CN107255288B - 一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统及工艺 - Google Patents

一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统及工艺 Download PDF

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Abstract

一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统，由废液焚烧炉、气固分离器、换热器、鼓风机、抗结块剂储罐、膜法除尘器、引风机、单向阀、脱硫塔构成，膜法除尘器为圆柱形，包括温湿度传感器、抗结块剂喷头、膜法除尘器入口、除尘膜、花板、灰斗、中箱体、上箱体、保温加热装置、反吹装置。本发明将除尘膜引入尾气处理系统，利用除尘膜孔径小孔隙率高的特点，防止无机盐颗粒进入滤材内部板结，在除尘过程中进入除尘器的气体湿度增加时，引入抗结块剂，改变无机盐晶体的表面结构，防止晶体生产黏连结块，同时设计除尘器的结构为圆柱形，减少了除尘器内部的棱角，可防止无机盐在除尘器内部的边角处长时间堆积结块。

Description

一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统及工艺
技术领域
本发明涉及一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统及工艺， 尤其涉及一种防止尾气中的盐在尾气处理过程中结块板结的尾气膜法处理系统及工艺，属于废液焚烧尾气净化领域。
背景技术
高浓度含盐有机废液广泛存在于城市生活污水处理、制药、化工及发酵酿造等过程。目前高浓度含盐有机废液的常用处理方式为焚烧处理，焚烧尾气通过脱硫脱硝除尘等工艺处理后进行排放。高浓度含盐有机废液焚烧尾气中的粉尘主要为无机盐，尾气经过换热器温度降低后，无机盐容易在后续的除尘设备及管路中结块板结，影响尾气的处理效果。无机盐在除尘设备中大量板结后，造成运行阻力增加，除尘设备需要定期清洗，增加了尾气处理的成本，清洗过程中产生废水造成二次污染。
高浓度含盐有机废液焚烧尾气处理中主要的除尘设备为袋式除尘器，现有的袋式除尘器箱体多为方形，无机盐进入袋式除尘器除尘过程中易在边角位置长时间堆积结块。被布袋截留的无机盐在负压抽吸过程中无机盐晶体交互生长引起颗粒间的黏连，在晶体成型过程中，由于可溶性的离子运动到颗粒表面，在颗粒内部形成无数空穴，其表面的结晶与颗粒表面的结晶相同。若气体中湿度较大，则使结晶范围逐渐加大，在负压抽吸作用下，晶体进入布袋滤料内部，在滤料内部结块，造成布袋整体板结变硬变脆，布袋的使用寿命急剧缩短。
发明内容
本发明的目的是为了解决高浓度含盐有机废液焚烧尾气处理过程中无机盐在除尘设备中大量结块板结，造成运行阻力增加，被布袋截留的无机盐在负压抽吸过程中在布袋表面及滤料内部结晶造成布袋板结变硬变脆使用寿命缩短的问题。本发明将除尘膜引入尾气处理系统，利用除尘膜孔径小孔隙率高的特点，防止无机盐颗粒进入滤材内部板结，在除尘过程中进入除尘器的气体湿度增加时，引入抗结块剂，改变无机盐晶体的表面结构，防止晶体生产黏连结块，同时设计除尘器的结构为圆柱形，减少了除尘器内部的棱角，防止无机盐在除尘器内部的边角处长时间堆积结块，除尘器内部设保温加热装置，含无机盐的气体沿箱体切线方向进入除尘器内部，在离心力的作用下沿除尘器内壁旋转被加热装置加热，进一步降低了结块的风险。
本发明的技术方案：一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统，此系统由废液焚烧炉Ⅰ、气固分离器Ⅱ、换热器Ⅲ、鼓风机Ⅳ、抗结块剂储罐Ⅴ、膜法除尘器Ⅵ、引风机Ⅶ、单向阀Ⅷ、脱硫塔Ⅸ构成；所述的膜法除尘器Ⅵ为圆柱形，包括以下部件，温湿度传感器1、抗结块剂喷头2、膜法除尘器入口3、除尘膜4、花板5、灰斗6、中箱体7、上箱体8、保温加热装置9、反向喷吹装置10；温湿度传感器1、抗结块剂喷头2置于膜法除尘器入口3内，温湿度传感器1置于抗结块剂喷头2的前部，抗结块剂储罐Ⅴ通过输送管道与抗结块剂喷头2相连，膜法除尘器入口3置于中箱体7切线方向，花板5置于中箱体7和上箱体8之间，除尘膜4在花板5上呈同心圆排布，反向喷吹装置10位于花板5上部，由若干个半圆环形喷吹管11构成，半圆环形喷吹管11与气源管道12相连，保温加热装置9位于中箱体7内部，灰斗6置于中箱体7下部，为圆锥形。
其中抗结块剂喷头2为1个或多个，抗结块剂喷头2为多个时在膜法除尘器入口3内呈环形均匀排列，抗结块剂喷2可通过手动或自动方式开启或关闭。
花板5开有花板孔，花板孔直径10～200mm，花板孔中心距14～400mm，所述的除尘膜4安装于花板孔中。除尘膜4为有机膜、无机膜两种，为双层结构，包括支撑层和膜层，支撑层孔径10～200μm，膜层孔径1～10μm，膜层厚度10～100μm。有机膜厚度0.4～5mm，其支撑层材料为玻璃纤维、聚酯、聚苯硫醚、聚酰亚胺或聚四氟乙烯，膜层材料为聚四氟乙烯；无机膜厚度3～50mm，材料为陶瓷或金属，陶瓷材料为氧化铝、氧化锆或碳化硅，金属材料为不锈钢、镍、铁铬合金或钛。
环形喷吹管11安装有喷吹嘴，喷吹嘴中心与花板中心垂直对齐，当过滤阻力高于设定数值时对除尘膜4进行反向喷吹。
一种高浓度含盐有机废液焚烧膜法尾气处理的工艺，包括以下步骤：
（A）废液焚烧炉Ⅰ排出的高温高浓度含尘气体a进入气固分离器Ⅱ中，部分粉尘被分离后的高温含尘气体b进入换热器Ⅲ进行换热，换热后的含尘气体c进入膜法除尘器Ⅵ进行除尘；
（B）温湿度传感器1对进入膜法除尘器入口3的含尘气体进行检测，当湿度大于设定值时，鼓风机Ⅳ开启，将抗结块剂储罐Ⅴ中的抗结块剂输送至抗结块剂喷头2，抗结块剂由抗结块剂喷头2均匀喷出；当温度低于设定值时，膜法除尘器Ⅵ中的保温加热装置9自动开启；
（C）经膜法除尘器Ⅵ净化后的不含尘气体d排出膜法除尘器，经单向阀进入脱硫塔Ⅸ，脱硫后排空。
步骤（A）中含尘气体c进入膜法除尘器Ⅵ时温度40～800℃，含尘气体c被除尘膜4过滤时，跨膜压差100～3000Pa，气体过滤速度0.5～2.0m/min。
步骤（B）中所述的抗结块剂为粉末固体，种类为亚铁氰化钾、亚铁氰化钠、柠檬酸铁铵、磷酸三钙、酒石酸亚铁、二氧化硅、滑石粉、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种，粉末粒径为10-1000μm。
步骤（B）可根据需要手动开启鼓风机Ⅳ向进入膜法除尘器Ⅵ的含尘气体c中喷入抗结块剂，可根据需要手动关闭鼓风机Ⅳ停止抗结块剂的喷入。
步骤（C）中所述的脱硫塔Ⅸ为湿法脱硫塔，所使用的脱硫剂为石灰石-石膏、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、磷铵或氧化镁。
本发明的有益效果：本发明一种高浓度含盐有机废液焚烧膜法尾气处理系统及工艺，将除尘膜、抗结块剂引入尾气处理过程，同时设计除尘器箱体为圆柱形，可防止无机盐在除尘器内部棱角处结块，防止无机盐晶体在过滤材料表面及内部生长造成滤料板结，延长了滤料使用寿命，降低了除尘器运行阻力，节约成本。
附图说明
图1为本发明所述的高浓度含盐有机废液焚烧膜法尾气处理系统，其中І-废液焚烧炉、Ⅱ-气固分离器、Ⅲ-换热器、Ⅳ-鼓风机、Ⅴ-抗结块剂储罐、Ⅵ-膜法除尘器、Ⅶ-引风机、Ⅷ-单向阀、Ⅸ-脱硫塔。
图2为本发明所述的膜法除尘器，其中1-温湿度传感器、2-抗结块剂喷头、3-膜法除尘器入口、4-除尘膜、5-花板、6-灰斗、7-中箱体、8-上箱体、9-保温加热装置、10-反向喷吹装置。
图3为本发明所述的膜法除尘器横向剖面图，其中1-温湿度传感器、2-抗结块剂喷头、3-膜法除尘器入口、4-除尘膜、5-花板、7-中箱体、9-保温加热装置。
图4为本发明所述的反向喷吹装置俯视图，其中11-半圆环形喷吹管、12-气源管道。
图5位本发明所述的抗结块剂喷头为多个时在膜法除尘器入口的排布方式，其中2-抗结块剂喷头、3-膜法除尘器入口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
实施例1
一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统，此系统由废液焚烧炉Ⅰ、气固分离器Ⅱ、换热器Ⅲ、鼓风机Ⅳ、抗结块剂储罐Ⅴ、膜法除尘器Ⅵ、引风机Ⅶ、单向阀Ⅷ、脱硫塔Ⅸ构成；所述的膜法除尘器Ⅵ为圆柱形，包括以下部件，温湿度传感器1、抗结块剂喷头2、膜法除尘器入口3、除尘膜4、花板5、灰斗6、中箱体7、上箱体8、保温加热装置9、反向喷吹装置10；温湿度传感器1、抗结块剂喷头2置于膜法除尘器入口3内，温湿度传感器1置于抗结块剂喷头2的前部，抗结块剂储罐Ⅴ通过输送管道与抗结块剂喷头2相连，膜法除尘器入口3置于中箱体7切线方向，花板5置于中箱体7和上箱体8之间，除尘膜4在花板5上呈同心圆排布，反向喷吹装置10位于花板5上部，由若干个半圆环形喷吹管11构成，半圆环形喷吹管11与气源管道12相连，保温加热装置9位于中箱体7内部，灰斗6置于中箱体7下部，为圆锥形。
抗结块剂喷头2为1个，抗结块剂喷头2通过自动方式开启或关闭。花板5开有花板孔，花板孔直径10mm，花板孔中心距14mm，除尘膜4安装于花板孔中。除尘膜4为双层结构有机膜，包括支撑层和膜层，支撑层孔径10μm，膜层孔径1μm，膜层厚度10μm；有机膜厚度0.4mm，其支撑层材料为聚酯，膜层材料为聚四氟乙烯。膜法除尘器Ⅵ带有反向喷吹系统，当过滤阻力高于设定数值时对除尘膜4进行反向喷吹。
具体操作过程如下：
（A）废液焚烧炉Ⅰ排出的高温高浓度含尘气体a进入气固分离器Ⅱ中，部分粉尘被分离后的高温含尘气体b进入换热器Ⅲ进行换热，换热后的含尘气体c进入膜法除尘器Ⅵ进行除尘。含尘气体c进入膜法除尘器Ⅵ时温度40℃，含尘气体c被除尘膜4过滤时，跨膜压差100Pa，气体过滤速度0.5m/min。
（B）温湿度传感器1对进入膜法除尘器入口3的含尘气体进行检测，当湿度大于设定值时，鼓风机Ⅳ自动开启，将抗结块剂储罐Ⅴ中的抗结块剂亚铁氰化钾输送至抗结块剂喷头2，亚铁氰化钾粒径为10μm，亚铁氰化钾由抗结块剂喷头2均匀喷出。当温度低于设定值时，膜法除尘器Ⅵ中的保温加热装置9自动开启。
（C）经膜法除尘器Ⅵ净化后的不含尘气体d排出膜法除尘器，经单向阀进入脱硫塔Ⅸ，脱硫后排空。脱硫塔Ⅸ为湿法脱硫塔，所使用的脱硫剂为石灰石-石膏。
此系统稳定运行8个月，除尘器内无机盐无结块，除尘膜表面没有无机盐板结，运行阻力低于300Pa，除尘效率高于99.9%。
实施例2
一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统，其结构与实施例1相同，抗结块剂喷头2为5个，在膜法除尘器入口3中呈环形排列。花板5开有花板孔，花板孔直径200mm，花板孔中心距400mm，除尘膜4为有机双层结构膜，包括支撑层和膜层，支撑层孔径200μm，膜层孔径10μm，膜层厚度100μm；有机膜厚度5mm，其支撑层材料为玻璃纤维，膜层材料为聚四氟乙烯。
具体操作过程如下：
（A）废液焚烧炉Ⅰ排出的高温高浓度含尘气体a进入气固分离器Ⅱ中，部分粉尘被分离后的高温含尘气体b进入换热器Ⅲ进行换热，换热后的含尘气体c进入膜法除尘器Ⅵ进行除尘。含尘气体c进入膜法除尘器Ⅵ时温度180℃，含尘气体c被除尘膜4过滤时，跨膜压差1500Pa，气体过滤速度2.0m/min。
（B）温湿度传感器1对进入膜法除尘器入口3的含尘气体进行检测，当湿度大于设定值时，鼓风机Ⅳ自动开启，将抗结块剂储罐Ⅴ中的抗结块剂磷酸三钙输送至抗结块剂喷头2，磷酸三钙粒径为1000μm。磷酸三钙由抗结块剂喷头2均匀喷出；当温度低于设定值时，膜法除尘器Ⅵ中的保温加热装置9自动开启。
（C）经膜法除尘器Ⅵ净化后的不含尘气体d排出膜法除尘器，经单向阀进入脱硫塔Ⅸ，脱硫后排空。脱硫塔Ⅸ为湿法脱硫塔，所使用的脱硫剂为氨水。
此系统稳定运行24个月，除尘器内无机盐无结块，除尘膜表面没有无机盐板结，运行阻力低于2000Pa，除尘效率高于99.9%。
实施例3
一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统，其结构与实施例1相同，抗结块剂喷头2为8个，在膜法除尘器入口3呈环形排。花板5开有花板孔，花板孔直径100mm，花板孔中心距200mm，所述的除尘膜4安装于花板孔中。除尘膜4为双层结构无机膜，包括支撑层和膜层，支撑层孔径60μm，膜层孔径3μm，膜层厚度20μm。无机膜厚度3mm，材料为氧化铝。膜法除尘器Ⅵ带有反向喷吹系统。
具体操作过程如下：
（A）废液焚烧炉Ⅰ排出的高温高浓度含尘气体a进入气固分离器Ⅱ中，部分粉尘被分离后的高温含尘气体b进入换热器Ⅲ进行换热，换热后的含尘气体c进入膜法除尘器Ⅵ进行除尘。含尘气体c进入膜法除尘器Ⅵ时温度800℃，含尘气体c被除尘膜4过滤时，跨膜压差3000Pa，气体过滤速度1.5m/min。
（B）温湿度传感器1对进入膜法除尘器入口3的含尘气体进行检测，当湿度大于设定值时，鼓风机Ⅳ手动开启，将抗结块剂储罐Ⅴ中的抗结块剂二氧化硅送至抗结块剂喷头2，二氧化硅粒径为100μm。二氧化硅由抗结块剂喷头2均匀喷出；当温度低于设定值时，膜法除尘器Ⅵ中的保温加热装置9手动开启。
（C）经膜法除尘器Ⅵ净化后的不含尘气体d排出膜法除尘器，经单向阀进入脱硫塔Ⅸ，脱硫后排空。脱硫塔Ⅸ为湿法脱硫塔，所使用的脱硫剂为碳酸氢钠。
此系统稳定运行12个月，除尘器内无机盐无结块，除尘膜表面没有无机盐板结，运行阻力低于3500Pa，除尘效率高于99.9%。
实施例4
一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统，其结构与实施例1相同，抗结块剂喷头2为10个，在膜法除尘器入口3呈环形排。花板5开有花板孔，花板孔直径150mm，花板孔中心距300mm，所述的除尘膜4安装于花板孔中。除尘膜4为双层结构无机膜，包括支撑层和膜层，支撑层孔径30μm，膜层孔径5μm。无机膜厚度20mm，材料为不锈钢，膜法除尘器Ⅵ带有反向喷吹系统。
具体操作过程如下：
（A）废液焚烧炉Ⅰ排出的高温高浓度含尘气体a进入气固分离器Ⅱ中，部分粉尘被分离后的高温含尘气体b进入换热器Ⅲ进行换热，换热后的含尘气体c进入膜法除尘器Ⅵ进行除尘。含尘气体c进入膜法除尘器Ⅵ时温度550℃，含尘气体c被除尘膜4过滤时，跨膜压差1800Pa，气体过滤速度0.8m/min。
（B）温湿度传感器1对进入膜法除尘器入口3的含尘气体进行检测，当湿度大于设定值时，鼓风机Ⅳ自动开启，将抗结块剂储罐Ⅴ中的抗结块剂十二烷基苯磺酸钠送至抗结块剂喷头2，十二烷基苯磺酸钠粒径为500μm。十二烷基苯磺酸钠由抗结块剂喷头2均匀喷出。当温度低于设定值时，膜法除尘器Ⅵ中的保温加热装置9手动开启。
（C）经膜法除尘器Ⅵ净化后的不含尘气体d排出膜法除尘器，经单向阀进入脱硫塔Ⅸ，脱硫后排空。脱硫塔Ⅸ为湿法脱硫塔，所使用的脱硫剂为碳酸钠。
此系统稳定运行10个月，除尘器内无机盐无结块，除尘膜表面没有无机盐板结，运行阻力低于2500Pa，除尘效率高于99.9%。

Claims (10)

1.一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统，其特征在于，此系统由废液焚烧炉(Ⅰ)、气固分离器(Ⅱ)、换热器(Ⅲ)、鼓风机(Ⅳ)、抗结块剂储罐(Ⅴ)、膜法除尘器(Ⅵ)、引风机(Ⅶ)、单向阀(Ⅷ)、脱硫塔(Ⅸ)构成；所述的膜法除尘器(Ⅵ)为圆柱形，包括以下部件，温湿度传感器(1)、抗结块剂喷头(2)、膜法除尘器入口(3)、除尘膜(4)、花板(5)、灰斗(6)、中箱体(7)、上箱体(8)、保温加热装置(9)、反向喷吹装置(10)；温湿度传感器(1)、抗结块剂喷头(2)置于膜法除尘器入口(3)内，温湿度传感器(1)置于抗结块剂喷头(2)前部，抗结块剂储罐(Ⅴ)通过输送管道与抗结块剂喷头(2)相连，膜法除尘器入口(3)置于中箱体(7)切线方向，花板(5)置于中箱体(7)和上箱体(8)之间，除尘膜(4)在花板(5)上呈同心圆排布；反向喷吹装置(10)位于花板(5)上部，由若干个半圆环形喷吹管(11)构成，半圆环形喷吹管(11)与气源管道(12)相连，保温加热装置(9)位于中箱体(7)内部，灰斗(6)置于中箱体(7)下部，为圆锥形。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统，其特征在于，所述的抗结块剂喷头(2)为1个或多个，抗结块剂喷头(2)为多个时在膜法除尘器入口(3)内呈环形均匀排列，抗结块剂喷头(2)通过手动或自动方式开启或关闭。
3.根据权利要求1所述的一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统，其特征在于，所述的花板(5)开有花板孔，花板孔直径10～200mm，花板孔中心距14～400mm，所述的除尘膜(4)安装于花板孔中。
4.根据权利要求1所述的一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统，其特征在于，所述的除尘膜(4)为有机膜、无机膜两种，为双层结构，包括支撑层和膜层，支撑层孔径10～200μm，膜层孔径1～10μm，膜层厚度10～100μm；有机膜厚度0.4～5mm，其支撑层材料为玻璃纤维、聚酯、聚苯硫醚、聚酰亚胺或聚四氟乙烯，膜层材料为聚四氟乙烯；无机膜厚度3～50mm，材料为陶瓷或金属，陶瓷材料为氧化铝、氧化锆或碳化硅，金属材料为不锈钢、镍、铁铬合金或钛。
5.根据权利要求1所述的一种高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统，其特征在于，所述的半圆环形喷吹管(11)安装有喷吹嘴，喷吹嘴中心与花板中心垂直对齐，当过滤阻力高于设定数值时对除尘膜(4)进行反向喷吹。
6.利用权力要求1所述的高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理系统进行高浓度含盐有机废液焚烧尾气膜法处理的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(A)废液焚烧炉(Ⅰ)排出的高温高浓度含尘气体(a)进入气固分离器(Ⅱ)中，部分粉尘被分离后的高温含尘气体(b)进入换热器(Ⅲ)进行换热，换热后的含尘气体(c)进入膜法除尘器(Ⅵ)进行除尘；
(B)温湿度传感器(1)对进入膜法除尘器入口(3)的含尘气体进行检测，当湿度大于设定值时，鼓风机(Ⅳ)开启，将抗结块剂储罐(Ⅴ)中的抗结块剂输送至抗结块剂喷头(2)，抗结块剂由抗结块剂喷头(2)均匀喷出；当温度低于设定值时，膜法除尘器(Ⅵ)中的保温加热装置(9)自动开启；
(C)经膜法除尘器(Ⅵ)净化后的不含尘气体(d)排出膜法除尘器，经单向阀进入脱硫塔(Ⅸ)，脱硫后排空。
7.根据权利要求6所述的高浓度含盐有机废液焚烧尾气处理的工艺，其特征在于，步骤(A)中所述的含尘气体(c)进入膜法除尘器(Ⅵ)时温度40～800℃，含尘气体(c)被除尘膜(4)过滤时，跨膜压差100～3000Pa，气体过滤速度0.5～2.0m/min。
8.根据权利要求6所述的高浓度含盐有机废液焚烧尾气处理的工艺，其特征在于，步骤(B)中所述的抗结块剂为粉末固体，种类为亚铁氰化钾、亚铁氰化钠、柠檬酸铁铵、磷酸三钙、酒石酸亚铁、二氧化硅、滑石粉、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种，粉末粒径为10-1000μm。
9.根据权利要求6所述的高浓度含盐有机废液焚烧尾气处理的工艺，其特征在于，步骤(B)中鼓风机(Ⅳ)输送抗结块剂至抗结块剂喷头(2)为自动或手动方式。
10.根据权利要求6所述的高浓度含盐有机废液焚烧尾气处理的工艺，其特征在于，步骤(C)中所述的脱硫塔(Ⅸ)为湿法脱硫塔，所使用的脱硫剂为石灰石-石膏、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、磷铵或氧化镁。
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