煙用廢棄醋酸纖維材料在危險(xiǎn)廢物焚燒配伍中的應(yīng)用研究

羅朝東，邱金成，和學(xué)友，楊 超

(云南大地豐源環(huán)保有限公司，云南 昆明 650000)

1 研究背景

煙草行業(yè)生產(chǎn)過程中，難免會(huì)產(chǎn)生一定量的煙用廢棄濾棒和濾嘴。國(guó)內(nèi)產(chǎn)生的煙用廢棄濾棒均集中在卷煙企業(yè)和濾棒生產(chǎn)企業(yè)，相對(duì)較為集中，目前的處理方式主要是委托焚燒和填埋[1]。對(duì)于廢棄濾棒和濾嘴的處置企業(yè)來說，煙用廢棄濾棒和濾嘴的合理處置與有效應(yīng)用，具有重要的研究意義。

查閱資料得知，煙用廢棄濾棒和濾嘴，主要成分為醋酸纖維材料，醋酸纖維濾嘴吸附力強(qiáng)[2-3]，煙用廢棄濾棒中脫酯二醋酸纖維具有一定的吸濕性[4]。因此，應(yīng)充分考慮最大程度的利用廢棄醋酸纖維材料的良好吸濕特性。

在危險(xiǎn)廢物焚燒配伍中主要使用原輔料材料鋸末吸附廢液類廢物，成本相對(duì)較高。結(jié)合煙用廢棄醋酸纖維材料的吸濕性以及廢液類庫存量相對(duì)較大的實(shí)際情況，本文探討了充分利用煙用廢棄醋酸纖維材料進(jìn)行危險(xiǎn)廢物焚燒配伍的可行性，達(dá)到以廢治廢、節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。在實(shí)驗(yàn)小試研究中取得一定的效果，經(jīng)過生產(chǎn)中試驗(yàn)證了可行性，并在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行中成功的將煙用廢棄醋酸纖維材料用于危險(xiǎn)廢物的焚燒配伍，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

2 實(shí)驗(yàn)部分

實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)小試和中試。

2.1 實(shí)驗(yàn)小試

2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)選用的煙用廢棄醋酸纖維材料來自某卷煙廠的廢棄濾棒、濾嘴，協(xié)同配伍實(shí)驗(yàn)的材料有某印刷廠的廢有機(jī)溶劑、某香料廠的精(蒸)餾殘?jiān)⒛巢视S的染料涂料、某水電廠的含油廢水，以及某大學(xué)的有機(jī)實(shí)驗(yàn)廢液。

2.1.2 小試實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在混料器內(nèi)加入煙用廢棄醋酸纖維材料，混合均勻后，逐漸加入?yún)f(xié)同配伍實(shí)驗(yàn)的廢液，邊加邊攪拌，直到煙用廢棄醋酸纖維材料吸附廢液達(dá)到飽和狀態(tài)，記錄吸附廢液的質(zhì)量。

2.1.3 小試實(shí)驗(yàn)結(jié)果

分別進(jìn)行醋酸纖維材料吸附廢液的實(shí)驗(yàn)，得到煙用廢棄醋酸纖維材料對(duì)不同廢液的吸液質(zhì)量比例，結(jié)果見圖1。

從圖1看出，煙用廢棄醋酸纖維材料對(duì)廢液類廢物均有較好的吸液效果。其中，煙用廢棄醋酸纖維材料對(duì)廢有機(jī)溶劑的吸液效果最好，煙用廢棄醋酸纖維材料與廢有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1∶2.4。因此，通過中試放大實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證煙用廢棄醋酸纖維材料對(duì)不同廢有機(jī)溶劑的吸液性。

圖1 煙用廢棄醋酸纖維材料對(duì)不同廢液的吸液質(zhì)量比例(吸附材料用量為100)

2.2 實(shí)驗(yàn)中試

2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)選用的煙用廢棄醋酸纖維材料來自某卷煙廠的廢棄濾棒、濾嘴，協(xié)同配伍實(shí)驗(yàn)的材料來自不同印刷廠的廢有機(jī)溶劑1#～5#，廢有機(jī)溶劑的主要成分見表1。

表1 廢有機(jī)溶劑主要成分一覽表

2.2.2 中試實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在攪拌機(jī)內(nèi)加入煙用廢棄醋酸纖維材料，混合均勻后，逐漸加入不同的廢有機(jī)溶劑，邊加邊攪拌，直到煙用廢棄醋酸纖維材料吸附廢液達(dá)到飽和狀態(tài)，記錄吸附廢液的質(zhì)量。

2.2.3 中試實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按2.2.2進(jìn)行中試實(shí)驗(yàn)，得到煙用廢棄醋酸纖維材料對(duì)不同廢有機(jī)溶劑的吸液比例，結(jié)果見圖2。

從圖2看出，煙用廢棄醋酸纖維材料對(duì)各類廢有機(jī)溶劑均有較好的吸液效果。其中，實(shí)驗(yàn)4和5煙用廢棄醋酸纖維材料對(duì)混合型廢有機(jī)溶劑的吸液效果更好，煙用廢棄醋酸纖維材料與廢有機(jī)溶劑質(zhì)量比約為1∶2.4。因此，可進(jìn)一步在生產(chǎn)實(shí)踐中驗(yàn)證煙用廢棄醋酸纖維材料吸附有機(jī)溶劑效果以及實(shí)用性。

圖2 煙用廢棄醋酸纖維材料對(duì)不同廢有機(jī)溶劑的吸液比例(吸附材料用量為100)

3 生產(chǎn)實(shí)踐部分

3.1 焚燒配伍初步應(yīng)用

在生產(chǎn)時(shí)，按照煙用廢棄醋酸纖維材料與廢有機(jī)溶劑的質(zhì)量比1∶2.4，先在焚燒配伍料坑內(nèi)加入 5 t 煙用廢棄醋酸纖維材料，混合均勻后，逐漸加入 12 t 某印刷廠的混合型廢有機(jī)溶劑，使用行車抓斗將其充分拌料、混合均勻。按照危險(xiǎn)廢物焚燒配伍主要控制指標(biāo)的要求，對(duì)配伍后廢物取樣、檢測(cè)，初步焚燒配伍方案及檢測(cè)結(jié)果見表2。達(dá)到了焚燒進(jìn)料要求后，進(jìn)入公司 30 t/d 高溫焚燒生產(chǎn)線進(jìn)行焚燒處置。

表2 初步焚燒配伍方案及檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

3.2 存在問題及優(yōu)化

3.2.1 存在問題

煙用廢棄醋酸纖維材料與有機(jī)溶劑按比例進(jìn)行焚燒配伍及處理處置，配伍后物料熱值相對(duì)偏高，超過了公司內(nèi)部焚燒配伍主要控制指標(biāo)熱值上限(17 kJ/g)，增加了公司 30 t/d 焚燒生產(chǎn)線單位時(shí)間內(nèi)的熱負(fù)荷，導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)焚燒產(chǎn)能降低。同時(shí)該種簡(jiǎn)單的配伍方式帶來進(jìn)料時(shí)容易產(chǎn)生爆燃、回火的風(fēng)險(xiǎn)，存在安全隱患。

3.2.2 優(yōu)化措施

經(jīng)過多次生產(chǎn)實(shí)踐，在焚燒配伍料坑內(nèi)，使用行車抓斗將廢嘴頭、濾棒與有機(jī)溶劑按比例混合后，將混合物料與其他固體狀、膏狀危險(xiǎn)廢物充分?jǐn)嚢杈鶆?，配伍后物料熱值小?17 kJ/g，符合公司焚燒系統(tǒng)進(jìn)料熱值限值要求。固體狀、膏狀危險(xiǎn)廢物發(fā)揮骨料的作用，增加配伍物料整體的密度和比重，既能保證廢嘴頭、濾棒對(duì)廢有機(jī)溶劑的最佳吸附效果，也能降低配伍物料的熱值及爆燃回火風(fēng)險(xiǎn)，保障焚燒產(chǎn)能穩(wěn)定的同時(shí)實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物的安全處理處置。優(yōu)化后的焚燒配伍方案及檢測(cè)結(jié)果見表3。

表3 優(yōu)化后焚燒配伍方案及檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

采用煙用廢棄醋酸纖維材料與廢有機(jī)溶劑按比例進(jìn)行焚燒配伍的方式，可達(dá)到煙用醋酸纖維材料等量代替原輔料鋸末的目的，而且原輔料成本降低，處置費(fèi)收入增加：每天可增加經(jīng)濟(jì)收益約0.8萬元，每月可增加經(jīng)濟(jì)收益約24萬元。因此符合國(guó)家提倡節(jié)能增效的要求，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。