农药、化工、炼油、造纸、印染等行业生产过程中，通常伴有大量有机废液的产生，这些废液中成分复杂，一般含有大量的碱(氢氧化钠)或碱金属盐(硫酸钠、硝酸钠等)，还存在很多低沸点、不能降解的危险有机物，不经处理排放至自然环境中，必然对环境造成污染，破坏生态环境，因而采用合理、有效的处理技术，减少环境污染，对促进行业可持续发展具有重要意义。

废液处理方法主要采用生物降解、蒸发浓缩、高温焚烧等物理化学方法，其中采用高温焚烧法可将有机物分解成无毒、无害的小分子物质，并充分利用焚烧烟气余热，已然成为行业首选。但是，由于含盐废液焚烧处理过程中，盐在高温下熔融，由此带来了炉衬侵蚀、受热面结盐堵塞等问题，使得含盐废液的焚烧仍是环保焚烧处理难题之一。

一、含盐废液中盐种类及来源

含盐废液中的盐通常是由主工艺根据生产条件引入硫酸、烧碱等反应物，进而生成各类盐，可以是单一盐，如硫酸钠、氯化钠，也可是多种杂盐的混合物，包括钠盐、钾盐，也可以是有机盐的形式存在于废液中，在焚烧高温环境下反应生成碳酸钠。

如苯酚丙酮行业，以异丙苯法为主,丙烯PP与苯在三氯化铝催化剂作用下生成异丙苯，异丙苯经氧化生成过氧化异丙苯，再用硫酸或树脂分解，同时得到苯酚和丙酮，生产过程中，采用苯酚钠或氢氧化钠中和，从而产生硫酸钠。废液中硫酸钠的浓度一般为3%~5%,但为减少焚烧处理量，采用浓缩工艺，控制硫酸钠浓度为18%~20%。

己内酰胺行业，以拉西法的“酮-肟”工艺为主，环已酮与羟胺反应，生成环己酮肟；环己酮肟再在发烟硫酸作用下，发生贝克曼重排反应，生成己内酰胺^[2~3]。液相贝克曼重排产生的废液中存在大量的硫酸氨或硫酸钠盐，盐浓度达到20%,气相贝克曼重排产生的废液中存在氢氧化钠及有机钠盐。

BDO行业，以炔醛法(Reppe法)为主，采用乙炔(电石气)和甲醛为主要原料，在铜催化作用下生成1,4-丁炔二醇，然后再加氢生成BDO(1,4-丁二醇),过程中采用氢氧化钠及甲酸钠组成的缓冲溶液调节甲醛与乙炔反应的PH值，从而产生硫酸钠及甲酸钠盐。几种典型的含盐废液对比见表1。

二、含盐废液焚烧技术关键点

含盐废液作为危险废物的一种，焚烧处理过程中必须满足“焚烧炉高温段温度≥1100℃、烟气停留时间≥2s”的技术要求，但废液中含有的碱金属盐类熔点多处于800~900℃范围内，必然以熔融态形式存在于高温烟气中，进而带来炉衬侵蚀、结盐堵塞等一系列问题，导致系统不能连续稳定运行。

1.结盐堵塞

含盐废液焚烧是利用自身含有的可燃成分或辅助燃料含有的可燃成分进行燃烧化学反应，放出大量的热，维持焚烧区1100℃以上的温度。

烟气含有大量的热量，直接排放或通过急冷方式降温将是能源的极度浪费，生产操作成本高，但余热利用中烟气的降温放热过程也包括熔融钠盐的降温凝固过程，此过程中钠盐具有较强的粘结性，经过换热面时将在管束上凝固结渣，严重时搭桥，堵塞烟气通道，如图1所示，即使扩大管束之间的间距，仍会附着一定厚度的盐渣，增加管壁热阻，降低换热效率，如图2所示。

图 1 盐渣堵塞管束形貌图

图2盐渣附着“拉稀管”形貌图

针对盐渣堵塞的问题，处理方式是采取多种降温方式，将烟气中钠盐温度降低至熔点以下100℃，降低盐渣的粘性，后续再进入对流换热管束，辅以相应的吹灰措施予以清除。降温的方法包括采用冷烟气回流冷却高温烟气、喷水降低高温烟气温度、通过炉内的负压吸入空气降低烟温等，但这些方式不可避免的都将导致排烟量以及无效热损失的增加，对于余热设备而言，意味着热效率降低，由此利用辐射冷却换热的方式得到关注及应用，既可以通过辐射换热面吸收烟气热量，又减少了熔盐与换热面接触的几率。

同时，将烟气中的盐渣尽可能的分离，提前去除一部分盐渣，减少烟气中盐渣的含量，有利于降低换热面结渣的可能性。如在焚烧炉膛底部，合理设计烟气速度，利用盐渣的重力沉降及烟气转向的惯性分离作用，将一部分熔盐分离出烟气，汇集在炉膛底部，再通过合理的控温，保证熔盐的顺利排出，此措施同样可有效减少受热面与粘性盐渣接触的几率，从而避免结渣。

2.耐材侵蚀

含盐废液焚烧炉的炉型多为液体喷射炉，内衬耐火材料的损毁主要由热应力侵蚀以及化学侵蚀引起。

（1）热应力侵蚀：含盐废液采用储罐储存，废液热值及处理量相对比较稳定，但含盐废液焚烧炉通常协同处理工厂废气，当废气热值及废气量出现较大波动时，容易引起局部工况不稳定，易产生热应力损坏耐火砖。

（2）化学侵蚀：含盐废液焚烧炉耐材的化学侵蚀主要集中于熔渣侵蚀，即熔盐在高温环境中与耐火材料相接触，并与之发生复杂的化学反应，进而侵蚀损毁耐火材料。

为减轻熔盐侵蚀，延长耐火材料使用寿命，可以从耐火材料化学组成及结构角度出发，针对熔盐定向开发抗盐侵蚀耐火材料，具有合适的显气孔率、良好的热稳定性、足够的荷重软化温度、良好的抗渣侵蚀性能和化学稳定性。图3是不同耐火材料材质对应的熔盐侵蚀照片，a为莫来石砖，Al₂O₃+SiC≥75%，b为铬刚玉砖，Al₂O₃+Cr₂O₃≥90%，c为尖晶石复合控晶砖。通过主要化学成分的调整以及材料微观结构的变化，提高抗盐侵蚀能力。

图3 不同耐火材料熔盐侵蚀照片

此外，通过降低耐材使用环境的苛刻条件提高使用寿命也是有效延长耐材使用寿命的有效手段。采用敷设耐火材料的水冷壁炉膛，一方面可以通过水冷壁吸收部分热量，减少炉膛空气量，提高整体热效率，另一方面，耐材内部水冷壁的存在，有效降低了耐材温度，同时，熔盐在耐材工作侧结成一定厚度的盐渣，进而阻断熔盐的进一步侵蚀，形成“以渣抗渣”的效果。

3.低氮燃烧

为保证含盐废液在焚烧过程中有机物彻底焚毁，达到“燃烧效率≥99.9%、焚毁去除率≥99.99%、热灼减率＜5%”，焚烧烟气的氧含量需要控制在6~15%。高温、高氧的燃烧环境，必然带来大量NOx的生成，特别是含盐废液自身热值较高的条件下，燃烧区局部温度高，为热力型NOx的生成创造了先决条件。随着环保要求的提高，脱硝系统已是危废焚烧系统的标配，但采用低氮燃烧方式，在燃烧过程中实现工艺降氮有利于降低脱硝系统处理负荷，减小设备投资及操作费用。

废液焚烧的低氮燃烧主要包括空气分级及低氮燃烧器的应用。空气分级燃烧技术是将助燃空气分级送入燃烧区，主燃烧区的助燃空气量控制在理论燃烧空气量的70~80%，形成欠氧环境，随后送入完全燃烧所需及过量空气，保证废液燃烬度。废液焚烧的燃烧器多为组合式燃烧器，涉及废气、废液以及辅助燃料的燃烧，通过特殊设计的燃烧器结构以及通过改变燃烧器的风煤比例，将空气分级、燃料分级和烟气内循环技术用于燃烧器，以尽可能地降低燃烧区氧浓度及火焰温度达到最大限度地抑制NOx生成的目的。

三、含盐废液焚烧工艺路线

含盐废液焚烧需要保证装置连续稳定运行的基础上，提高耐材使用寿命，延长检修维护周期，同时，通过燃烧工艺降低燃烧过程中污染物的生成。主要的工艺路线如图4所示。

图4 含盐废液焚烧主要工艺路线

含盐废液焚烧的工艺路线不仅取决于废液以及协同处理的废气条件，包括废液热值、含盐量、操作负荷范围等，也需要考虑余热利用的需求。

绝热炉膛对废液废气操作负荷的适应性更强，低负荷运行时，绝热炉膛通过配风的调整，依然可以满足“1100℃、2s”的温度及时间要求，在企业对蒸汽产量需求不高时，可采用空气、烟气及喷水降温，减少结盐堵塞，但耐材使用环境苛刻，虽然通过抗盐侵蚀耐材的使用，可以延长检修维护周期，但也提高了设备投资成本。

一体式锅炉在50%以下负荷时，由于水冷壁吸热量无法同比例减小，炉膛温度难以满足焚烧要求，可以采用辅助燃料补燃，但其热效率高，且耐材使用寿命长，得到更多的应用。

注意：

（1）含盐废液中成分复杂，采用高温焚烧法最为彻底，但废液中大量的碱金属盐熔融导致结盐堵塞、耐材侵蚀是含盐废液焚烧的主要技术问题。

（2）在烟气进入对流管束之前，通过空气、烟气、喷水降温或者采用辐射冷却降温是解决含盐废液焚烧烟气余热利用技术问题的关键。

（3）含盐废液焚烧的工艺路线的选择需要结合废液以及协同处理的废气条件、操作负荷范围、余热利用需求以及设备投资成本、检维修周期综合考虑。

（来源：环保小蜜蜂）