CN100414172C - 一种高浓度有机废液的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高浓度有机废液的能量自平衡浓缩废液焚烧技术，提出一种高浓度有机废液的处理方法，包括如下过程：A.将高浓度有机废液送入增浓塔中的喷淋喷雾器和塔壁液膜形成器，使有机废液从上而下通过增浓塔后浓缩成为浓缩液；B.将获得的浓缩液喷入焚烧炉燃烧，并将所产生的热烟气送入A过程所述的增浓塔中；C.将排出的热烟气通过净化和热回收装置回收热，尾气由引风机引出至烟囱排入大气中。本发明的实质性特点和显著进步在于：1、利用高温浓缩技术，使高浓度有机废液能量自给平衡，实现了高浓度有机废液零排放，有效的解决了高浓度有机废液污染环境的难题；2、工艺设计简单，设备投资少，设备操作方便，占地面积少；3、本发明集除尘、喷淋、喷雾和液膜等多种蒸发浓缩形式为一体，设备构造简单，设备维修方便，检修费用低。

Description

一种高浓度有机废液的处理方法

技术领域

本发明涉及一种有机废液处理方法，尤其是高浓度有机废液的能量自平衡浓缩和全浓缩废液焚烧技术。

背景技术

目前，高浓度有机废液主要有酒精废液、生物制药废液、味精废液等。蒸馏酒精后的废液为一种颜色深、污染物浓度高的生物难降解的高浓度有机废液，COD8-12万毫克/L，BOD4-6万毫克/L。等电离交提取谷氨酸后的废液也是一种高浓度有机废液，COD6-10万毫克/L，BOD3-5万毫克/L。这类高浓度有机废液都具有COD和BOD高、色泽深、处理难度大等特点。目前高浓度有机废液的处理方法有生物氧化塘法、厌氧消化法、制单细胞蛋白饲料、间接五效蒸发浓缩燃烧法或制复合肥等。生物氧化塘法治理工程占地面积大，处理时间长，处理过程中还会产生大量的恶臭气体造成二次环境污染影响周边环境；厌氧消化法一次性投资大，运行费用高，处理后的废液还需要进一步处理后才能达到排放标准；制单细胞蛋白饲料也只能去除部分污染物，还要结合其它方法进行废液处理；五效蒸发浓缩燃烧法是利用高浓度有机废液的浓缩液浓度大于50％能燃烧的特性，但因设备投资大、设备易结垢、燃烧炉内存在结块和结焦、燃烧不充分等难题，设备不能正常运行，运行周期短，热量利用率不高等问题。近几年有人提出热烟气直接式单效或多效蒸发浓缩焚烧技术，此技术虽然能解决浓缩设备结垢的问题，但废液经过单效或多效蒸发浓缩后的难以达到废液燃烧的要求，即浓缩液中有机污染物的浓度达不到50％的要求，普遍只能达到40％左右，同时也存在热能利用率不高，要使设备能够正常运行，还需要在浓缩废液燃烧的过程中不断得补充燃料才能达到能量的平衡，因此运行成本也偏高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种处理高浓度有机废液的新方法，其具有效果好、设备投资少、运行费用低、热量利用率高、不需外加辅助燃料就能达到能量自平衡等特点。

本发明是这样实现的：

一种高浓度有机废液的处理方法，主要设备有喷淋喷雾增浓塔及其喷淋喷雾器、焚烧炉及燃烧器、烟汽净化和热回收装置、引风机、液压泵及水管、烟管，包括如下过程：

A.将高浓度有机废液通过液压泵和水管送入喷淋喷雾增浓塔中的喷淋喷雾器，使有机废液从上而下通过喷淋喷雾增浓塔后浓缩成为浓缩液；

B.将A过程获得的浓缩液用液压泵和水管送至燃烧器并喷入焚烧炉燃烧，并将所产生的热烟气通过烟管送入A过程所述的喷淋喷雾增浓塔中，使有机废液与热烟气充分接触进行传热传质；

C.将从B过程的喷淋喷雾增浓塔中排出的热烟气通过净化和热回收装置回收热，尾气由引风机引出至烟囱排入大气中；

烟汽经过：焚烧炉→喷淋喷雾增浓塔→净化和热回收装置→烟囱；

其特征在于：所述的喷淋喷雾增浓塔中还设有塔壁液膜形成器，在过程A同时将有机废液通过液压泵和水管送入塔壁液膜形成器，使喷淋喷雾增浓塔的内壁在工作期间保持有一定厚度的有机液膜。

作为优化，A过程增加预处理过程，该过程由增加的预处理填料塔来实现，其中A过程和C过程作如下改变：

A.先将高浓度有机废液通过液压泵和水管送入一个或一组预处理填料塔，使有机废液从上而下通过该预处理填料塔后浓缩成为初浓缩液，后再将初浓缩液通过液压泵和水管送入喷淋喷雾增浓塔中的喷淋喷雾器和液膜形成器，使初浓缩液从上而下通过喷淋喷雾增浓塔后浓缩成为浓缩液；

C.将从B过程的喷淋喷雾增浓塔中排出的热烟气通过上述预处理填料塔后再通过净化和热回收装置回收热，尾气由引风机引出至烟囱排入大气中；

烟汽经过：焚烧炉→喷淋喷雾增浓塔→预处理填料塔→净化和热回收装置→烟囱。

作为优化，所述A过程的喷淋喷雾增浓塔由圆柱塔A和圆柱塔B组成，圆柱塔A内设有喷淋喷雾器和塔壁液膜形成器，圆柱塔B内设有喷淋喷雾器或/和塔壁液膜形成器，将有机废液或初浓缩液送入圆柱塔A的高压喷淋喷雾器和塔壁液膜形成器中，将圆柱塔A获得的浓缩液送入圆柱塔B的高压喷淋喷雾器或/和液膜形成器中。

烟汽经过：焚烧炉→喷淋喷雾增浓塔A→喷淋喷雾增浓塔B→净化和热回收装置→烟囱，或

烟汽经过：焚烧炉→喷淋喷雾增浓塔A→喷淋喷雾增浓塔B→预处理填料塔→净化和热回收装置→烟囱。

所述C过程的热回收装置为填料塔，该填料塔采用水热交换法来净化烟气和回收烟气的热，使热水在填料塔内循环或将热水引到一热交换器进行热利用。

作为进一步优化，C过程中增设气液分离装置，通过净化和热回收装置后的烟气再通过气液分离装置，尾气由引风机引出至烟囱排入大气中，分离出来的清水直接排放，所述的气液分离装置为填料塔。

与现有技术相比，本发明具有如下的实质性特点和显著的进步：

1、本发明利用高温浓缩技术，使高浓度有机废液能量自给平衡，热利用效率高，实现了高浓度有机废液零排放，有效的解决了高浓度有机废液污染环境的难题。

2、本发明工艺设计简单，设备投资少，设备操作方便，占地面积少，运行时不需外加任何辅助燃料和蒸汽等能源，运行费用低。

3、本发明的喷淋喷雾液增浓塔集除尘、喷淋、喷雾和液膜等多种蒸发浓缩形式为一体，设备构造简单，设备维修方便，检修费用低。

4、本发明不需蒸发罐对高浓度有机废液进行蒸发浓缩，解决了传统浓缩工艺中设备结垢，设备腐蚀严重，焚烧炉结块和结焦，燃烧不完全，热量利用率低的难题。

5、本方法可以连续化操作，运行稳定可靠，可以处理各种高浓度有机废液，具有广泛的适应性。

下面为用处理糖蜜酒精废液的具体实施例对本发明作进一步的说明：

附图说明

图1是本发明之工艺流程一示意图；

图2是本发明之工艺流程二示意图；

图3是本发明之工艺流程三示意图；

图4是本发明之工艺流程四示意图；

图5是本发明之工艺流程五示意图；

图6是本发明之工艺流程六示意图。

具体实施方式

实施例1

参考图1，本发明提出的一种高浓度有机废液的处理方法，主要设备有喷淋喷雾增浓塔1及其喷淋喷雾器12、焚烧炉13及燃烧器17、烟汽净化和热回收装置4、引风机16、液压泵及水管、烟管，喷淋喷雾增浓塔中还设有塔壁液膜形成器14，包括如下过程：

A.先将高浓度有机废液(稀废液)贮存于贮箱7，然后通过液压泵和水管将稀液从贮箱7送入喷淋喷雾增浓塔1中的喷淋喷雾器12，使有机废液从上而下通过喷淋喷雾增浓塔1后浓缩成为浓缩液，同时将稀液通过液压泵和水管送入塔壁液膜形成器14，使喷淋喷雾增浓塔1的内壁在工作期间保持有一定厚度的有机液膜，达到可燃浓度的浓缩液从塔底排出贮存于贮箱8备用，浓度较低的浓缩液贮存于贮箱7再循环浓缩。

B.将A过程获得的贮存于贮箱8的浓缩液用液压泵和水管送至燃烧器17并喷入焚烧炉13内燃烧，将所产生的热烟气通过烟管送入A过程所述的喷淋喷雾增浓塔1中，使有机废液与热烟气在增浓塔内充分接触进行传热传质。

C.将从B过程的喷淋喷雾增浓塔1中排出的热烟气通过净化和热回收装置4回收热，尾气由引风机16引出至烟囱6排入大气中；该净化和热回收装置4为一填料塔，用贮水箱11中的清水作循环热交换剂。

烟汽经过：焚烧炉13→喷淋喷雾增浓塔1→净化和热回收装置4→烟囱6；

实施例2

参考图2，作为实施例1的改进，一种高浓度有机废液的处理方法，在A过程增加预处理过程，该过程由增加的预处理填料塔3是实现，其中A过程和C过程作如下改变：

A.先将高浓度有机废液(稀废液)贮存于贮箱10，然后再通过液压泵和水管将贮箱10的稀废液送入预处理填料塔3，使稀废液从上而下通过该预处理填料塔3后浓缩成为初浓缩液并贮存于贮箱10，后再从贮箱10的将初浓缩液通过液压泵和水管送入贮箱7，然后通过液压泵和水管将初浓缩液从贮箱7送入喷淋喷雾增浓塔1中的喷淋喷雾器12，使有机废液从上而下通过喷淋喷雾增浓塔1后浓缩成为浓缩液，同时将初浓缩液通过液压泵和水管送入塔壁液膜形成器14，使喷淋喷雾增浓塔1的内壁在工作期间保持有一定厚度的有机液膜，达到可燃浓度的浓缩液从塔底排出贮存于贮箱8备用，浓度较低的浓缩液贮存于贮箱7再循环浓缩。

C.将从B过程的喷淋喷雾增浓塔1中排出的热烟气通过预处理填料塔3后再通过净化和热回收装置4回收热，尾气由引风机16引出至烟囱6排入大气中；

烟汽经过：焚烧炉13→喷淋喷雾增浓塔1→预处理填料塔3→净化和热回收装置4→烟囱。

实施例3

参考图3，作为实施例1或实施2的改进，C过程后增设气液分离装置5，通过净化和热回收装置4后的烟气再通过气液分离装置5，尾气由引风机16引出至烟囱6排入大气中，分离出来的清水直接排放，所述的气液分离装置5为填料塔。

烟汽经过：焚烧炉13→喷淋喷雾增浓塔1→预处理填料塔3→净化和热回收装置4→气液分离装置5→烟囱。

实施例4

参考图4，作为上述实施例的改进，A过程的喷淋喷雾增浓塔由圆柱塔A(1)和圆柱塔B(2)组成，圆柱塔A(1)内设有喷淋喷雾器12和塔壁液膜形成器14，圆柱塔B(2)内设有喷淋喷雾器15和塔壁液膜形成器14，直接将稀废液或经预处理填料塔3处理的初浓缩液从贮箱10送入贮箱7，再从贮箱7将稀废液或初浓缩液送到圆柱塔A(1)的喷淋喷雾器12和塔壁液膜形成器14中，将圆柱塔A(1)获得的浓缩液送入贮箱9备用或送回贮箱7再循环，将贮箱9的浓缩液高压送到圆柱塔B(2)的喷淋喷雾器15和液膜形成器14中，将圆柱塔B(2)获得的浓缩液送入贮箱8备用或送回贮箱9再循环；

烟汽经过：

焚烧炉13→喷淋喷雾增浓塔A(1)→喷淋喷雾增浓塔B(2)→(预处理填料塔3)→净化和热回收装置4→(气液分离装置5)→烟囱6。

所述C过程的热回收装置4为填料塔，该填料塔采用水热交换法来净化烟气和回收烟气的热，热水贮存于贮箱11作为填料塔4内循环用水或将热水引到热交换器进行热利用(例如加热进入焚烧炉的空气)。

实施例5

参考图5，作为实施例4的改进，增浓塔1和增浓塔2的进气口分别设于塔的上部，排气口分别设于塔的下部，使增浓塔1和增浓塔2内的烟气与有机液流动方向一致，这样的设置对防止塔内浓液焦化有一定作用。

实施例6

参考图6，作为实施例4的改进，增浓塔2与增浓塔1采用拱形管18连接，使增浓塔2内的烟气与有机液流动方向一致。

本实施例提供一个浓度为16BX的稀糖蜜酒精废液的处理过程，本实例的主要设备有：

预处理填料塔3、增浓塔1、增浓塔2、焚烧炉13、烟气净化与热回收用填料塔4、气液分离用填料塔5、烟囱6及贮箱若干、液压泵若干、连接管道、引风机等。

首先通过改变生产工艺或者再沸器加热或者真空闪蒸技术等方法将稀糖蜜酒精废液预处理成为浓度为16BX的初浓缩液，本实施例还采用一预处理填料塔3来进一步处理初浓缩液，稀糖蜜酒精废液16BX进入贮箱10，经循环泵泵入填料塔3顶部经液体分布器分布与热烟气接触排出的废液达到20BX，20BX的废液泵入贮箱7；然后：

A1.用循环泵将贮箱7的初浓缩液泵入到增浓塔1顶部的环型液膜形成器14，使其沿内壁流下形成液膜，同时将贮箱7的初浓缩液泵入增浓塔1顶部的喷雾喷淋装置12，经该增浓塔1浓缩的浓缩液送入贮箱9为增浓塔2备用或送入贮箱7再循环浓缩；

A2.用循环泵将贮箱9的浓缩液泵入到增浓塔2顶部的环型液膜形成器14，使其沿内壁流下形成液膜，同时将贮箱9的浓缩液泵入增浓塔2顶部的喷雾喷淋装置15；经该增浓塔2浓缩的浓缩液送入贮箱8备用或送入贮箱9再循环浓缩。

B.将A过程得到贮存于贮箱8中的高浓缩液用高压泵直接喷入焚烧炉13燃烧，炉温可以达到800℃以上，燃烧所产生的高温烟气供给增浓塔1和增浓塔2作为热能对有机液进行加热浓缩；

从增浓塔2排出的热烟气再经过预处理填料塔3，作为热能对初浓缩液进行加热浓缩。

将由焚烧炉13燃烧产生的热烟气从增浓塔1和与增浓塔1拱形连接的增浓塔2中通过，使初浓缩液与热烟气充分接触进行传热传质，经增浓塔1获得的中浓缩液浓度达到35BX送入贮箱9中贮存，经增浓塔2获得的高浓缩液浓度达到60BX送入贮箱8中贮存。

C.为了回收热烟气中的余热，本实例设有热回收填料塔4，由预处理填料塔3排出来的热烟气经引风机16引入填料塔4底部，贮箱11中的水经循环泵泵入填料塔4的顶部，水和烟气在填料塔4内进入的热交换，换热后的热水温度可以达到90℃，热水被泵入空气加热器加热燃烧用空气或作它用。

最后，回收余热后的烟气进入填料塔5进行汽水分离，分离出的清水直接排放或作为工艺用水加以利用，汽水分离后的烟气经烟囱6排入大气。

本实施例在整个过程中不用外加燃料，能量能够自给平衡，焚烧产生的灰渣含硫酸钾高达60％，可以作为富钾肥加以利用，整个过程没有产生任何二次污染，实现了零排放的目标。

本发明的工艺条件：高浓度有机废液的浓度5-30％，从第1个增浓塔浓缩引出的浓缩废液浓度应大于35％，第2个增浓塔底部引出的浓缩浓度大于55％，焚烧炉温度700-1300℃，进入第1个增浓塔的高温烟气温度700-1000℃，第2个增浓塔排出的热烟气温度为110℃以下，进入空气加热器的热水温度大于90℃，烟气温度小于90℃。

Claims (10)

1. 一种高浓度有机废液的处理方法，主要设备有喷淋喷雾增浓塔及其喷淋喷雾器、焚烧炉及燃烧器、烟汽净化和热回收装置、引风机、液压泵及水管、烟管，包括如下过程：

A.将高浓度有机废液通过液压泵和水管送入喷淋喷雾增浓塔中的喷淋喷雾器，使有机废液从上而下通过喷淋喷雾增浓塔后浓缩成为浓缩液；

B.将A过程获得的浓缩液用液压泵和水管送至燃烧器并喷入焚烧炉燃烧，并将所产生的热烟气通过烟管送入A过程所述的喷淋喷雾增浓塔中，使有机废液与热烟气充分接触进行传热传质；

C.将从B过程的喷淋喷雾增浓塔中排出的热烟气通过净化和热回收装置回收热，尾气由引风机引出至烟囱排入大气中；

烟汽经过：焚烧炉→喷淋喷雾增浓塔→净化和热回收装置→烟囱；

其特征在于：所述的喷淋喷雾增浓塔中还设有塔壁液膜形成器，在过程A同时将有机废液通过液压泵和水管送入塔壁液膜形成器，使喷淋喷雾增浓塔的内壁在工作期间保持有一定厚度的有机液膜。

2. 如权利要求1所述的高浓度有机废液的处理方法，其特征在于A过程增加预处理过程，该过程由增加的预处理填料塔来实现，其中A过程和C过程作如下改变：

A.先将高浓度有机废液通过液压泵和水管送入预处理填料塔，使有机废液从上而下通过该预处理填料塔后浓缩成为初浓缩液，后再将初浓缩液通过液压泵和水管送入喷淋喷雾增浓塔中的喷淋喷雾器和液膜形成器，使初浓缩液从上而下通过喷淋喷雾增浓塔后浓缩成为浓缩液；

C.将从B过程的喷淋喷雾增浓塔中排出的热烟气通过预处理填料塔后再通过净化和热回收装置回收热，尾气由引风机引出至烟囱排入大气中；

烟汽经过：焚烧炉→喷淋喷雾增浓塔→预处理填料塔→净化和热回收装置→烟囱。

3. 如权利要求1所述的高浓度有机废液的处理方法，其特征在于：所述A过程的喷淋喷雾增浓塔由圆柱塔A和圆柱塔B组成，圆柱塔A内设有喷淋喷雾器和塔壁液膜形成器，圆柱塔B内设有喷淋喷雾器或/和塔壁液膜形成器，将有机废液送入圆柱塔A的高压喷淋喷雾器和塔壁液膜形成器中，将圆柱塔A获得的浓缩液送入圆柱塔B的高压喷淋喷雾器和液膜形成器中，

烟汽经过：焚烧炉→喷淋喷雾增浓塔A→喷淋喷雾增浓塔B→净化和热回收装置→烟囱。

4. 如权利要求2所述的高浓度有机废液的处理方法，其特征在于：所述A过程的喷淋喷雾增浓塔由圆柱塔A和圆柱塔B组成，圆柱塔A内设有喷淋喷雾器和塔壁液膜形成器，圆柱塔B内设有喷淋喷雾器和塔壁液膜形成器，将经预处理填料塔处理的初浓缩液送入圆柱塔A的喷淋喷雾器和塔壁液膜形成器中，将圆柱塔A获得的浓缩液送入圆柱塔B的喷淋喷雾器和液膜形成器中，

烟汽经过：焚烧炉→喷淋喷雾增浓塔A→喷淋喷雾增浓塔B→预处理填料塔→净化和热回收装置→烟囱。

5. 如权利要求1至4所述的任一种高浓度有机废液的处理方法，其特征在于：所述C过程的热回收装置为填料塔，该填料塔采用水热交换法来净化烟气和回收烟气的热，使热水在填料塔内循环或将热水引到热交换器进行热利用。

6. 如权利要求1至4所述的任一种高浓度有机废液的处理方法，其特征在于：在C过程后增设气液分离装置，通过净化和热回收装置后的烟气再通过气液分离装置，尾气由引风机引出至烟囱排入大气中，分离出来的清水直接排放。

7. 如权利要求6所述的高浓度有机废液的处理方法，其特征在于：所述的气液分离装置为填料塔。

8. 如权利要求3或4所述的高浓度有机废液的处理方法，其特征在于：圆柱塔A的烟汽入口和圆柱塔B的烟汽出口分别位于下端部附近，圆柱塔A和圆柱塔B通过设于顶部的拱形管连通。

9. 如权利要求1或2所述的高浓度有机废液的处理方法，其特征在于：喷淋喷雾增浓塔内底部附近设有稀液接收槽，用于接收由塔壁流下的浓缩液。

10. 如权利要求3或4所述的高浓度有机废液的处理方法，其特征在于：圆柱塔A和圆柱塔B内底部附近分别设有稀液接收槽，用于接收由塔壁流下的浓缩液。

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