CN106989405A - 含钠盐有机废液焚烧炉及焚烧工艺方法 - Google Patents

含钠盐有机废液焚烧炉及焚烧工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含钠盐有机废液焚烧炉及焚烧工艺方法，含钠盐有机废液焚烧炉包括：焚烧室，沿竖直方向设置，焚烧室的顶部设置有燃烧器，燃烧器设置有与焚烧室连通的有机废液入口和辅助燃料入口，焚烧室的侧壁底部设置有熔融态排渣口；过渡沉降室，包括过渡入口和过渡出口，过渡入口沿水平方向设置并与焚烧室连接，过渡沉降室内设置有蒸汽管排，过渡出口沿竖直方向设置在蒸汽管排上方；换热对流室，与过渡出口连接，换热对流室内设置有多个换热组件，该换热组件能够与过渡沉降室排出的气体进行热交换。本发明的有益效果是，能够降低换热组件上的污垢层形成，可以延长设备检维修周期，同时，可以利用有机废液的燃烧热，提高焚烧装置运行的经济性。

Description

含钠盐有机废液焚烧炉及焚烧工艺方法
技术领域
本发明涉及精细化工以及石油化工中废液焚烧领域，具体是一种含钠盐有机废液焚烧炉及焚烧工艺方法。
背景技术
焚烧是处理废物的一种常用的有效的方法，焚烧炉作为焚烧装置的核心设备，在采用经济性较好的废热锅炉，并利用回收热量的废物焚烧处理方法来处理废物量比较大的含盐废液时，焚烧炉在结构设计上会比较困难，焚烧后产生的携带在烟气中的熔融态、固态过氧化钠和无机钠盐将会附着在换热管壁上，形成“污垢层”，降低换热效率，缩短设备运行周期，甚至使设备无法运行。
发明内容
本发明提供了一种含钠盐有机废液焚烧炉及焚烧工艺方法，以达到降低污垢层形成的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含钠盐有机废液焚烧炉，包括：焚烧室，沿竖直方向设置，焚烧室的顶部设置有燃烧器，燃烧器设置有与焚烧室连通的有机废液入口和辅助燃料入口，焚烧室的侧壁底部设置有熔融态排渣口；过渡沉降室，包括过渡入口和过渡出口，过渡入口沿水平方向设置并与焚烧室连接，过渡沉降室内设置有蒸汽管排，过渡出口沿竖直方向设置在蒸汽管排上方；换热对流室，与过渡出口连接，换热对流室内设置有多个换热组件，该换热组件能够与过渡沉降室排出的气体进行热交换。
进一步地，过渡沉降室的过渡入口与蒸汽管排之间设置有配风组件和喷水组件。
进一步地，过渡沉降室的底部设置有多个沉降口，沉降口位于蒸汽管排的下方。
进一步地，过渡出口上设置有能够进行气固分离的分离挡管。
进一步地，换热对流室包括第一竖直部、第二竖直部和连接部，第二竖直部设置在第一竖直部的一侧，连接部的两端分别连接第一竖直部的上端和第二竖直部的上端，第一竖直部的下端与过渡出口连接。
进一步地，该换热组件包括：蒸发段第一盘管，设置在第一竖直部内，蒸发段第一盘管包括多个平行间隔设置的蒸发段第一盘管单元，每个该蒸发段第一盘管单元均相对于水平方向倾斜；蒸发段第二盘管，设置在第二竖直部的上方，蒸发段第二盘管包括多个平行间隔设置的蒸发段第二盘管单元，每个该蒸发段第二盘管单元均相对于水平方向倾斜；给水预热盘管，设置在第二竖直部的中部并位于蒸发段第二盘管下方，给水预热盘管包括多个平行间隔设置的给水预热单元，每个该给水预热单元均与水平方向平行；蒸发过热盘管，沿竖直方向设置在连接部内。
进一步地，第一竖直部、第二竖直部和连接部均设置有吹灰组件。
进一步地，沿熔融态排渣口向过渡入口的方向，焚烧室的底壁逐渐向上倾斜。
进一步地，沿过渡入口向蒸汽管排的方向，过渡沉降室的底壁逐渐向下倾斜。
本发明实施例还提供了一种焚烧工艺方法，采用上述的含钠盐有机废液焚烧炉进行焚烧，该焚烧工艺方法包括以下步骤：步骤1、将焚烧室升温至设定温度后，将含钠盐有机废液由设置在焚烧室顶部的燃烧器雾化喷入，充分焚烧并生成高温烟气；步骤2、在焚烧室的底部改变该高温烟气的流动方向，使该高温烟气进行气液分离，该高温烟气中分离出的熔渣由熔融态排渣口排出，该高温烟气中初步分离的气体进入到过渡沉降室；步骤3、该高温气体在过渡沉降室内进行气固分离，该高温烟气中被分离的固体颗粒由过渡沉降室排出，该高温烟气中被再次分离的气体进入到换热对流室中与该换热组件进行换热。
进一步地，在步骤1中，该设定温度为大于等于1100℃。
进一步地，过渡沉降室的过渡入口与蒸汽管排之间设置有配风组件和喷水组件，步骤3包括该高温烟气中分离的气体通过配风组件和喷水组件冷却并进行气固分离，形成固体颗粒和降温气体，该固体颗粒通过过渡沉降室的底部排出，该降温气体进入到蒸汽管排中进行气固分离，形成固体颗粒和分离后的气体，该分离后的气体进入到换热对流室中与该换热组件进行换热。
本发明的有益效果是，能够降低换热组件上的污垢层形成，可以延长设备检维修周期，使原本不能稳定操作的具有经济性的回收废热副产蒸汽的含钠盐焚烧处理方法变为可能；同时，可以充分利用有机废液的燃烧热，提高焚烧装置运行的经济性，使原本不产生经济效益的焚烧装置产生效益。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明含钠盐有机废液焚烧炉第一实施例的结构示意图；
图2为本发明含钠盐有机废液焚烧炉第二实施例的结构示意图。
图中附图标记：10、焚烧室；11、有机废液入口；12、辅助燃料入口；13、熔融态排渣口；14、耐火层；20、过渡沉降室；21、过渡入口；22、过渡出口；23、蒸汽管排；24、配风组件；25、喷水组件；26、沉降口；27、分离挡管；30、换热对流室；31、第一竖直部；32、第二竖直部；33、连接部；41、蒸发段第一盘管；42、蒸发段第二盘管；43、给水预热盘管；44、蒸发过热盘管；50、电除尘器；60、烟囱。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明第一实施例提供了一种含钠盐有机废液焚烧炉，包括焚烧室10、过渡沉降室20和换热对流室30。焚烧室10沿竖直方向设置，焚烧室10的顶部设置有燃烧器(有机废液和辅助燃料组合式燃烧器)，该燃烧器具有与焚烧室10连通的有机废液入口11和辅助燃料入口12，焚烧室10的侧壁底部设置有熔融态排渣口13。过渡沉降室20包括过渡入口21(具有一定长度的过渡段形成)和过渡出口22，过渡入口21沿水平方向设置并与焚烧室10下部连接，过渡沉降室20内设置有蒸汽管排23，过渡出口22沿竖直方向设置在蒸汽管排23上方。换热对流室30与过渡出口22连接，换热对流室30内设置有多个换热组件，换热组件能够与过渡沉降室20排出的气体进行热交换。
本发明第一实施例能够使焚烧室内产生的烟气在焚烧室10的底部以及过渡沉降室20内进行有效的气液分离和气固分离，能够降低烟气在换热组件上产生污垢层，可以延长设备检维修周期，使原本不能稳定操作的具有经济性的回收废热副产蒸汽的含钠盐焚烧处理方法变为可能；同时，可以充分利用有机废液的燃烧热，提高焚烧装置运行的经济性，使原本不产生经济效益的焚烧装置产生效益。
具体地，焚烧室10具有焚烧内腔，在焚烧内腔的内表面铺设有耐火层14。焚烧室10的侧壁中部设置有用于观察的看火孔。焚烧室10的侧壁下部设置有熔融态排渣口13。如图1所示，该熔融态排渣口13位于图中左侧下部，即位于过渡入口21相对的一侧。在该实施例中，沿熔融态排渣口13向过渡入口21的方向，焚烧室10的底壁逐渐向上倾斜。熔融态排渣口13的倾斜方向和倾斜角度与焚烧室10的底壁倾斜方向和倾斜角度相适配。
设置耐火层14，可以增加焚烧室的耐火性。其中，焚烧室10内向火面的耐火层14采用耐熔融过氧化钠侵蚀的铬矿渣浇注料。本发明实施例中，焚烧室的焚烧温度在1100℃以上，可以使含有钠盐的有机废液充分燃烧，生成无害的高温烟气(二氧化碳、氮气、氧气、水蒸汽)，焚烧后产生的熔融态过氧化钠液滴均匀地夹带在高温烟气中。由于采用顶喷方式(有机废液入口11和辅助燃料入口12均位于焚烧室10的顶部)，高温烟气(含过氧化钠液滴)的流动方向与重力方向相同，有利于高温烟气在焚烧室10的底部进行气液分离，避免液滴飞溅炉体内壁。
同时，随着高温烟气沿竖直方向向下流动，熔融状态的过氧化钠液滴在焚烧室10的底部被分离，并经过焚烧室10的倾斜底壁由熔融态排渣口13排出。经过气液分离的高温烟气由过渡入口进入到过渡沉降室20内。
本发明实施例中，过渡沉降室20的过渡入口21与蒸汽管排23之间设置有配风组件24和喷水组件25。进入到过渡沉降室20内的高温烟气(含有熔融态过氧化钠液滴)经过配风组件24和喷水组件25进入蒸汽管排23的入口。其中配风组件24能够对高温烟气进行降温，喷水组件25提供反应条件并冷却高温烟气，把高温烟气温度将至低于碳酸钠的熔点和分解温度，促使低熔点的过氧化钠液滴和烟气中的二氧化碳反应，使熔融态过氧化钠液滴尽量多地转化为碳酸钠固体颗粒。
在过渡沉降室20内设置有蒸汽管排23，可以使经过降温的烟气(650℃～700℃)在进入到蒸汽管排23后被迅速冷却，使过氧化钠液滴降温固化，进一步降低烟气流速气固分离。
优选地，过渡出口22设置在蒸汽管排23的出口上方，过渡出口22上设置有分离挡管27，在高温烟气(含固体钠盐颗粒的烟气)垂直向上流动的过渡出口22处，分离挡管27由多于三排的三角形排列的空管构成，当烟气冲到这些管子时，固体颗粒和管子发生碰撞，消耗掉动能后在重力作用下下沉，烟气碰到这些管子后将改变流向，从管间绕过继续向上流动，从而达到气固分离的作用。
设置分离挡管27，能够消除固体颗粒动能，使烟气更进一步实现气固分离。被分离后的固体碳酸钠和过氧化钠颗粒由过渡沉降室20底部排出。本发明实施例中，过渡沉降室20的底部设置有多个沉降口26，沉降口26位于蒸汽管排23的下方。并且沿过渡入口21向蒸汽管排23的方向，过渡沉降室20的底壁逐渐向下倾斜并与沉降口26连通。
本发明实施例里中，上述过渡沉降室20可以设置成可维修和可快速更换结构，在过渡沉降室20上设置有人孔(吹灰组件)，可以便于工作人员观察和清理灰尘。
如图1所示，换热对流室30包括第一竖直部31、第二竖直部32和连接部33，第二竖直部32设置在第一竖直部31的一侧，连接部33的两端分别连接第一竖直部31的上端和第二竖直部32的上端，第一竖直部31的下端与过渡出口22连接。采用以上结构的换热对流室30，可以有效减少占用面积，提高空间利用率。
具体地，换热组件包括蒸发段第一盘管41、蒸发段第二盘管42、给水预热盘管43和蒸发过热盘管44。蒸发段第一盘管41设置在第一竖直部31内，蒸发段第一盘管41包括多个平行间隔设置的蒸发段第一盘管单元，每个蒸发段第一盘管单元均相对于水平方向倾斜。蒸发段第二盘管42设置在第二竖直部32的上方，蒸发段第二盘管42包括多个平行间隔设置的蒸发段第二盘管单元，每个蒸发段第二盘管单元均相对于水平方向倾斜。给水预热盘管43设置在第二竖直部32的中部并位于蒸发段第二盘管42下方，给水预热盘管43包括多个平行间隔设置的给水预热单元，每个给水预热单元均与水平方向平行。蒸发过热盘管44沿竖直方向设置在连接部33内。
其中，蒸发段第一盘管41的每个蒸发段第一盘管单元相对于水平方向倾斜15°。蒸发段第二盘管42的蒸发段第二盘管单元相对于水平方向倾斜15°。将上述结构相对于水平方向倾斜设置，可以减小积灰，提高换热效率。本发明实施例中，上述第一竖直部31、第二竖直部32和连接部33均设置有吹灰组件，可以便于清灰。被清理的灰尘部分由沉降口26排出，另外一部分分散在烟气中并排出。
如图2所示，本发明第二实施例中也提供了一种含钠盐有机废液焚烧炉，其与第一实施例中的区别在于，在该实施例中在第二竖直部32的下端连接有电除尘器50，用于对第二竖直部32排出的烟气进行电除尘。在电除尘器50的出口连接有烟囱60，在烟囱60与电除尘器50之间设置有引风机，用于将含钠盐有机废液焚烧炉设置成微负压环境，便于高温烟气流动。
本发明实施例还提供了一种焚烧工艺方法，采用上述的含钠盐有机废液焚烧炉进行焚烧，焚烧工艺方法包括以下步骤：
步骤1、将焚烧室10升温至设定温度后，将含钠盐有机废液由设置在焚烧室10顶部的燃烧器雾化喷入，充分焚烧并生成高温烟气；
步骤2、在焚烧室10的底部改变高温烟气的流动方向，使高温烟气进行气液分离，高温烟气中分离出的熔渣由熔融态排渣口13排出，高温烟气中分离的气体进入到过渡沉降室20；
步骤3、高温气体在过渡沉降室20内进行气固分离，高温烟气中被分离的固体颗粒由过渡沉降室20排出，高温烟气中被分离的气体进入到换热对流室30中与换热组件进行换热。
其中，步骤1中，上述的设定温度为1100℃，该温度远大于过氧化钠的熔点，使焚烧后的无机钠盐全部转化为熔融态的过氧化钠。
在步骤3中，焚烧室10排出的被分离的气体(含有熔融态过氧化钠液滴，气体温度1100℃)通过配风组件24和喷水组件25冷却，把被分离的气体温度降至低于碳酸钠的熔点和分解温度(650℃～700℃)，使熔融态过氧化钠液滴尽量多地转化为碳酸钠固体颗粒。
降温气体(含固体碳酸钠颗粒和未转化的过氧化钠液滴)进入蒸汽管排23，降温气体被降速降温，使未转化成碳酸钠的过氧化钠液滴完全转化为固态，实现降速气固分离。由于设置有分离挡管27，分离挡管27可以减小固体颗粒动能进一步地促使气固分离，形成分离后的气体。而分离后的碳酸钠和过氧化钠固体颗粒从沉降口26排出。需要说明的是，由过渡沉降室20排出的分离后的气体的温度为350℃～390℃。
其中步骤3中还包括，出过渡沉降室20的分离后的气体(含固体碳酸钠微粒和过氧化钠微粒)进入到换热对流室30，通过蒸发段第一盘管41、蒸发过热盘管44、蒸发段第二盘管42和给水预热盘管43降温后送电除尘器50。其中，排出换热对流室30的气体温度为200℃～250℃。
本发明实施例还包括步骤4，进入电除尘器50除尘后达标的气体，经引风机送烟囱60排放，电除尘器50内吸附的固体碳酸钠微粒和过氧化钠微粒经过收集并排出电除尘器50。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：能够降低换热组件上的污垢层形成，可以延长设备检维修周期，使原本不能稳定操作的具有经济性的回收废热副产蒸汽的含钠盐焚烧处理方法变为可能；同时，可以充分利用有机废液的燃烧热，提高焚烧装置运行的经济性，使原本不产生经济效益的焚烧装置产生效益。
工艺流程简单，设备投资低，占地省，工艺过程安全可靠，不存在危险性的的工艺和设备。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (12)

1.一种含钠盐有机废液焚烧炉，其特征在于，包括：
焚烧室(10)，沿竖直方向设置，焚烧室(10)的顶部设置有燃烧器，该燃烧器上设置有与焚烧室连通的有机废液入口(11)和辅助燃料入口(12)，焚烧室(10)的侧壁底部设置有熔融态排渣口(13)；
过渡沉降室(20)，包括过渡入口(21)和过渡出口(22)，过渡入口(21)沿水平方向设置并与焚烧室(10)连接，过渡沉降室(20)内设置有蒸汽管排(23)，过渡出口(22)沿竖直方向设置在蒸汽管排(23)上方；
换热对流室(30)，与过渡出口(22)连接，换热对流室(30)内设置有多个换热组件，该换热组件能够与过渡沉降室(20)排出的气体进行热交换。
2.根据权利要求1所述的含钠盐有机废液焚烧炉，其特征在于，过渡沉降室(20)的过渡入口(21)与蒸汽管排(23)之间设置有配风组件(24)和喷水组件(25)。
3.根据权利要求1所述的含钠盐有机废液焚烧炉，其特征在于，过渡沉降室(20)的底部设置有多个沉降口(26)，沉降口(26)位于蒸汽管排(23)的下方。
4.根据权利要求1所述的含钠盐有机废液焚烧炉，其特征在于，过渡出口(22)上设置有能够进行气固分离的分离挡管(27)。
5.根据权利要求1所述的含钠盐有机废液焚烧炉，其特征在于，换热对流室(30)包括第一竖直部(31)、第二竖直部(32)和连接部(33)，第二竖直部32设置在第一竖直部31的一侧，连接部(33)的两端分别连接第一竖直部(31)的上端和第二竖直部(32)的上端，第一竖直部(31)的下端与过渡出口(22)连接。
6.根据权利要求5所述的含钠盐有机废液焚烧炉，其特征在于，该换热组件包括：
蒸发段第一盘管(41)，设置在第一竖直部(31)内，蒸发段第一盘管(41)包括多个平行间隔设置的蒸发段第一盘管单元，每个该蒸发段第一盘管单元均相对于水平方向倾斜；
蒸发段第二盘管(42)，设置在第二竖直部(32)的上方，蒸发段第二盘管(42)包括多个平行间隔设置的蒸发段第二盘管单元，每个该蒸发段第二盘管单元均相对于水平方向倾斜；
给水预热盘管(43)，设置在第二竖直部(32)的中部并位于蒸发段第二盘管(42)下方，给水预热盘管(43)包括多个平行间隔设置的给水预热单元，每个该给水预热单元均与水平方向平行；
蒸发过热盘管(44)，沿竖直方向设置在连接部(33)内。
7.根据权利要求5所述的含钠盐有机废液焚烧炉，其特征在于，第一竖直部(31)、第二竖直部(32)和连接部(33)均设置有吹灰组件。
8.根据权利要求1所述的含钠盐有机废液焚烧炉，其特征在于，沿熔融态排渣口(13)向过渡入口(21)的方向，焚烧室(10)的底壁逐渐向上倾斜。
9.根据权利要求1所述的含钠盐有机废液焚烧炉，其特征在于，沿过渡入口(21)向蒸汽管排(23)的方向，过渡沉降室(20)的底壁逐渐向下倾斜。
10.一种焚烧工艺方法，采用权利要求1至9中任一项的含钠盐有机废液焚烧炉进行焚烧，其特征在于，该焚烧工艺方法包括以下步骤：
步骤1、将焚烧室(10)升温至设定温度后，将含钠盐有机废液由设置在焚烧室(10)顶部的该燃烧器雾化喷入，充分焚烧并生成高温烟气；
步骤2、在焚烧室(10)的底部改变该高温烟气的流动方向，使该高温烟气进行气液分离，该高温烟气中分离出的熔渣由熔融态排渣口(13)排出，该高温烟气中初步分离的气体进入到过渡沉降室(20)；
步骤3、该高温气体在过渡沉降室(20)内进行气固分离，该高温烟气中被分离的固体颗粒由过渡沉降室(20)排出，该高温烟气中被再次分离的气体进入到换热对流室(30)中与该换热组件进行换热。
11.根据权利要求10所述的焚烧工艺方法，其特征在于，在步骤1中，该设定温度为大于等于1100℃。
12.根据权利要求10所述的焚烧工艺方法，过渡沉降室(20)的过渡入口(21)与蒸汽管排(23)之间设置有配风组件(24)和喷水组件(25)，其特征在于，所述步骤3包括该高温烟气中分离的气体通过配风组件(24)和喷水组件(25)冷却并进行气固分离，形成固体颗粒和降温气体，该固体颗粒通过过渡沉降室(20)的底部排出，该降温气体进入到蒸汽管排(23)中进行气固分离，形成固体颗粒和分离后的气体，该分离后的气体进入到换热对流室(30)中与该换热组件进行换热。
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