浸没式燃烧技术及应用介绍.docxVIP

浸没式燃烧蒸发技术 ——膜浓缩液处理 浸没燃烧技术原理 垃圾渗滤液的膜浓缩液中含有大量的无机物，钙镁离子浓度高，含腐植酸、挥发性有机物。回灌填埋场/调节池会导致盐分累积、处理系统失效；回喷焚烧炉则影响焚烧温度，并使炉体腐蚀；采用高级氧化技术处理，运行稳定性差，引入新的盐分；传统的间接传热式蒸发则会结垢严重，清洗频繁。 浸没燃烧法（SCE）又称液中燃烧法，是一种新型的高浓度高盐废水处理技术。浸没燃烧蒸发器是一种传热介质与被处理的溶液直接接触进行传热的一种直接接触型蒸发器。将燃料与空气送入紧靠液面或浸没在液面之下的燃烧室进行完全燃烧,然后将高温烟气直接喷入液体之中以加热液体。如图1所示：高温烟气进入液体后以大量小气泡形式上升 , 传热过程是直接接触传热 。由于高温烟气从液体中鼓泡排出，气液两相进行直接接触传热，且气液混合与搅动十分强烈，大大增加了气液间的传热面积，强化了传热过程，烟气的热量最大限度地传给了被加热液体，排烟温度低，传热效率远高于间壁式换热器，通常可高达95%以上。 图1 浸没燃烧原理图 浸没燃烧的加热与蒸发过程中既有传热又有传质，其传热过程属接触传热。传质过程是指水蒸气通过气泡表面的扩散过程。传热过程是烟气将热量传给液体的过程，它经过两种途径：一是高温烟气通过浸没管壁与管外气液两相流体间的间接传热，另一途径是气液间的直接接触传热（包括对流和辐射）。传热与传质过程是同时进行的。液体的加热经历了3个阶段：①液体升温阶段，此阶段烟气温度大于液体温度，热量由烟气向液体传递；②液体升温蒸发阶段，高温烟气不断地将热量传给液体，液体继续升温。液体既升温，又同时蒸发；③液体恒温蒸发阶段。在液体恒温蒸发阶段，高温烟气传给液体的热量全部转变为液体蒸发时的汽化潜热，液体温度不再升高。这时液体的温度就是液体蒸发时的沸点。 典型的蒸发器结构如图2所示，可分为燃烧室、蒸发区、蒸气收集区和浓缩区等部分。填埋气体燃烧生成的燃气可从下而上吹过渗滤液，在将热量传递给渗滤液的同时把蒸发的蒸气一同带出系统。排出的蒸气通常包括未燃尽的填埋气体、水蒸气、挥发性有机物、燃烧产物(CO2 等)及夹带的少量难挥发物质。由于CO2、O2和N2等与水蒸气一起组成系统尾气，其中水蒸气分压0. 101 MPa，与其直接接触的液相水的蒸汽压也小于0.101 M Pa，所以对应的液相温度 100 ℃。 SCE在常压下实现了减压蒸发的效果。为了使尾气或者冷凝液达标排放，渗滤液的蒸发工艺都配备了尾气 (冷凝液 )处理系统。 图2 蒸发器结构图 2、主流工艺 由于垃圾渗滤液浓缩液中含有大量的有机物，采用浸没燃烧技术处理后，蒸发气中含有很多挥发性有机物，加大了处理难度。因此，清华大学岳东北教授针对此点，开发出了二段 SCE 技术，如图3所示，由两级有机耦合的SCE 装置组成， 第一级蒸发器可从渗滤液中蒸发尽可能多的挥发性有机物，并送至第二级蒸发器的燃烧室焚烧净化；第二级蒸发器以从渗滤液中蒸发水分、浓缩渗滤液为目的，并为一级蒸汽提供焚烧净化的热量和场所。经过两级蒸发器的协同蒸发作用，使得渗滤液最终形成可达标排放的冷凝液、洁净尾气和少量浓缩液。该套设备已在北京市某垃圾填埋场投入使用，实际运行稳定， 渗滤液COD由4000～6000 mg/L降至30～60mg/L。与单段SCE技术相比，二段SCE工艺中只有一部分蒸发的渗滤液需要焚烧，最终排放的尾气温度100℃。 图3 二段浸没燃烧技术 图4 二段浸没燃烧技术案例图 3、DTRO膜浓缩液处理工艺流程： DTRO +SCE+尾端处理系统流程如下图5： 图5 DTRO+SCE工艺流程图 运行过程：渗滤液经DTRO膜处理后，清水达标排放，浓缩液进入SCE蒸发系统进行燃烧蒸发，产生的不饱和蒸汽经分离、换热、冷凝后，冷凝水回流至DTRO系统继续处理。不凝气体(SO2、NOx)通过酸洗、碱洗处理后通过尾气管道达标排放。蒸发产生的浓缩液经沉淀后，上清液回流至SCE蒸发系统处理，产生的沉淀物（盐泥）从底部除去，在外部进行脱水、稳定固化后填埋或焚烧。 4、SCE浸没燃烧工艺基本情况 运行情况：无需预处理系统，可直接用于膜处理浓缩液的处理。 进入膜浓液水质：适合高浓度挥发性有机物的水质，进入系统前pH需调为6.5以下，其他进水参考如下表： 项目 数值 pH 5~7 COD/(mg/L) 10000~35000 BOD/(mg/L) 40 NH3-N/(mg/L) 15 电导率/(ms/cm) 30~40 TDS/(mg/L) 30000~50000 出水水质：一般可达《生