液體噴射焚燒，是用泵將廢棄液體輸送到焚燒爐中，從而進行快速汽化燃燒。對於液體危險廢物焚燒後的煙氣，一般需要進行二次焚燒，即通過採用外加輔助材料，在設定的溫度和氣氛條件下，進行強制性焚燒，目的是確保徹底焚毀殘餘的污染物。
基本介紹
- 中文名：液體噴射焚燒
- 外文名：Liquid jet incineration
- 設備：液體噴射焚燒
- 焚燒爐類型：臥式和立式
- 流程：試燒、廢液處理、焚燒等
- 存在問題：二次廢物、結焦等
流程,噴射型焚燒爐,結構,焚燒原理,特點,存在問題,廢液的預處理,焚燒溫度的選擇,二次污染物的排放,結焦,進展,
流程
按RCRA及美國國家環保局的規定，所有送焚燒廠的廢液都必須經過試燒、檢測和登記，對廢液的包裝、運輸、貯存都必須有統一標記、標籤和登記卡片，要有專用車輛和指定的運輸路線，其管理和焚燒流程見圖。從圖中可以看出，廢液的焚燒涉及到諸多環節，如果處理不好不但費時費力還達不到預期效果，因此，廢液焚燒爐的設計與選擇對於焚燒效果至關重要。
噴射型焚燒爐
液體噴射焚燒爐用於處理可以用泵輸送的液體廢棄物，主要分為臥式和立式。
結構
其結構通常為內襯耐火材料的圓筒（水平或垂直放置），配有一個或多個燃燒器。
焚燒原理
廢液通過噴嘴霧化為細小液滴，在高溫火焰區域內以懸浮態燃燒。可以採用旋流或直流燃燒器，以便廢液霧滴與助燃空氣良好混合，延長停留時間，使廢液在高溫區內充分燃燒。廢液霧滴在燃燒室停留時間一般為0.3～2.0s，最高溫度可達1650℃。良好的霧化是達到有害物質高破壞（燃燒）率的關鍵。常用的霧化技術有低壓空氣、蒸氣和機械霧化。一般高黏度廢液應採用蒸氣霧化噴嘴，低黏度廢液可採用機械霧化或空氣霧化噴嘴。
目前常用的噴嘴有轉杯式機械霧化噴嘴、加壓機械物化片式噴嘴、旋流式廢液噴嘴、碟形旋流式廢液噴嘴、蒸氣霧化噴嘴、空氣霧化噴嘴及組合噴嘴等。
特點
液體噴射型焚燒爐的特點是技術成熟，對廢液預處理要求低，採取措施後，二次公害可有效控制，單位床面積效率不高。目前國外採用較多，國內還沒有形成規模化套用，這種爐體主要用於焚燒液體。
存在問題
國內外學者開展了許多關於廢液預處理、廢液焚燒爐的熱力學計算方法、煙氣中NOx與HCl等污染物的排放與控制、含鹽廢液焚燒過程中結渣問題的控制方法等相關的工作，結果表明，廢液焚燒爐在運行中仍然存在以下幾個關鍵問題亟待解決。
廢液的預處理
有機廢液由於其來源不同，成分也有很大差異，有機廢液在進入焚燒爐前，通常要進行一定的預處理，以達到適合焚燒的要求。這些預處理主要包括：去除廢液中的懸浮物、中和廢液、蒸發濃縮低濃度廢液。這主要是由於廢液通常採用霧化焚燒，當廢液中含有懸浮物時，會造成噴嘴的堵塞，降低噴嘴的霧化效果，影響焚燒爐的正常運行，故廢液焚燒前，應過濾去除廢液中的懸浮物；
工業廢液的酸鹼性常常不一樣，酸性有機廢液噴入爐內，會對爐體造成腐蝕，而鹼性有機廢液噴入爐後，會造成爐膛的結焦結渣。因此入爐前，有機廢液要進行中和處理；對於水分含量高的有機廢液，直接送入爐膛焚燒會降低廢液的焚燒效率、增加輔助燃料的供給量、提高焚燒爐的運行成本，焚燒前應蒸發濃縮低濃度有機廢液。因此，廢液預處理是影響焚燒爐壽命及運行成本的關鍵因素。
焚燒溫度的選擇
溫度是廢液焚燒最重要的參數之一。在最佳的焚燒溫度下，廢液焚燒比較完全，焚燒爐運行比較穩定，二次污染物的排放能夠滿足國家排放標準。總的來說，焚燒溫度選擇的標準為：
1）在該溫度下，焚燒對於有害物質的去除程度最高。從理論上說，焚燒溫度越高，對於有害物質的去除越徹底。但並不是溫度越高越好，提高焚燒溫度將導致煙氣粉塵中的重金屬含量大大增加。研究表明，採用流化床焚燒爐處理高濃度有機廢液時，控制焚燒溫度在800℃～900℃時較理想，該溫度下廢液的破壞率達99.9%以上且熱力型氮生成量少。
2）在該焚燒溫度下，焚燒產生的二次污染物，如NOx、SO2、HCl以及二英排放量應越小越好。對於酸性氧化物，如SOx、NOx以及二英，焚燒溫度越高越好；對於HCl，焚燒溫度越低越好。考慮到添加石灰石能夠比較容易地除去HCl，而其它有害物特別是二英難以處理，因此要保證二英需控制焚燒溫度在800℃左右。可見，選擇800℃～900℃的焚燒溫度比較合理。
二次污染物的排放
有害物質的排放是檢驗廢液焚燒特性的另一重要指標。為了儘量減少燃燒生成的污染物，焚燒爐的空氣過量係數一般都取的相對較大，但空氣過量係數過大時，焚燒過程中會形成比較多的熱力氮，使焚燒爐排放的NOx比其他鍋爐要高很多。因此，在廢液焚燒過程中應控制好空氣過量係數。
結焦
焚燒爐的結焦結渣是普遍存在的現象。在爐膛火焰中心處，其溫度較高，燃料中的灰分大多呈熔化狀態，而爐管壁附近的煙溫則較低，若煙氣中的灰粒在接觸壁面時呈熔化狀態或粘性狀態，則會粘附在爐管壁上形成結焦結渣。在高的床溫下，富集在床層區域的鹽類在床層會形成大量的焦塊，導致床層的流化失敗，燃燒品質下降，也會嚴重影響餘熱的回收。導致結焦的主要因素有：
1）廢液中可能含有較多的低熔點無機鹽，這些無機鹽在焚燒過程中形成共晶；
2）床層形成的團狀物質，在焚燒過程中，由於供氧不充分，可能處於還原或半還原氣氛中，使得無機物灰渣的熔點降低，從而在底部灰層中形成結焦結渣。目前抑制結焦結渣的方法主要是使用添加劑，如石灰石、高嶺土和Fe2O3粉末等，通過添加劑與低熔點鹽形成高熔點物質來降低結焦結渣；還可通過蒸髮結晶預處理，降低廢液中的無機鹽含量，從而減少結焦結渣。
進展
液體噴射焚燒處理作為實現廢液減量化無害化和資源化處理的有效方法已經受到越來越多的關注。常見的三種典型焚燒爐各有優缺點，焚燒系統設計應綜合考慮廢液特點、投資力度和環保政策等多種因素並進行技術經濟分析，以便科學選擇和確定焚燒爐類型，在焚燒爐運行過程中需要注意預處理效率、溫度控制、二次污染物控制和結焦控制等問題，同時應注意提高餘熱利用率。
