CN102997247B - 含盐废渣、含盐废水和恶臭废气的焚烧处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了含盐废渣、含盐废水和恶臭废气的焚烧处理系统及方法，涉及工业三废的无害化、资源化处理技术领域。针对现有的三废处理方法，设备投资大且处理成本高，盐分无法分离得到净盐；且没有能够同时处理三废的设备的问题。处理系统包括依次连接的预处理室、焚烧装置、余热回收装置和尾气净化装置；预处理室的上部连接废液喷射口，其下部连接废渣输入口，其底端为排盐口；焚烧装置包括按烟气流动方向依次连接的主燃室和燃烬室。处理方法：a、预处理：将废液、高温烟气和废渣输入预处理室燃烧；b、高温焚烧：气化废液及恶臭废气被送入焚烧装置中焚烧；c、余热回收；d、尾气净化。本发明尤其适用于对工业三废的处理。
Description
技术领域
本发明涉及工业三废的无害化、资源化处理技术领域，尤其涉及一种含盐废渣、含盐废水和恶臭废气的焚烧处理系统及方法。
背景技术
随着工业的发展，工业生产所排放的“废水、废渣、废气”日益增多，“工业三废”如未达到规定的排放标准便排入环境中，污染物在环境中发生物理的和化学的变化后又产生了新物质，造成大气、水和土壤的环境污染，危害人体健康。因此“工业三废”的治理和利用，将对整个人类的生存和发展产生巨大的影响。
现有技术中对废渣、废液是采取分别处理的方法。废渣的处理方法有物理方法、化学方法、生物处理方法及热处理方法，其中，热处理方法是通过高温来破坏和改变固体废物的组成和结构，以达到减容、无害化或综合利用的目的，如焚烧、热解或湿式氧化。废液常用的处理方式有生物降解、化学解毒、地表池塘和焚烧等，其中，焚烧法是处理高浓度有机废液的一种有效的方法，不仅能将有毒有害物质经高温氧化分解为无害物质，彻底实现废液的无害化处理，并可回收废液所含能量，达到废物资源化的目的。将废渣、废液分别处理，无疑加大了处理设备的投资，增加了处理成本。
由于盐在废渣、废液中普遍存在，如何有效地利用其中的盐分或降低排出物中盐分含量是环境治理技术领域面临的难题。中国发明专利ZL200610037605.3，授权公告号CN100398907C，名称为高含盐量工业有机废液的流化床焚烧方法的技术方案中，将高含盐量有机废液经喷枪雾化为超细雾滴后分别喷入焚烧炉的密相区上部和稀相区下部，密相区和稀相区的温度控制在800～900℃，煤或其它辅助燃料经螺旋给料系统从密相区上部加入炉内，燃烧过程中产生的炉渣经排渣机由炉底排出，高温烟气从稀相区上部的出口进入下排式分离器，然后进入由辐射受热面和对流受热面串联组成的废热回收装置，废热回收装置排出的烟气经布袋除尘器除尘和洗涤塔洗涤后经引风机由烟囱排入大气。该技术方案中流化床炉膛温度为800～900℃，含NaCl、Na2SO4的废液雾化后喷入炉膛内，水迅速蒸发；有机物挥发、燃烧，分解为小分子无机物；由于炉温大于盐的熔点温度，则析出的NaCl、Na2SO4盐粒处于熔融状态，大颗粒下沉到炉底后，与炉渣混合在一起排出，无法得到净盐，小颗粒随烟气排出炉膛，会附着在炉壁、受热面管壁，难以清理且影响设备正常运行。
如上文所述，由于废渣、废液采取分别处理的方法，现有技术的公开文献中尚无能够将工业三废同时进行处理的设备的记载。
发明内容
针对现有的工业三废是采取分别处理的方法，设备投资大且处理成本高，焚烧法中熔融状的盐分与炉渣混合在一起，无法得到净盐；而且现有技术中没有能够同时处理工业三废的设备的问题，本发明的目的是提供一种能够同时处理工业三废的含盐废渣、含盐废水和恶臭废气的焚烧处理系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：含盐废渣、含盐废水和恶臭废气的焚烧处理系统包括依次连接的预处理室、焚烧装置、余热回收装置和尾气净化装置；所述预处理室的上部连接废液喷射口和烟气出口，所述预处理室的下部连接废渣输入口，所述预处理室的底端为排盐口；所述焚烧装置包括按烟气流动方向依次连接的主燃室和燃烬室。
优选地，所述预处理室与所述焚烧装置之间设有用于对无机盐进行二次分离的旋风分离器。
优选地，所述焚烧装置与所述余热回收装置之间设有一用于分离灰尘及无机盐的沉降室。
优选地，所述主燃室和所述燃烬室内各布置一组高压二次风装置。
所述尾气净化装置包括水喷射器、沉淀池、喷淋塔、布袋除尘器、风机和烟囱，所述沉淀池由并列设置的净水池和集水池构成，所述水喷射器的输入端与所述余热回收装置和所述净水池连通，所述水喷射器的输出端与所述喷淋塔侧壁下部连通，所述喷淋塔上部的喷淋管与所述净水池连通，所述喷淋塔底部与所述集水池连通，所述喷淋塔顶部与所述布袋除尘器、风机和烟囱依次连接。
本发明还提供了一种含盐废渣、含盐废水和恶臭废气的焚烧处理方法，包括以下步骤：
a、预处理：将废液、高温烟气输入所述预处理室中并雾化废液，废渣输送至所述预处理室底部，其中的无机盐析出成为结晶颗粒并沉降到所述预处理室底部排出；
b、高温焚烧：经步骤a预处理后的气化废液及恶臭废气被送入焚烧装置中焚烧，其中的有机物及有害物彻底分解成小分子无害物质；
c、余热回收：经步骤b高温焚烧后的烟气进入余热回收装置进行热能回收；
d、尾气净化：经步骤c降温的烟气经尾气净化装置进行除尘及吸收酸性气体后，排出净化空气。
优选地，所述预处理室内炉膛温度控制在450℃~700℃。
优选地，所述步骤a与b之间还包括分离步骤，在所述预处理室与所述焚烧装置之间设置的旋风分离器，用于分离烟气中的无机盐微粒。
优选地，所述步骤b与c之间还包括盐的再分离步骤，在所述焚烧装置与所述余热回收装置之间设置的沉降室，用于凝结熔融状态的盐及升华的盐。
优选地，所述焚烧装置内的主燃室和燃烬室内还各设有一组二次风装置，以保证有机物在高温环境下和空气充分混合，所述烟气从燃烬室的二次风入口到余热回收装置的余热锅炉受热面的流动时间大于2S，从焚烧装置废气入口到余热锅炉受热面的流动时间大于5S。
本发明的效果在于：
一、本发明的技术方案为废渣、废液、废气综合焚烧处理解决方案，将废渣、废液、废气一起进行焚烧处理，使得废渣、废液在高温焚烧前将无机盐与水、有机物分离，在源头处大为减少了设备内壁上无机盐粉的附着和沉积，减少了设备投资，可以降低处理成本。
二、现有技术中流化床用砂作底料，将砂作为热载体来储存热量，以利于劣质燃料的着火燃烧，熔融状态的盐与砂混合在一起。本发明技术方案采用盐作底料来储存热量，使废渣中的有机物挥发、燃烧、分解。含盐废渣中有机物在450～700℃的条件下挥发、燃烧，其中的无机盐NaCl、Na2SO4析出为干燥晶体状态，同时炉底风室有高压风将炉底物料吹起呈沸腾状态，燃烧后产生的灰份随烟气飞出炉膛，这样就可得到净盐。同时，废液中的无机盐NaCl、Na2SO4析出为干燥晶体状态，并沉降到预处理室底部与炉底烧净的盐一起排出。余热回收将有机废液本身所含的热量加以回收利用，尾气净化中由活性炭吸收烟气中二恶因和重金属，通过控制沉淀池循环水的PH值，既能除尘，又能吸收酸性气体，使尾气达到国家排放标准，本发明的处理方法中废渣、废液焚烧后有机物去除率为99.9～99.99%，达到废物综合利用可持续发展的目的。
三、本发明的处理系统能够将工业三废同时进行处理，废渣、废液在预处理室中同时进行燃烧，其中的有机物挥发、燃烧、分解，盐分则析出为干燥晶体；余热回收装置中设置了余热锅炉和省煤器，不仅将辅助燃料进行了多次反复利用，而且将废液中的有机物燃烧产生的热量也进行了回收，产生的蒸汽用于生产，大大降低了废液处理成本；尾气净化装置采用活性炭喷射装置、布袋除尘器、文丘里水喷射器、喷淋塔和沉淀池的组合，由活性炭吸收烟气中二恶因和重金属，通过控制沉淀池循环水的PH值，既能除尘，又能吸收酸性气体，使尾气达到国家排放标准。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明；
图1为本发明的含盐废渣、含盐废水和恶臭废气的焚烧处理系统的结构示意图；
图中标号说明：
1-废液储槽 2-废液输送泵 3-燃煤装置
4-预处理室 5-旋风分离器 6-主燃室
7-燃烬室 8-沉降室 9-余热锅炉
10-省煤器 11-水喷射器 12-喷淋塔
13-布袋除尘器 14-烟囱 15-排盐口
16-废渣进口 17-第一风机 18-辅助燃烧装置
19-水泵 20-沉淀池 21-第二风机
20a-净水池一 20b-集水池 20c-净水池二
具体实施方式
以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
结合图1说明本发明的含盐废渣、含盐废水和恶臭废气的焚烧处理系统，它包括按废液、废气流动方向依次设置的预处理室4、焚烧装置、余热回收装置和尾气净化装置。预处理室4采用流化床结构，预处理室4下部侧壁上分别设有废渣进口16和燃煤装置3，废渣进口16通过螺旋输送装置与预处理室4内腔连通，用于将废渣输送至预处理室4，燃煤装置3用于给预处理室4加热，预处理室4的最底端设有排盐口15。预处理室4的上部设有废液喷射口及烟气出口。
进一步地，它还包括废液输送装置和废渣输送装置，废液输送装置由废液储槽1、废液输送泵2、过滤器、雾化喷嘴等组成，废液喷射口与废液储槽1相连接的管路上设有废液输送泵2、过滤器和雾化喷嘴，用于将废液从废液储槽1抽出后由雾化喷嘴喷入预处理室4的内腔中。为防止停炉后废液中盐析出而堵塞管道，可在停炉后将管道中的废液放回废液储槽1中。废渣输送装置采用螺旋输送机和风力输送，通过废渣进口16由螺旋输送机送入预处理室4底部腔室，以防止腔室内烟气外溢。
利用辅助燃料燃烧产生的高温烟气被输送到预处理室4中并将喷射器喷出的废液雾化，同时，废渣由废渣进口16输送至预处理室4底部的密相区，预处理室4炉膛温度控制在450℃～700℃，此时，由于预处理室4下部密相区温度高，废渣在高温烟气作用下，其中的有机物在大于其沸点的温度条件下挥发、燃烧，分解为小分子无机物，废渣中的无机盐析出，盐粒为干燥晶体状态；废液从上部稀相区雾化喷入后，雾状水迅速吸收热量而蒸发成水蒸气，烟气温度下降，有机物迅速挥发、燃烧，分解为小分子无机物，不能完全燃烧的，随烟气进入焚烧装置中完全分解，而无机盐NaCl、Na2SO4则析出成为结晶颗粒，固体颗粒物在烟气流和重力的共同作用下，向下沉降到预处理室4底部，大颗粒下沉到炉底后，与炉底烧净的盐一起由排盐口15排出。在预处理室4中，通过控制温度实现盐的分离，通过控制烟气组份来抑制有害物质的产生。
高温烟气将热量传递给废液后，其温度也迅速下降，由预处理室4送出的未燃烬、含二恶英烟气及恶臭气体均进入焚烧装置。优选地，在预处理室4和焚烧装置之间设置二级旋风分离器5，当含有小颗粒盐粒的烟气进入二级旋风分离器5，烟气中的细微盐粒进一步分离出来。分离盐粒后的烟气由第一风机17抽出送入焚烧装置。
焚烧装置由相连通的主燃室6和燃烬室7组成。主燃室6下部设有辅助燃烧装置18，用于加热主燃室6和燃烬室7中的烟气。焚烧条件：a、高温，主燃室6和燃烬室7内的温度保持在800～1200℃；b．充分混合，串联的主燃室6和燃烬室7内各布置一组高压二次风装置，二次风以一定的穿透力喷入炉内，通过喷嘴的合理组合，在炉内形成较强的气流扰动；在主燃室6和燃烬室7之间连接的管路上设有两个90°弯头，可以保证有机物在高温环境下和空气充分混合，保证有机物、可燃物完全燃烧、分解；c．足够的时间，从燃烬室7的二次风入口到余热锅炉9受热面的时间大于2S，从焚烧装置废气入口到余热锅炉9受热面的时间大于5S，在上述条件下，烟气中所有的有害物质、大分子有机物均能分解为无害的小分子物质。
进一步地，在燃烬室7与余热回收装置之间还设置了沉降室8，沉降室8中布置了凝渣管束，用于分离灰尘及凝结升华的无机盐，防止后面余热回收装置中的余热锅炉烟管结灰、结盐。
余热回收装置由余热锅炉9、省煤器（或空气预热器）10、锅炉自动给水系统、蒸汽管路、排污管路和仪表阀门等组成。其中，余热锅炉采用高效传热元件螺纹烟管，烟气在烟管中的流动形式为紊流，不仅传热系数高，而且不易结灰、结盐。
余热锅炉排烟温度：控制在300℃以下；
烟气降温时间：烟气通过余热锅炉9和省煤器10的时间小于1S；
省煤器出口烟气温度：165℃～200℃。
在上述条件下，能够有效地抑制二恶英的再生成。
作为优选，还设置了活性炭喷射装置，活性炭喷射装置由活性炭储存和喷射两部分构成，其作用是定期向烟道内喷入活性炭粉末，用于吸附烟气中的二恶因和重金属。
尾气净化装置是三废焚烧处理的关键部分，尾气净化装置采用水喷射器11、沉淀池20、喷淋塔12、布袋除尘器13、第二风机21和烟囱14的组合设置，沉淀池20由并列设置且不相通的净水池一20a、集水池20b和净水池二20c构成。水喷射器11的输入端与省煤器10和净水池一20a连通，水喷射器11的输出端与喷淋塔12侧壁下部连通。净水池一20a中的碱性水由水泵19抽出后进入水喷射器11中用以吸收烟气中的酸性气体，净化后的烟气进入喷淋塔12内腔，反应后的液体则流入喷淋塔12底部；喷淋塔12上部的喷淋管与净水池二20c相通，由水泵19将净水池二20c中的碱性水抽出并由喷淋管喷射于塔内以进一步净化烟气中的酸性气体，喷淋后的液体夹带烟气中的灰尘流入喷淋塔12底部，经管道汇入集水池20b中，从喷淋塔12出来的烟气经除雾器后排出，并在第二风机21的带动下进入与喷淋塔12连接的布袋除尘器13中进一步除尘，布袋除尘器13是利用织物或多孔隙的刚性材料制作的袋状过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的设备。最后，净化空气由烟囱14排入大气。
其中，水喷射器11优选为文丘里水喷射器。烟气自进入文丘里水喷射器11到离开喷淋塔12，其时间完全满足气体吸收反应所需的时间。通过控制沉淀池20中循环水的PH值，既能除尘，又能吸收酸性气体，使尾气达到国家排放标准，三废焚烧后剩下产物为盐。
本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明内容，不应理解为是对本发明保护范围的限制，只要是根据本发明所揭示精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本发明保护范围。
Claims (10)
1.含盐废渣、含盐废水和恶臭废气的焚烧处理系统，其特征在于它包括：
依次连接的预处理室、焚烧装置、余热回收装置和尾气净化装置；
所述预处理室的上部连接废液喷射口和烟气出口，所述预处理室的下部连接废渣输入口，所述预处理室的底端为排盐口；
所述焚烧装置包括按烟气流动方向依次连接的主燃室和燃烬室。
2.根据权利要求1所述的焚烧处理系统，其特征在于：所述预处理室与所述焚烧装置之间设有用于对无机盐进行二次分离的旋风分离器。
3.根据权利要求1所述的焚烧处理系统，其特征在于：所述焚烧装置与所述余热回收装置之间设有一用于分离灰尘及无机盐的沉降室。
4.根据权利要求1至3任一项所述的焚烧处理系统，其特征在于：所述主燃室和所述燃烬室内各布置一组高压二次风装置。
5.根据权利要求1至3任一项所述的焚烧处理系统，其特征在于：所述尾气净化装置包括水喷射器、沉淀池、喷淋塔、布袋除尘器、风机和烟囱，所述沉淀池由并列设置的净水池和集水池构成，所述水喷射器的输入端与所述余热回收装置和所述净水池连通，所述水喷射器的输出端与所述喷淋塔侧壁下部连通，所述喷淋塔上部的喷淋管与所述净水池连通，所述喷淋塔底部与所述集水池连通，所述喷淋塔顶部与所述布袋除尘器、风机和烟囱依次连接。
6.含盐废渣、含盐废水和恶臭废气的焚烧处理方法，包括以下步骤：
a、预处理：将废液、高温烟气输入所述预处理室中并雾化废液，废渣输送至所述预处理室底部，其中的无机盐析出成为结晶颗粒并沉降到所述预处理室底部排出；
b、高温焚烧：经步骤a预处理后的气化废液及恶臭废气被送入焚烧装置中焚烧，其中的有机物及有害物彻底分解成小分子无害物质；
c、余热回收：经步骤b高温焚烧后的烟气进入余热回收装置进行热能回收；
d、尾气净化：经步骤c降温的烟气经尾气净化装置进行除尘及吸收酸性气体后，排出净化空气。
7.根据权利要求6所述的焚烧处理方法，其特征在于：所述预处理室内炉膛温度控制在450℃~700℃。
8.根据权利要求6所述的焚烧处理方法，其特征在于：所述步骤a与b之间还包括分离步骤，在所述预处理室与所述焚烧装置之间设置的旋风分离器，用于分离烟气中的无机盐微粒。
9.根据权利要求6所述的焚烧处理方法，其特征在于：所述步骤b与c之间还包括盐的再分离步骤，在所述焚烧装置与所述余热回收装置之间设置的沉降室，用于凝结熔融状态的盐及升华的盐。
10.根据权利要求6至9任一项所述的焚烧处理方法，其特征在于：所述焚烧装置内的主燃室和燃烬室内还各设有一组二次风装置，以保证有机物在高温环境下和空气充分混合，所述烟气从燃烬室的二次风入口到余热回收装置的余热锅炉受热面的流动时间大于2S，从焚烧装置废气入口到余热锅炉受热面的流动时间大于5S。
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Application publication date: 20130327 Assignee: Nantong Zhongcheng Environmental Engineering Co Ltd Assignor: Ji Dongliang Contract record no.: 2013310000087 Denomination of invention: System and method for incineration treatment of saliferous waste residue, saliferous waste water and stink waste gas License type: Exclusive License Record date: 20130712 |
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