CN102718422B - 一种化工废液处置系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化工废液处置系统，所述的化工废液处置系统还设有输送过滤系统（7）、调节计量系统（14）和雾化喷入装置（18）；所述的化工废液处置系统通过所述的雾化喷入装置（18）与水泥新型干法窑的预分解窑系统连接。采用上述技术方案，充分利用水泥烧成系统技术特点，将化工废液进行充分、有效的无害化处理，所产生的气体及灰渣直接利用水泥新型干法窑进行处理，不存在排废，也不需要增设复杂的废气废渣处理设施，同时废液中隐含的热量也得到了完全利用，达到了废液完全无害化、资源化和百分之百减量化处置的目的。

Description

一种化工废液处置系统

技术领域

本发明属于建筑材料的生产与化工生产中的危险废弃物处置相结合的技术领域。具体说，本发明涉及一种化工废液处置系统。

背景技术

随着现代化工业的发展以及人们生活水平的提高，危险废物的产生量逐年增多。

危险废物的种类多、成分复杂，具有毒性、腐蚀性、易燃易爆性，其污染具有潜在性和滞后性，是全球环境保护的重点和难点问题之一。危险废弃物污染已被列为世界性的严重问题，同臭氧层的破坏、温室效应、人口爆炸、能源危机一样，对人类的生存构成莫大的威胁。

现有的危险废物处理技术：目前，世界上许多国家，尤其是一些先进国家，对危险废物的处理曾采用过多种办法，如焚烧、热解、安全填埋、固化处理以及物理、化学与生化处理等等。其中主要的处理方法是安全填埋和焚烧。

对以上所述的几种危险废物处置方法进行分析：

1、安全填埋法：投资低，操作简单，但存在很大后患，有害物质容易泄漏，造成环境污染，一旦衬层系统失效，就会对周围环境和公众造成长期持续的威胁，并且填埋场占用大量土地，带来土地资源浪费；

2、高温焚烧法和热解法：符合危险废物污染防治技术政策要求的危险废物的减量化、资源化和无害化的总原则，经处置的危险废弃物残渣体积可减少90%，重量可减少80%，但前期投入费用较高，运行成本和运行技术难度较大，且高温焚烧法经常需采用辅助燃料，能耗较大；热解法目前还不具备较大的处理量，适用范围有限，需分类预处理。

国外的处理处置技术途径主要有：一，采用减量化技术，推行无废、低废清洁生产；二，采用资源化技术，大力开展综合利用；三，采取无害化处理技术，目前国外危险废物的无害化处理逐渐从“填埋”转向“焚烧”。但这些方法不能做到将危险废物彻底减容处理的要求。

现有的水泥新型干法烧成技术：水泥新型干法烧成技术的预热分解及废气处理部分主要由以下几个方面组成：多级新型旋风预热器；窑外预分解技术（分解炉）；废气处理系统：喷雾增湿系统（增湿塔），余热发电系统（PH锅炉），除尘系统（收尘器）。

预分解窑的物料（其主要成份为CaCo₂以及Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）由预热器顶部喂入，经旋风预热器预热后进入分解炉（880℃以上），在其中分解为氧化物后入回转窑（1450℃以上）进行煅烧。此过程可以很好的使部分重金属与熟料矿物相结合，达到减少游离重金属的目的，与熟料矿物结合的重金属在砼中的析出较少，有效避免了重金属的危害。

出回转窑22的高温气体经分解炉和预热器换热后，经过余热发电系统回收能量，经喷雾增湿系统处理和除尘系统净化后排入大气。

废液进入分解炉高温区（1100℃左右）燃烧，可使废液中的有害物质成分在分解炉内得到分解，并抑制了燃烧废气中有害物质的生产，燃烧废气与出回转窑22的高温气体经过相同的过程后排入大气。在此过程中由于水泥生料的碱性氛围，二噁英等有害物质不会重生成。废液燃烧后产生的废渣随水泥生料一起进入水泥回转窑内，在窑内高温工况下（温度>1450℃）进一步固化处理，形成水泥熟料。

随着经济发展水平和人们认识水平的不断提高，人们的环境保护意识和对水泥资源的认识不断增强。环保问题、资源问题和可持续发展问题日益成为制约社会和经济发展的最重要的因素之一，先发展经济，再解决环保和资源问题的诸多弊端已经日益显现，而且日趋严重，结果必然会导致经济发展不上去，环境问题也解决不好，更保证不了经济的可持续发展。

发明内容

本发明提供一种化工废液处置系统，其目的是利用新型的水泥烧成系统，实现化工废液的无害化处理。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的化工废液处置系统，设有废液储罐，还设有输送过滤系统、调节计量系统和雾化喷入装置；所述的化工废液处置系统通过所述的雾化喷入装置与水泥新型干法窑的预分解窑系统连接。

所述的化工废液处置系统设伴热设施，所述的伴热设施通过蒸汽管道与所述的水泥新型干法窑的窑尾PH锅炉的热蒸汽管道连接；所述的伴热设施通过管路与所述的废液储罐及废液输送管道连接。

所述的雾化喷入装置设置在所述的输送过滤系统后的废液输送管道与水泥新型干法窑的预分解窑系统的连接处；所述的预分解窑系统包括分解炉；所述的雾化喷入装置由废液入口、雾化介质接入口和废液雾化喷头组成；所述的雾化介质为压缩空气；废液雾化喷头深入分解炉内部，所述的废液雾化喷头在雾化介质的作用下将废液均匀喷入分解炉内。

所述的化工废液处置系统设废液运输车，所述的废液运输车车运送的废液经计量后通过废液卸料泵卸入所述的废液储罐内储存。

所述的废液卸料泵和废液储罐均有两个，并设有使其互通的管路；所述的废液储罐的旁边设有废液收集池。

所述的废液储罐的顶部设有除臭通气装置。

所述的输送过滤系统包括废液输送泵和废液过滤器，所述的废液储罐的出口通过管道与废液输送泵相连；在所述的废液输送泵的出口设有压力表、安全阀、外排阀和循环调节阀；所述的外排阀与废液外排收集池连通；所述的循环调节阀与废液输送泵的入口连通。

所述的调节计量系统包括调节阀、压力表和流量计；所述的调节阀的出口与所述的废液储罐连通。

所述的化工废液处置系统设有氯旁路设施，所述的氯旁路设施是在窑尾上升烟道的氯富集位置设置一个孔，并在孔外设有气体粉尘抽出装置，并通过排气管路与该孔连接；在所述的排气管路上设稀释冷却器和空气冷却器；所述的气体粉尘抽出装置设有袋式收尘器。

本发明采用上述技术方案，充分利用水泥烧成系统技术特点，将化工废液进行充分、有效的无害化处理，所产生的气体及灰渣直接利用水泥新型干法窑进行处理，不存在排废，也不需要增设复杂的废气废渣处理设施，同时废液中隐含的热量也得到了完全利用，达到了废液完全无害化、资源化和百分之百减量化处置的目的。本发明具有以下特点：处理规模大；处理效果好且稳定；提高了水泥生产的经济效益，且对水泥产品质量没有影响；处理工艺简洁，投资规模较小。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明中的化工废液处置系统结构示意图；

图2为本发明中的水泥新型干法窑的预分解窑系统结构示意图；

图3为本发明中的流程框图。

图中标记为：

1、废液运输车，2、废液卸料泵，3、压力表，4、废液储罐，5、除臭通气装置，6、废液收集池，7、输送过滤系统，8、废液输送泵，9、压力表，10、安全阀，11、外排阀，12、循环调节阀，13、废液过滤器，14、调节计量系统，15、调节阀，16、压力表，17、流量计，18、雾化喷入装置，19、压缩空气，20、分解炉，21、烟室，22、回转窑。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1和图2所示的本发明的结构，是一种化工废液处置系统，设有废液储罐4。

为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，利用新型的水泥烧成系统，实现化工废液的无害化处理的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图1和图2所示，本发明所提供的化工废液处置系统还设有输送过滤系统7、调节计量系统14和雾化喷入装置18；所述的化工废液处置系统通过所述的雾化喷入装置18与水泥新型干法窑的预分解窑系统连接。

所述的水泥新型干法窑的预分解窑系统包括分解炉20、烟室21，以及与烟室21连接的回转窑22

由于水泥回转窑22内的高温工况（烧成温度＞1450℃）和碱性环境（主要化学成份CaO），现代回转窑22生产过程为工业废弃物处置提供了可能性，从而也为现代社会综合利用工业废弃物和保护环境提供了一条有效途径。

当前水泥工业的发展方向是走可持续发展的道路，而利用水泥烧成系统处置化工危险废弃物，正好可以帮助解决工业废弃物对社会环境的污染，避免了填埋和焚烧等处理方式对环境的二次污染。另一方面，这种化工废液处理方式还提高了水泥厂的生产效益，有效利用化工废液中的热值，大大降低化工废液的处理的成本。

因此利用水泥烧成系统处置化工废液是一种“双赢”的处理方式，有利于实现资源的再利用和经济的可持续发展。因此利用水泥烧成系统处置化工废液是一种“双赢”的处理方式，有利于实现资源的再利用和经济的可持续发展。所以，利用水泥窑协同处置工业废弃物将会是水泥行业和环保行业发展的新趋势之一，颇有发展前景和潜力。

下面对化工废液处置系统的总体工艺流程进行分析。

如图1、图2和图3所示：

1、废液储存及输送中的伴热系统：

本发明的化工废液处置系统设伴热设施，所述的伴热设施通过蒸汽管道与所述的水泥新型干法窑的窑尾PH锅炉的热蒸汽管道连接；所述的伴热设施通过管路与所述的废液储罐4及废液输送管道连接。

废液伴热系统主要是以水泥窑尾PH锅炉的热蒸汽为热源，对废液储罐4、废液输送管道等设施进行伴热。伴热的作用是保证废液的适宜温度，防止废液温度过低而结晶堵塞管道，同时也通过控制废液的温度，调整废液的粘度，保证废液输送的阻力最小。

2、废液的雾化喷入装置：

本发明的雾化喷入装置18设置在所述的输送过滤系统7后的废液输送管道与水泥新型干法窑的预分解窑系统的连接处；所述的预分解窑系统包括分解炉20；所述的雾化喷入装置18由废液入口、雾化介质接入口和废液雾化喷头组成；所述的雾化介质为压缩空气19；废液雾化喷头深入分解炉20内部，所述的废液雾化喷头在雾化介质的作用下将废液均匀喷入分解炉20内。

3、废液的计量、卸料与储存：

本发明的化工废液处置系统设废液运输车1，所述的废液运输车1车运送的废液经计量后通过废液卸料泵2卸入所述的废液储罐4内储存。

废液专用收集车即废液运输车1运送的废液经计量后，通过废液卸料泵2卸入废液储罐4内储存，

所述的废液卸料泵2和废液储罐4均有两个，并设有使其互通的管路，实现互通和备用。

所述的废液储罐4的旁边设计有废液收集池6，可将泄漏和清洗的废液进行收集后再进行处置。

所述的废液储罐4的顶部设有除臭通气装置5，防止异味外逸。

废液储罐4的出口通过管道与废液输送泵8相连。

4、废液的输送过滤系统：

本发明的输送过滤系统7包括废液输送泵8和废液过滤器13，所述的废液储罐4的出口通过管道与废液输送泵8相连；在所述的废液输送泵8的出口设有压力表9、安全阀10、外排阀11和循环调节阀12；所述的外排阀11与废液外排收集池连通；所述的循环调节阀12与废液输送泵8的入口连通。

5、废液的调节计量系统：

本发明的调节计量系统14包括调节阀15、压力表16和流量计17；所述的调节阀15的出口与所述的废液储罐4连通。

调节计量装置是通过对调节阀和调节阀调整来控制压力表和流量计的读数，从而控制废液由调节计量装置进入雾化喷入装置的流量和压力。

6、氯旁路系统：

本发明的化工废液处置系统设有氯旁路设施，所述的氯旁路设施是在窑尾上升烟道的氯富集位置设置一个孔，并在孔外设有气体粉尘抽出装置，并通过排气管路与该孔连接；在所述的排气管路上设稀释冷却器和空气冷却器；所述的气体粉尘抽出装置设有袋式收尘器。

废液成份中含有一定的氯，会造成水泥窑尾的结皮，当结皮增多时需要启动氯旁路设施，除出部分氯，使入窑生料中的氯在允许的含量之内。所谓氯旁路设施就是在窑尾上升烟道（1100℃）氯富集位置开一个合适的孔，将含有氯的气体及粉尘抽出，以降低氯含量。高温气体（1100℃）抽出时需要采用稀释冷却器快速降低气体温度至400℃，然后用空气冷却器冷却到180℃，经袋收尘净化后排出。收集下来的粉尘做为混合材掺入到成品水泥中。

综上所述，本发明是一种利用水泥新型干法窑处置化工废液的技术：先对化工废液进行拌热，经过滤、计量后送入预分解窑系统中进行处理，系统中过量的氯及碱等有害成份可通过氯旁路设备排出，进行再利用处理。通过卸料泵2将化工废液卸入废液储罐3内贮存，并通过热蒸汽对废液储罐3和废液的输送过滤系统7进行伴热，利用废液输送泵4将废液连续稳定地送至分解炉20内；在废液输送管道与分解炉20的接口处配置雾化喷入装置18，将废液均匀的喷入分解炉20内，在高温下进行焚烧分解，焚烧后的烟气通过新型干法水泥生产线的废气处理系统处理后排出，焚烧后的飞灰随物料进入回转窑22的窑内煅烧固化。

其中伴热设施的作用是保证废液的适宜温度，防止废液温度过低而结晶堵塞管道，同时也通过控制废液的温度，调整废液的粘度，保证废液输送的阻力最小。伴热系统的热源为水泥窑尾PH锅炉的热蒸汽，通过管道引至废液的存储及输送设施中。

本发明提供的利用新型干法水泥窑的方法处理化工废液的技术方案，具有以下一些特点：

1、处理规模大：新型干法水泥回转窑具有处理温度高，焚烧空间大，旋转速度低，物料在窑内高温下停留时间长等特点，加之新型干法回转窑运转率高（一般年运转率大于90%），决定了新型干法回转窑处理危险废弃物的规模较大。

2、处理温度高：新型干法回转窑内物料的烧成温度必须保证在约1450℃，而气体温度则高达1700℃～1800℃左右。在高温下，来自化工废液和污泥的有害成分焚毁率可达99.999%以上，即使很稳定的有机物也能被完全分解。

3、高温下的停留时间长：新型干法水泥窑筒体较长，斜度小，旋转速度低，物料在窑内高温下停留时间长，物料从窑尾到窑头总停留时间大于20分钟；气体在水泥回转窑系统高于1300℃下停留时间远大于4s。燃烧气体在回转窑中总停留时间在20s左右，因而焚烧充分，不易产生不完全焚烧。

4、焚烧工况稳定：水泥回转窑是一个热惯性很大，十分稳定的燃烧系统。它是由回转窑金属筒体、窑内砌筑的耐火砖以及在烧成带形成的结皮和待煅烧物料组成。不仅其容积和质量大，而且由于耐火材料具有隔热性能，这样就不易因为化工危险废弃物投入量和性质的变化而造成大的温度波动，系统易于稳定。

5、固相碱性的环境氛围：生产水泥采用的原料成分的中间产物是CaO，且以悬浮态均匀分布在系统中，加上颗粒分布细、浓度高，极具吸附性，这就决定了烧成系统内的碱性固相氛围，完全有效地抑制酸性物质的排放，使得化工危险废弃物中P₂O₅等主要有害化学成分转化成磷酸盐，并最终被熟料固化吸收。

6、燃烧过程充分：烧成系统中气体流速较大，气体湍流度大，有利于化工危险废弃物热解气体的分散，保证危险废弃物热解气体与高温烟气的充分接触，使化工危险废弃物热解气体处于高温流态化燃烧过程，有利于化工危险废弃物热解气体的完全燃烧，避免产生有毒气体。

7、有害物的减容减量化最彻底：利用水泥烧成系统处理化工危险废弃物是各种危险废弃物处理方式中最为彻底的处理危险废弃物的方式。在水泥工业的生产过程中，只有生料和经过煅烧工艺所生产的熟料，没有一废渣排放问题，且整个系统是在负压下操作运行，烟气和粉尘几乎无外漏。

8、有效固化重金属离子：利用水泥工业回转窑煅烧工艺处理危险废弃物，可以将危险废物中的绝大部分重金属离子固化在熟料矿物中，避免其再度渗透和扩散污染水质和土壤。据国内外研究结果显示，含有少量重金属的混凝土可以制作城市给水管道，重金属的浸出量低于地表水二级标准。

9、废气处理性能好：水泥工业烧成系统和废气处理系统，使燃烧后产生的废气，经过较长的路径和良好的增湿活化、冷却收尘系统，返回原料制备系统重新利用。

10、处理工艺简洁，项目投资较小：利用水泥回转窑处理化工危险废弃物，只需要增加储存装置与输送设备，无需增加其它处理设备，这就大大降低了投资。虽然为了满足水泥产品的质量与生产要求，还要在工艺设备和测量设施上投入资金，对系统进行必要的改造，但其投资与新建专用处理厂相比，仍可节约大量的资金投入。

11、对水泥产品质量无影响：在可控制的条件下，水泥窑系统焚烧化工危险废弃物不会对水泥产品质量和生产过程带来影响。化工废物中的有机物主要为磷、碳、氢、氧等元素，在水泥窑系统的高温环境中可分解，其中磷元素在高温下有利于熟料的烧结，并最终被熟料固化吸收，根据化工危险废弃物的最大处理量可知，在熟料中少量的磷元素不会对水泥产品的质量构成影响。

12、有害元素得到控制：化工废液中对水泥生产及质量有害的其它组分有氯、碱、硫等。其中碱、硫在配料时均显示在可以接纳的限度范围。氯是新型干法水泥生产中的另一种主要的有害物质，通过分析显示其对预热器的影响。但这几种有害物质在新型干法水泥窑上已有解决方法：可以通过旁路放风的方式除去部分有害物质以保证新型干法水泥窑系统运行质量。

本发明的实施效果：

本系统的技术特点是将危险性液体——化工废液，通过一套系统引入水泥烧成系统内进行高温焚烧处置，并充分利用废液的热值，焚烧后的灰渣与水泥原料一起进入水泥窑内高温烧结利用处置。

1、废液输送技术，是根据废液的性状和输送高度，选择合适和特定的废液输送泵，来保证废液高度和压力的技术。

2、废液拌热技术，是根据废液的性质状况，利用水泥烧成系统PH锅炉的过热水蒸气来控制和保持废液合适的温度，以确保废液最佳的流动、输送和雾化性能的技术。

3、废液雾化技术，是一定压力的废液和压缩空气的左右下，通过废液喷入雾化装置在分解炉内进行雾化，再利用分解炉内高温和大容积的特点，保证废液的充分焚烧和有害气体的完全分解的技术。

4、本发明在水泥预分解窑系统恰当的位置喷入废液，利用水泥预分解窑的高温处理废液气体及灰渣，确保不产生污染。

5、本发明通过与新型水泥窑系统进行配套组合，降低煤耗实现节能。同时，其产生的灰份又能作为水泥原料，不用新设灰份处理工厂，减少了环境污染。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种化工废液处置系统，设有废液储罐（4），其特征在于： 

所述的化工废液处置系统还设有输送过滤系统（7）、调节计量系统（14）和雾化喷入装置（18）； 

所述的化工废液处置系统通过所述的雾化喷入装置（18）与水泥新型干法窑的预分解窑系统连接； 

所述的化工废液处置系统设伴热设施，所述的伴热设施通过蒸汽管道与所述的水泥新型干法窑的窑尾PH锅炉的热蒸汽管道连接； 

所述的伴热设施通过管路与所述的废液储罐（4）及废液输送管道连接； 

所述的雾化喷入装置（18）设置在所述的输送过滤系统（7）后的废液输送管道与水泥新型干法窑的预分解窑系统的连接处； 

所述的预分解窑系统包括分解炉（20）； 

所述的雾化喷入装置（18）由废液入口、雾化介质接入口和废液雾化喷头组成； 

所述的雾化介质为压缩空气（19）； 

废液雾化喷头深入分解炉（20）内部，所述的废液雾化喷头在雾化介质的作用下将废液均匀喷入分解炉（20）内。 

2.按照权利要求1所述的化工废液处置系统，其特征在于：所述的化工废液处置系统设废液运输车（1），所述的废液运输车（1）车运送的废液经计量后通过废液卸料泵（2）卸入所述的废液储罐（4）内储存。 

3.按照权利要求2所述的化工废液处置系统，其特征在于：所述的废液卸料泵（2）和废液储罐（4）均有两个，并设有使其互通的管路；所述的废液储罐（4）的旁边设有废液收集池（6），可将泄漏和清洗的废液进行收集后在进行处置。

4.按照权利要求1所述的化工废液处置系统，其特征在于：所述的废液储罐（4）的顶部设有除臭通气装置（5），防止异味外逸。 

5.按照权利要求1所述的化工废液处置系统，其特征在于：所述的输送过滤系统（7）包括废液输送泵（8）和废液过滤器（13），所述的废液储罐（4）的出口通过管道与废液输送泵（8）相连；在所述的废液输送泵（8）的出口设有压力表（9）、安全阀（10）、外排阀（11）和循环调节阀（12）；所述的外排阀（11）与废液外排收集池连通；所述的循环调节阀（12）与废液输送泵（8）的入口连通。 

6.按照权利要求1所述的化工废液处置系统，其特征在于：所述的调节计量系统（14）包括调节阀（15）、压力表（16）和流量计（17）；所述的调节阀（15）的出口与所述的废液储罐（4）连通。 

7.按照权利要求1所述的化工废液处置系统，其特征在于：所述的化工废液处置系统设有氯旁路设施，所述的氯旁路设施是在窑尾上升烟道的氯富集位置设置一个孔，并在孔外设有气体粉尘抽出装置，并通过排气管路与该孔连接；在所述的排气管路上设稀释冷却器和空气冷却器；所述的气体粉尘抽出装置设有袋式收尘器。 

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