CN102351260B - 一种高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置及方法，属于节能减排、有利于环保的污水处理技术领域。为了有效地解决石油、化工、核工业以及冶炼等领域的重度污水处理问题，实现高黏高盐高有机废水的综合治理，本发明提供了一种利用高压水中焚烧蒸发浓缩污水的蒸发器，该方法以气体或液体燃料为能源，与空气在燃烧室形成喷射燃烧，火焰通过燃烧仓技术直接喷射到污水中，实现废水的高效换热、蒸发，浓缩液以料浆形式排出，基本实现零排放；高温高压蒸汽及废气可二次利用。该蒸发设备换热效率、热利用率都很高，设备投资少，操作维护方便，整套设备可以实现重度污水的高效处理。

Description

一种高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置及方法

技术领域

本发明是一种基于高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置及方法，属于污水处理技术领域。该装置产生高温高压的蒸汽与废气，可二次利用。

背景技术

高浓度高黏度的有机重度废水的处理一直以来是石油、化工、核工业等领域的一个难题，尤其是随着石油开采外排污水的增多，化工行业浓酸碱液生产量的增加等，重度废水的处理压力越来越大。如果不能及时有效的处理废水将会给工农业生产带来很大障碍，将严重影响人们赖以生存的环境以及健康问题。传统的蒸馏法以及膜法都有其应用的局限性，迫切需要发掘新的处理重度污水的技术，50年代发展起来的浸没燃烧蒸发法处理技术以其传热效率高、无固定传热面、避免结垢腐蚀问题、设备投资少、维护方便、结构紧凑等突出优点，日益受到重视，成为重度废水处理的焦点。以岳东北为代表的对浸没燃烧蒸发处理垃圾填埋场渗滤液进行了设备研究与改进，该装置主要以常温常压系统处理污水，对系统产生的含有废气的二次蒸汽的再利用是一个问题。基于此，本发明的一种高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置及方法，能有效的解决处理高浓度高黏度的有机废水处理问题，实现真正的零排放，达到节能减排、环保的目的。

发明内容

本发明克服了现有污水处理方法的局限性，提供了一种高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置，实现了高浓度有机废水的综合治理。该装置能有效的解决处理高浓度高黏度的有机废水处理问题，实现真正的零排放，达到节能减排、环保的目的。

本发明的技术方案为：

一种基于高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置，包括供燃料和助燃空气在其内燃烧的喷射燃烧部分和处理污水的蒸发室，喷射燃烧部分的燃烧室内部衬有耐火材料，处理污水的蒸发室上侧有高温高压蒸汽及废气排出筒，中部有污水进液管，下部有浓缩液排出管；喷射燃烧部分包括燃料进口管、燃料空气混合室、混合气加速管和燃烧室，燃烧室连接有二次空气管，下部引出燃烧喷管，燃烧喷管上设置有燃烧喷嘴，空气的注入量由空气调节装置完成，燃料的供给由燃料调节装置完成；蒸发室的上部设置有排气筒，排气管道上安装有压力调节阀，蒸发室中部设置有进料调节阀，下设置有浓缩液排出控制阀；喷射燃烧部分中的混合气加速管底部开有孔道，使得混合气以高速喷射到燃烧室内，形成对射气流燃烧，使得燃烧更充分；同时需要补充二次空气时，也可与空气形成交叉对射气流，使空气与燃气混合更均匀，提高燃烧效率。

燃烧器下部接有燃烧喷管，燃烧喷管上设置有多个燃烧喷嘴，燃烧喷管的内径要小于燃烧室的内径，以便使得燃烧产物以及火焰获得较高的流速，一般为燃烧室速度的5-10倍，使得火焰能够有足够动力经喷嘴喷出，同时高速可避免物料堵塞喷头通道；另外，要保证燃烧喷管完全浸没于蒸发室的液体中。

根据装置的生产能力调整燃烧喷管的数量及形状，可使用直管或U型管，以满足工艺需要。

使用上述装置处理污水的方法包括以下步骤：

首先燃料和空气分别由燃料调节装置、空气调节装置来完成量的匹配，在燃料空气混合室内充分混合，混合气加速管内加速，然后混合气从底部孔道喷射出去，在燃烧室内形成混合对射气流燃烧，根据需要可从二次空气管补充二次空气，形成交叉对射混合气流，使燃烧更充分。燃烧延续到燃烧喷管，经过加速升压后，火焰通过燃烧喷嘴直接喷射到污水中，在蒸发室内快速换热、蒸发，二次蒸汽以及废气通过排气筒排出，浓缩液通过装置下部的浓缩液控制阀控制排出，二次蒸汽的压力、温度由压力调节阀来控制。污水经过浓缩以后可以实现零排放，达到根除污水的目的。

本发明所述燃烧管保持高压，一方面使得燃烧经过喷嘴喷出；另一方面防止蒸发室内的水回流到燃烧管内。蒸发室保持高压环境，其压力由安装在排气筒上的压力调节阀完成。

本发明的有益效果是：

1.所述的高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置，其燃烧室与蒸发室紧密结合，节省了空间，高温燃气与液体直接接触，极大地提高了传热效率，实现了重度污水的高效处理。

2.该高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置实现了污水中石油、有机物等的处理，尤其是对挥发性有机物处理。燃烧喷管上设置有很多燃烧喷嘴，能迅速的将燃烧中的高温火焰喷到污水当中，实现大分子有机物在高温下的瞬间氧化，对处理有机物效果显著。

3.该高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置在处理粘度高、含颗粒的液体时，热效率也不会十分降低，所以可以继续提高蒸发浓度，产生50％浓溶液，进一步可以得到结晶固体，实现零排放。

4.该高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置，采用管道喷射燃烧结构，使得混合气形成混合对射气流燃烧，大大加强了燃料与空气的混合，使得燃烧更充分，提高燃烧效率。

5.该高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置可以获得高温高压的二次蒸汽和废气，可以进行二次利用，在某些特殊场合发挥大的作用。

6.该高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置需要的空间小，人力投资少，设备投资以及维护费用少，处理重度污水较为经济。

附图说明

图1为高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置简图。

图2是本发明的燃烧喷管与燃烧室连接结构示意图。

图3是本发明使用的燃烧管U型排列示意图。

图中：1进料控制阀，2空气调节装置，3燃料调节装置，4燃料进口管，5燃料空气混合室，6混合气加速管，7燃烧室，8燃烧喷管，9燃烧喷嘴，10浓缩液控制阀，11蒸发室，12排气筒，13压力调节阀，14二次空气管。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。

图1所示为高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置简图，包括供燃料和助燃空气在其内燃烧的燃烧室，以及处理污水的蒸发室，蒸发室上侧有高温高压蒸汽及废气排出管，中部有污水进液管，下部有浓缩液排出管。燃料和空气分别由燃料调节装置(3)、空气调节装置(2)来完成量的匹配，在燃料空气混合室(5)内充分混合，然后在混合气加速管(6)内加速，在燃烧室(7)燃烧，根据需要可通过二次空气管(14)补充二次空气，燃烧延续到燃烧喷管(8)，经过燃烧喷嘴，火焰直接喷射到污水中，在蒸发室(11)内快速换热、蒸发，二次蒸汽以及废气通过排气筒(12)排出，浓缩液通过装置下部的浓缩液控制阀(10)控制排出，二次蒸汽的压力、温度由压力调节阀(13)来控制。污水经过浓缩以后可以实现零排放，达到根除污水的目的。

本装置是以气体或液体燃料为能源，燃料通过燃烧把流体直接喷射到燃烧中的火焰中，一次燃烧后产生的燃烧仓内蒸汽和残余热烟气被强力溶入废水之中，将污水高效蒸发、浓缩后定期排放与回收，同时高温高压蒸汽废气可二次利用。

Claims (2)

1.一种基于高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置，包括供燃料和助燃空气在其内燃烧的喷射燃烧部分和处理污水的蒸发室，喷射燃烧部分的燃烧室内部衬有耐火材料，处理污水的蒸发室上侧有高温高压蒸汽及废气排出筒，中部有污水进液管，下部有浓缩液排出管；其特征在于：喷射燃烧部分包括燃料进口管（4）、燃料空气混合室（5）、混合气加速管（6）和燃烧室（7），燃烧室（7）连接有二次空气管（14），下部引出燃烧喷管（8），燃烧喷管上设置有燃烧喷嘴（9），空气的注入量由空气调节装置（2）完成，燃料的供给由燃料调节装置（3）完成；蒸发室（11）的上部设置有排气筒（12），排气管道上安装有压力调节阀（13），蒸发室中部设置有进料调节阀（1），下设置有浓缩液排出控制阀（10）；喷射燃烧部分中的混合气加速管（6）底部开有孔道；燃烧器下部接有燃烧喷管，燃烧喷管上设置有燃烧喷嘴，燃烧喷管的内径要小于燃烧室的内径，使得燃烧产物以及火焰流速为燃烧室速度的5-10倍；燃烧喷管完全浸没于蒸发室的液体中；燃烧喷管使用U型管。

2.使用权利要求1所述的一种基于高压水中焚烧蒸发处理重度污水的装置的方法，其特征包括以下步骤：首先燃料和空气分别由燃料调节装置（3）、空气调节装置（2）来完成量的匹配，在燃料空气混合室（5）内充分混合，混合气加速管（6）内加速，然后混合气从底部孔道喷射出去，在燃烧室（7）内形成混合对射气流燃烧，根据需要从二次空气管（14）补充二次空气，形成交叉对射混合气流，使燃烧更充分；燃烧延续到燃烧喷管（8），经过加速升压后，火焰通过燃烧喷嘴直接喷射到污水中，在蒸发室（11）内快速换热、蒸发，二次蒸汽以及废气通过排气筒（12）排出，浓缩液通过装置下部的浓缩液控制阀（10）控制排出，二次蒸汽的压力、温度由压力调节阀（13）来控制；蒸发室（11）保持高压环境，其压力由安装在排气筒上的压力调节阀（13）完成。

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