烟用废弃醋酸纤维材料在危险废物焚烧配伍中的应用研究

罗朝东，邱金成，和学友，杨 超

(云南大地丰源环保有限公司，云南 昆明 650000)

1 研究背景

烟草行业生产过程中，难免会产生一定量的烟用废弃滤棒和滤嘴。国内产生的烟用废弃滤棒均集中在卷烟企业和滤棒生产企业，相对较为集中，目前的处理方式主要是委托焚烧和填埋[1]。对于废弃滤棒和滤嘴的处置企业来说，烟用废弃滤棒和滤嘴的合理处置与有效应用，具有重要的研究意义。

查阅资料得知，烟用废弃滤棒和滤嘴，主要成分为醋酸纤维材料，醋酸纤维滤嘴吸附力强[2-3]，烟用废弃滤棒中脱酯二醋酸纤维具有一定的吸湿性[4]。因此，应充分考虑最大程度的利用废弃醋酸纤维材料的良好吸湿特性。

在危险废物焚烧配伍中主要使用原辅料材料锯末吸附废液类废物，成本相对较高。结合烟用废弃醋酸纤维材料的吸湿性以及废液类库存量相对较大的实际情况，本文探讨了充分利用烟用废弃醋酸纤维材料进行危险废物焚烧配伍的可行性，达到以废治废、节约生产成本的目的。在实验小试研究中取得一定的效果，经过生产中试验证了可行性，并在实际的生产运行中成功的将烟用废弃醋酸纤维材料用于危险废物的焚烧配伍，具有显著的经济效益。

2 实验部分

实验分为实验小试和中试。

2.1 实验小试

2.1.1 实验材料

实验选用的烟用废弃醋酸纤维材料来自某卷烟厂的废弃滤棒、滤嘴，协同配伍实验的材料有某印刷厂的废有机溶剂、某香料厂的精(蒸)馏残渣、某彩印厂的染料涂料、某水电厂的含油废水，以及某大学的有机实验废液。

2.1.2 小试实验步骤

实验时，先在混料器内加入烟用废弃醋酸纤维材料，混合均匀后，逐渐加入协同配伍实验的废液，边加边搅拌，直到烟用废弃醋酸纤维材料吸附废液达到饱和状态，记录吸附废液的质量。

2.1.3 小试实验结果

分别进行醋酸纤维材料吸附废液的实验，得到烟用废弃醋酸纤维材料对不同废液的吸液质量比例，结果见图1。

从图1看出，烟用废弃醋酸纤维材料对废液类废物均有较好的吸液效果。其中，烟用废弃醋酸纤维材料对废有机溶剂的吸液效果最好，烟用废弃醋酸纤维材料与废有机溶剂的质量比为1∶2.4。因此，通过中试放大实验进一步验证烟用废弃醋酸纤维材料对不同废有机溶剂的吸液性。

图1 烟用废弃醋酸纤维材料对不同废液的吸液质量比例(吸附材料用量为100)

2.2 实验中试

2.2.1 实验材料

实验选用的烟用废弃醋酸纤维材料来自某卷烟厂的废弃滤棒、滤嘴，协同配伍实验的材料来自不同印刷厂的废有机溶剂1#～5#，废有机溶剂的主要成分见表1。

表1 废有机溶剂主要成分一览表

2.2.2 中试实验考验

实验时，先在搅拌机内加入烟用废弃醋酸纤维材料，混合均匀后，逐渐加入不同的废有机溶剂，边加边搅拌，直到烟用废弃醋酸纤维材料吸附废液达到饱和状态，记录吸附废液的质量。

2.2.3 中试实验结果

按2.2.2进行中试实验，得到烟用废弃醋酸纤维材料对不同废有机溶剂的吸液比例，结果见图2。

从图2看出，烟用废弃醋酸纤维材料对各类废有机溶剂均有较好的吸液效果。其中，实验4和5烟用废弃醋酸纤维材料对混合型废有机溶剂的吸液效果更好，烟用废弃醋酸纤维材料与废有机溶剂质量比约为1∶2.4。因此，可进一步在生产实践中验证烟用废弃醋酸纤维材料吸附有机溶剂效果以及实用性。

图2 烟用废弃醋酸纤维材料对不同废有机溶剂的吸液比例(吸附材料用量为100)

3 生产实践部分

3.1 焚烧配伍初步应用

在生产时，按照烟用废弃醋酸纤维材料与废有机溶剂的质量比1∶2.4，先在焚烧配伍料坑内加入 5 t 烟用废弃醋酸纤维材料，混合均匀后，逐渐加入 12 t 某印刷厂的混合型废有机溶剂，使用行车抓斗将其充分拌料、混合均匀。按照危险废物焚烧配伍主要控制指标的要求，对配伍后废物取样、检测，初步焚烧配伍方案及检测结果见表2。达到了焚烧进料要求后，进入公司 30 t/d 高温焚烧生产线进行焚烧处置。

表2 初步焚烧配伍方案及检测结果统计表

3.2 存在问题及优化

3.2.1 存在问题

烟用废弃醋酸纤维材料与有机溶剂按比例进行焚烧配伍及处理处置，配伍后物料热值相对偏高，超过了公司内部焚烧配伍主要控制指标热值上限(17 kJ/g)，增加了公司 30 t/d 焚烧生产线单位时间内的热负荷，导致单位时间内焚烧产能降低。同时该种简单的配伍方式带来进料时容易产生爆燃、回火的风险，存在安全隐患。

3.2.2 优化措施

经过多次生产实践，在焚烧配伍料坑内，使用行车抓斗将废嘴头、滤棒与有机溶剂按比例混合后，将混合物料与其他固体状、膏状危险废物充分搅拌均匀，配伍后物料热值小于 17 kJ/g，符合公司焚烧系统进料热值限值要求。固体状、膏状危险废物发挥骨料的作用，增加配伍物料整体的密度和比重，既能保证废嘴头、滤棒对废有机溶剂的最佳吸附效果，也能降低配伍物料的热值及爆燃回火风险，保障焚烧产能稳定的同时实现危险废物的安全处理处置。优化后的焚烧配伍方案及检测结果见表3。

表3 优化后焚烧配伍方案及检测结果统计表

4 经济效益分析

采用烟用废弃醋酸纤维材料与废有机溶剂按比例进行焚烧配伍的方式，可达到烟用醋酸纤维材料等量代替原辅料锯末的目的，而且原辅料成本降低，处置费收入增加：每天可增加经济收益约0.8万元，每月可增加经济收益约24万元。因此符合国家提倡节能增效的要求，具有显著的经济效益。