罐中儲存的有機廢液通過有機廢液循環(huán)泵進行自循環(huán)后將廢液混合均勻由廢液增壓泵輸送至燃燒器部位經(jīng)霧化噴槍送至焚燒爐膛燃燒室進行燃燒，但是此霧化噴槍設(shè)計為介質(zhì)(蒸汽)霧化的形式。其原理是霧化噴嘴依靠一定壓力的氣體(蒸汽)形成高速氣流，使蒸汽與有機廢液之間形成很高的相對速度以達到霧化的目的。優(yōu)點是可以在有機廢液壓力較低的情況下獲得良好的霧化效果，并且工作狀況可以在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。但是應(yīng)用在焚燒單元中也存在一定的弊端：

(1)當使用中壓蒸汽作為霧化介質(zhì)對有機廢液噴槍霧化進行處理廢液時每噸有機廢液每小時需消耗50kg/h的中亞蒸汽，導(dǎo)致原有機廢液總含水量提高5%，抑制了焚燒爐燃燒的溫度，不利用焚燒爐的安全穩(wěn)定運行，也不利于有機廢液的完全燃燒；

(2)對焚燒爐整體的運行溫度降低，不能滿足焚燒爐的正常運行，為了提高爐膛溫度達到工藝運行要求，對應(yīng)增加輔助燃燒物質(zhì)柴油伴燒的消耗量，增加了有機廢液的處理成本；

(3)使用蒸汽作為霧化介質(zhì)進行有機廢液霧化處理的過程時，由于霧化的中壓蒸汽50kg/h的水蒸氣進入燃燒器，導(dǎo)致燃燒器內(nèi)部火焰檢測強度不穩(wěn)定，因火焰強度的穩(wěn)定性直接引入焚燒爐的停車連鎖系統(tǒng)，火焰強度的不穩(wěn)定會導(dǎo)致焚燒單元連鎖跳車事件；

(4)使用蒸汽霧化噴槍處理有機廢液的過程中每處理1t有機廢液匹配消耗50kg中壓蒸汽，從而增加了有機廢液的處理成本，不利于裝置經(jīng)濟高效運行。

1.2 更改有機廢液噴槍霧化形式-機械霧化

將原有的介質(zhì)霧化的有機廢液噴槍改為機械霧化有機廢液噴槍，機械霧化主要是靠有機液體在壓差作用下產(chǎn)生的高速射流使自身霧化，因此噴嘴可分為直射式噴嘴和離心式噴嘴。直射式霧化和離心式霧化也可稱為壓力霧化。離心式噴嘴是利用高壓介質(zhì)經(jīng)旋流裝置產(chǎn)生的離心力產(chǎn)生液膜，被空氣破碎而霧化。離心式霧化的效果優(yōu)于直射式霧化，但是它同樣需要較高的壓力，因此應(yīng)用條件有所限制。經(jīng)查閱相關(guān)資料得出有機廢液的輸送泵屬于多級高速泵，其出口壓力可達2.0MPa，而離心式霧化噴嘴的最低壓力要求為0.8MPa，所以有機廢液的輸送壓力能滿足機械式霧化噴槍配有離心式噴嘴的壓力要求，選用機械噴槍進行試驗，經(jīng)過更換有機廢液噴槍后連續(xù)運行試驗發(fā)現(xiàn)利用機械霧化噴槍焚燒有機廢液時焚燒爐爐膛溫度、柴油伴燒量、火焰檢測強度以及布袋壓差等指標均于介質(zhì)(蒸汽)霧化噴槍的運行指標并且創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益。

2 有機廢液噴槍介質(zhì)霧化與機械霧化對焚燒單元運行的影響

焚燒爐運行在同等負荷下不受其他因素的干擾，其有機廢液含水量、進料量以及輔助燃料和公輔系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下改變有機廢液噴槍霧化形式后對爐膛內(nèi)的溫度的影響。

由圖1的對照曲線得出：在有機廢液含水量、進料量以及輔助燃料和公輔系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，有機廢液焚燒前將介質(zhì)(蒸汽)霧化形式改變?yōu)闄C械霧化形式，調(diào)整有機廢液輸送泵出口壓力持續(xù)穩(wěn)定在0.8MPa以上，使得有機廢液在高壓狀態(tài)下進入燃燒器形成穩(wěn)定的液膜遇長明燈及助燃風有效結(jié)合，可以提高焚燒爐爐膛的燃燒效率，使得焚燒爐爐膛內(nèi)溫度同比穩(wěn)定增長，更有利于有機廢液的氧化分解并提高焚燒爐整體的運行效率。

圖1 有廢液噴槍霧化形式改變前后爐膛溫度對照曲線

焚燒爐運行在同等負荷下不受其他因素的干擾，其有機廢液含水量、進料量以及輔助燃料和公輔系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下改變有機廢液噴槍霧化形式后對伴燒物質(zhì)柴油投加量的影響。

由圖2的對照曲線得出：有機廢液含水量不變、進料量不變、爐膛溫度以及其他外在因素均穩(wěn)定的情況下，有機廢液焚燒前將介質(zhì)(蒸汽)霧化形式改變?yōu)闄C械霧化形式可以減少焚燒爐有機廢液焚燒過程中伴燒物質(zhì)柴油使用量的消耗，在伴燒柴油量消耗降低時不會影響焚燒爐的運行狀態(tài)的前提下能有效控制廢液處理過程中的的單位成本，從而降低焚燒爐整體的運行成本，提高裝置運行的經(jīng)濟效益。

焚燒爐運行在同等負荷下不受其他因素的干擾，其有機廢液含水量、進料量以及輔助燃料和公輔系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下改變有機廢液噴槍霧化形式后對燃燒室火焰強度以及穩(wěn)定性的影響。

圖2 有廢液噴槍霧化形式改變前后柴油伴燒量對照曲線

由圖3的對照曲線得出：有機廢液含水量不變、進料量不變、爐膛溫度以及其他外在因素均穩(wěn)定的情況下，有機廢液焚燒前將介質(zhì)(蒸汽)霧化形式改變?yōu)闄C械霧化形式可有效的提高火焰檢測強度的穩(wěn)定性，使得火焰檢測強度更加穩(wěn)定，避免了由于火焰檢測強度不穩(wěn)定導(dǎo)致火焰檢測檢不穩(wěn)定連鎖停機的事件，保障了焚燒爐的安全穩(wěn)定運行。

圖3 有廢液噴槍霧化形式改變前后火焰強度對照曲線

焚燒爐運行在同等負荷下不受其他因素的干擾，其有機廢液含水量、進料量以及輔助燃料和公輔系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下改變有機廢液噴槍霧化形式后焚燒爐運行經(jīng)濟效益的影響。

由現(xiàn)場實際改造數(shù)據(jù)測算將有機廢液噴槍霧化形式由介質(zhì)霧化(蒸汽霧化)改為機械霧化時節(jié)約中壓蒸汽200kg/h,按照中壓蒸汽成本價格核算，每日處理有機廢液節(jié)約中壓蒸汽的成本約為288元，年經(jīng)濟收益約為10萬元左右，為焚燒爐運行過程中降低了處理成本并且創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益。

3 結(jié)語

有機廢液噴槍霧化形式直接影響焚燒爐的安全穩(wěn)定運行周期和有機廢液處理成本，將有機廢液噴槍霧化形式由介質(zhì)(蒸汽)霧化改變?yōu)闄C械霧化進行處理時，能有效提高焚燒爐的穩(wěn)定燃燒狀態(tài)，降低焚燒爐有機廢液的處理成本并創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益。