CN103499098A - 一种高浓度有机废液焚烧设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废液处理技术领域，尤其涉及高浓度有机废液焚烧的工艺以及应用此种焚烧工艺的设备。包括废液罐、焚烧炉、余热回收器、脱硫脱氮装置、除尘器、烟囱，所述的焚烧炉前设有预处理器及气固分离器，以及抽取废液罐内液体至预处理器的输送泵，所述的焚烧炉为D型炉，所述的D型炉配备有雾化燃烧器。本专利不仅能大幅度减少有害气体的产生，而且能将废液中的盐分有效分离，达到排放要求。本专利适用于对高浓度有机废液进行环保处理。

Description

一种高浓度有机废液焚烧设备及工艺

技术领域

本专利涉及废液处理技术领域，尤其涉及高浓度有机废液焚烧的工艺以及应用此种焚烧工艺的设备。

背景技术

随着经济的发展，纺织、皮革、制药、化肥等行业排放的高浓度有机废液越来越多，若不进行处理便排放将会严重污染环境。该废液成分通常是：饱和状态的盐、部分有机物、其余为水。采用传统的处理技术虽然能有效地去除废液中的COD、N、P等污染物，但在处理过程中不仅要消耗较多的能源和资源，还会产生大量的剩余污泥。可见，这种废液处理方法耗时长、效果差、设备的运行管理复杂的缺点。

焚烧法处理废液在近年来越来越受到人们的关注，它是将含高浓度有机物的废液在高温下进行氧化分解，使有机物转化为水、二氧化碳等无害物质。这种废液处理方法既可以降低处理成本，还可以将有机废液本身所含的热量加以回收利用，达到废液综合利用的目的。

市场上的高浓度含盐有机废液焚烧装置中，普遍存在以下缺陷：

一、雾化废液在依次流经燃烧器、焚烧炉及余热锅炉的过程中，析出的无机盐粉会附着在炉壁、烟道壁上，其不断积聚，使承载钢结构上的载荷不断增加，烟道的口径逐渐变小；尤为严重的是，无机盐附着在余热锅炉受热面上，会影响传热效果，严重的甚至会影响设备的安全运行。

蒸汽吹扫装置设置在余热锅炉的后面，能够定时清除余热锅炉内附着的无机盐分，但当附着的盐硬度较大时，紧靠空气的吹扫却很难彻底清理；另外，置于余热锅炉前部的天然气燃烧器及焚烧炉内的盐分则无法利用该吹扫装置进行清理，只能对积垢的部件定期更换，设备维护费用较大。

发明内容

本发明主要目的在于针对以上背景技术所述不足，提供一种能有效处理高浓度含盐有机废液的焚烧工艺以及应用此种焚烧工艺的设备。

本发明采用的技术方案是这样的：

一种高浓度有机废液焚烧设备，其特征在于，包括废液罐、焚烧炉、余热回收器、脱硫脱氮装置、除尘器、烟囱，所述的焚烧炉前设有预处理器及气固分离器，以及抽取废液罐内液体至预处理器的输送泵，所述的焚烧炉为D型炉，所述的D型炉炉膛口可安装雾化燃烧装置。

优选的，为了保证能源的有效利用，所述D型炉通过蒸汽管道供给蒸汽至所述预处理器。

    优选的，所述的D型炉由上、下锅筒、炉膛及水冷壁、对流管束、过热器、减温器、省煤器组成，雾化燃烧器布置于炉膛前墙。天然气经过燃烧机进入炉内和废液一起燃烧，烟气依次冲刷炉膛，凝渣管、过热器，后呈Z型冲刷对流管束及省煤器，经过净化处理之后，由烟囱排向大气。在所述D型炉的炉膛后部（烟气出口前方）修筑了与炉膛壁垂直的阻挡墙，炉膛底部于阻挡墙两侧设有沉降孔。烟气冲击阻挡墙后，熔融状态的盐及升华的盐会从沉降孔掉落，由机械输送装置排走。同时为了更好的监测实时状况，上锅筒上可布置安全阀、排空阀、压力表、压力控制器、水位报警器、水位控制器等仪表。为保证蒸汽品质，上锅筒内部布置有分离效果比较好的汽水分离器，蒸汽先通过水下孔板进行一次分离，后经过波纹板和格珊板进行2次分离，效果明显。另外，为保证蒸汽品质和锅炉的正常运行，还可布置有挡板装置、加药装置、排污装置等。

优选的，所述D型炉的炉膛采用绝热保温的筑炉材料。

更进一步的，所述雾化燃烧装置壳体内设有空气进入的通道，中心为废液喷管，所述废液管道被压缩空气管道包裹，在废液喷管的雾化喷头的外部设有辅助燃料喷管，用以点燃混合喷雾。空气和废液在雾化器内垂直相遇而混合，经切线槽到旋涡室，此时，气液混合成乳化状，在旋涡室内旋转后再喷出，喷出的气液混合流体在离心力和燃烧室空气阻力的作用下进一步雾化，其雾化效果极好，雾化颗粒度在50μm以下，在辅助燃料下进行燃烧。

更进一步的，以上高浓度有机废液焚烧设备使用时所采用的工艺，包括具体以下步骤：

①开启输送泵，输送泵将废液罐内的废液抽到预处理器，并于预处理器内利用D型炉产生的蒸汽对废液进行干燥；

②干燥后的废液送至气固分离装置，进行氨的分离；

③将进行气固分离的废液送至雾化燃烧装置，雾化后的气体喷入在D型炉内进行焚烧，炉膛温度能控制在800到1200℃范围内，并持续焚烧3s以上

④废液燃尽后，炉膛后部的沉降孔内分离出灰尘和凝结升华的无机盐，烟气进入余热回收装置，余热回收装置的排烟温度控制在180℃以下；

⑤从余热回收锅炉出来的烟气，由循环悬浮式半干法净化装置底部进入循环悬浮流化床反应器，同时Ca(OH)2原料与循环灰一起通过螺旋给料器送入反应器。

⑥烟气经反应器的顶部出口排出后进入袋式除尘器除去大部分细灰，由除尘器除下的细灰和大颗粒大部分形成循环灰，循环灰经过空气斜槽循环进入反应器，少量经过排灰装置到输灰系统外排；

⑦净化后的烟气经引风机由烟囱排入大气。

本发明的有益效果是：

1、废液预处理：废液储存罐里的废液被输送泵抽到预处理装置，利用蒸汽把废液加热，废液中的水分一部分蒸发成水蒸气，有机物也迅速挥发，还能进行氨回收。雾化后的混合气体被送到焚烧炉炉膛中焚烧。而一部分无机盐将被析出，进入气固分离装置，再由机械装置排出。在焚烧炉前设置了预处理装置，使得废液在焚烧前将无机盐与水、有机物部分分离，在源头上减少了设备内壁盐分的沉积和附着。

2、方便进行温度调节：通过调节蒸汽温度、流量和废液量，可以将预处理装置的温度控制在所需的温度范围内。温度是根据废液中所含的水分来调节的。蒸汽来源于焚烧炉产生的烟气加热给水，是热能的有效利用。

3、雾化燃烧器具有独特的喷嘴设计，采用新型介质雾化技术：内层喷干燥后的废液，中间层喷压缩空气，外层喷辅助燃料。混合气体经过雾化后喷入炉膛焚烧，由于雾化效果好，废液分子能够有更大的受热面积，并且废液喷雾能吸收辅助燃料高温烟气的热量，在炉膛中高效燃烧。炉膛温度能控制在800到1200℃范围内，并持续焚烧3s以上，使废液里的有机物有较高的反应温度和足够的时间进行分解，将有害物质彻底分解成小分子无害物质，达到环保排放标准。

4、D型炉采用保温绝热的筑炉材料，炉膛温度维持在较高的温度，有利于有机物的迅速分解和抑制有害气体的生成。废液燃烧后形成的烟气会顺着烟道流到特别设计的阻挡墙前，经过碰撞后烟气中的固体颗粒由于重力的作用往下坠落到沉降孔。后部的沉降孔设计，使得熔融盐分能够从此孔掉落，达到排渣的效果。紧凑的换热管道，使得废液停留在炉膛的时间达到3s以上，燃烧的非常充分，减少了氮氧化物和二氧化硫的生成量。同时燃烧器可以根据废液浓度调节喷射火焰的长度，废液在炉膛内有充足的时间燃尽。上下锅筒间有密集的对流管束，烟气在烟管中的流动形式为紊流，不仅换热系数高，而且不易结灰、结盐。排烟温度控制在300℃以下，而且烟气从焚烧炉炉膛温度降低到300℃的时间很短，有效的抑制了二噁英的再生成。

5、经过余热回收利用的烟气，由循环悬浮式半干法净化装置底部进入循环悬浮流化床反应器。同时Ca(OH)2原料经过螺旋给料器与循环灰一起送入反应器，流态化的物料和烟气中的二氧化硫等酸性物质在反应器中发生化学反应，脱除掉大部分的二氧化硫、氯化氢等；烟气经反应器的顶部出口排出后进入袋式除尘器除去大部分细灰，由除尘器除下的细灰和大颗粒大部分经过空气斜槽循环进入反应器，少量经过排灰装置到输灰系统外排。净化后的烟气经引风机由烟囱排入大气，有效保护了环境。

附图说明

图1为本发明所述的高浓度有机废液焚烧设备结构图；

图2为本发明所述的高浓度有机废液焚烧设备D型炉结构主视图；

图3为本发明所述的高浓度有机废液焚烧设备D型炉结构俯视图；

图4为本发明所述的高浓度有机废液焚烧设备的雾化燃烧装置结构图；

图5为本发明所述的高浓度有机废液焚烧设备工艺流程图。

具体实施方式

以下通过具体实施例来对本发明进行进一步说明，值得注意的是，以下仅为本发明优选的一个实施例，并不对本发明造成任何限定。

如图1所示，本发明所述的高浓度有机废液焚烧设备包括废液罐、抽取废液罐内液体至预处理器的输送泵、与预处理器相连的气固分离器，D型炉、余热回收锅炉、脱硫脱氮装置、除尘器、烟囱，其中D型炉蒸汽管道与预处理器联通，D型路给预处理器供给蒸汽。

所述D型炉锅筒采用下锅筒支承方式。上、下锅筒通过对流管束和水冷壁胀接或焊接连成一体，下锅筒支座直接座落在地基上。所述D型炉炉膛后部设有阻挡墙，所述炉膛底部于阻挡墙两侧设有沉降孔。

如图2、3所示，本发明中的D型炉外形呈字母“D”型，D型炉炉膛采用绝热保温的筑炉材料，由上锅筒1、下锅筒2组成，上锅筒1、下锅筒2通过对流管束和水冷壁胀接或焊接连成一体（对流管束、水冷壁可参照传统锅炉的安装方式，本图中未进行具体示出），下锅筒2支座直接座落在地基上。锅筒及对流管束内装水，如图2中箭头所示，炉膛内产生的烟气冲刷对流管束，烟气热量传递至对流管束，使对流管束内的水升温，产生的蒸汽在上锅筒聚集，上锅筒1上设有蒸汽引出管；炉膛3进口可安装雾化燃烧器6，炉膛3中，与炉膛3底部垂直的设有阻挡墙4，炉膛3底部于阻挡墙两侧设有沉降孔5。沉降孔5可用于将熔融状态的盐及升华的盐凝结下来，尽量减少烟气中盐的含量。同时为了更好的监测实时状况，D型炉内还可布置安全阀、排空阀、压力表、压力控制器、水位报警器、水位控制器等仪表（以上仪表可参照传统锅炉的设置方式，本图中未进行进一步标示）。为保证蒸汽品质，上锅筒内部布置有分离效果比较好的汽水分离器，蒸汽先通过水下孔板进行一次分离，后经过波纹板和格珊板进行二次分离，效果明显。另外，为保证蒸汽品质和锅炉的正常运行，还可布置有挡板装置、加药装置、排污装置等。

如图4所示，所述雾化燃烧装置壳体内设有空气进入通道的风腔10，风腔中心设有废液管道7，废液管道7被压缩空气管道的次风腔9包裹，在次风腔外部设有辅助燃料管道8。空气和废液在雾化器内垂直相遇而混合，经切线槽到旋涡室，此时，气液混合成乳化状，在旋涡室内旋转后再喷出，喷出的气液混合流体在离心力和燃烧室空气阻力的作用下进一步雾化，其雾化效果极好，雾化颗粒度在50μm以下，在辅助燃料下进行燃烧。

如图5所示，本发明的具体工艺流程为：

本实施例中，废液具体成分为：69%的水，28%的氯化钠，2%的肉碱，1%的巴豆酸，低位发热量380Kj/kg。

①开启输送泵，输送泵将废液罐内的废液抽到预处理器，并于预处理器内利用D型炉产生的蒸汽对废液进行干燥，蒸汽参数为0.8MPa，174℃；2t/h，干燥后的废液依然具有一定含量的水分；

②干燥后的废液送至气固分离装置进行气固分离，得到废液含水量40%，蒸发掉水分0.5t/h，除盐5%；

③将进行气固分离的废液送至雾化燃烧装置，雾化后的废液喷雾粒径30~500μm，含水量20%~30%，将此废液喷雾粒喷入在D型炉内在辅助燃料的辅助下进行焚烧，辅助燃料选用3m³/h，8600Kcal/m³的天然气，炉膛温度能控制在800到120℃度范围内，并持续焚烧3s以上；

在此D型路中发生的具体反应为：

脱硝反应式：

NO₂+4NH₃+O₂ →3N₂+6H₂O

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O

肉碱燃烧后反应式：

2C₇H₁₅NO₃+20O₂→14CO₂+15H₂O+NO+NO₂

巴豆酸燃烧反应式：

2C₄H₆O₂+9O₂ → 8CO₂+6H₂O

焚烧后的废液生成NO量0.29kg/h，NO2量 0.45kg/h；喷NH3量0.5kg/h，结晶熔盐通过沉降空进行排渣，此时废液已经除去90%的盐分；

④废液燃尽后，炉膛后部的沉降孔内分离出灰尘和凝结升华的无机盐，烟气进入余热回收装置，余热回收装置的排烟温度控制在180℃以下；

⑤从余热回收装置出来的烟气，烟气温度控制在165℃，由循环悬浮式半干法净化装置底部进入循环悬浮流化床反应器，同时Ca(OH)2原料与循环灰一起通过螺旋给料器送入反应器；

⑥烟气经反应器的顶部出口排出后进入袋式除尘器除去大部分细灰，由除尘器除下的细灰和大颗粒大部分形成循环灰，循环灰经过空气斜槽循环进入反应器，少量经过排灰装置到输灰系统外排；

⑦净化后的烟气经引风机由烟囱排入大气。

Claims (6)

1.一种高浓度有机废液焚烧设备，其特征在于，包括废液罐、焚烧炉、余热回收器、脱硫脱氮装置、除尘器、烟囱，所述的焚烧炉前设有预处理器及气固分离器，以及抽取废液罐内液体至预处理器的输送泵，所述的焚烧炉为D型炉，所述的D型炉配备雾化燃烧装置。

2.根据权利要求1所述的有机废液焚烧设备，其特征在于：所述D型炉通过蒸汽管道供给蒸汽至所述预处理器。

3.根据权利要求1所述的有机废液焚烧设备，其特征在于：所述D型炉炉膛后部设有阻挡墙，所述炉膛底部于阻挡墙两侧设有沉降孔。

4.根据权利要求2所述的有机废液焚烧设备，其特征在于：所述D型炉炉膛采用绝热保温的筑炉材料。

5.根据权利要求1所述的有机废液焚烧设备，其特征在于：所述雾化燃烧装置壳体内设有空气进入的通道，中心为废液喷管，所述废液管道被压缩空气管道包裹，在废液喷管的雾化喷头的外部设有辅助燃料喷管。

6.根据权利要求1所述的有机废液焚烧设备，其特征在于：以上高浓度有机废液焚烧设备使用时所采用的工艺，包括具体以下步骤：

①开启输送泵，输送泵将废液罐内的废液抽到预处理器，并于预处理器内利用D型炉产生的蒸汽对废液进行干燥；

②干燥后的废液送至气固分离装置，分离出部分的氨；

③将进行气固分离后的废液送至雾化燃烧装置，雾化后的气体喷入在D型炉内进行焚烧，炉膛温度能控制在800到1200℃范围内，并持续焚烧3s以上；

④废液燃尽后，炉膛后部的沉降孔内分离出灰尘和凝结升华的无机盐，烟气进入余热回收装置，余热回收装置的排烟温度控制在180℃以下；

⑤从余热回收装置出来的烟气，由循环悬浮式半干法净化装置底部进入循环悬浮流化床反应器，同时Ca(OH)2原料与循环灰一起通过螺旋给料器送入反应器；

⑥烟气经反应器的顶部出口排出后进入袋式除尘器除去大部分细灰，由除尘器除下的细灰和大颗粒大部分形成循环灰，循环灰经过空气斜槽循环进入反应器，少量经过排灰装置到输灰系统外排；

⑦净化后的烟气经引风机由烟囱排入大气。

Images