CN107906539B - 含碱废水处理系统及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含碱废水处理系统及处理方法。该系统包括雾化喷枪和雾化介质供应单元。雾化喷枪设置有含碱废水入口、雾化介质注入口和废水喷雾出口，含碱废水入口与工艺管道直接相连。雾化介质供应单元与雾化介质注入口相连通，雾化介质供应单元具有加热装置，以向雾化喷枪提供热介质。在雾化介质供应单元中增设加热装置有利于使雾化介质的温度保持恒定，降低含碱废水中溶质的析出率，从而有利于降低喷枪堵塞的风险，延长含碱废水处理系统的运行周期。同时将含碱废水入口直接与供应含碱废水的工艺管道相连，这能够有效避免含碱废水在储存过程中沉积，且有利于降低废水处理过程中的耗电量。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体而言，涉及一种含碱废水处理系统及处理方法。
背景技术
在生产出合格聚丙烯、聚乙烯产品的同时，也产生了含碱废水，该含碱废水含有NaHCO3、Na2CO3、有机物等成分。为按照环保要求处置该废水，需要将其进行焚烧处理。含碱废水经工艺管道输送至废水储罐中存储，然后通过废水进料泵及相关管路输送至焚烧炉上的废水喷枪中。废水喷枪采用介质雾化型喷嘴，雾化介质为工厂空气。废水在焚烧炉内进行高温焚烧，焚烧后产生的烟气组分中除含有可直接排放的：N2、O2、CO2、H2O以外，还有固态和熔融态的Na2CO3。
上述处理方法存在以下不足：
1)废水喷枪堵塞频繁，并且不能在线清理。清理喷枪时焚烧炉停车降温，焚烧炉运行周期短。
2)排污效果差，焚烧产生的淤泥不能有效排放，堆积在废水处理系统内，严重时造成焚烧炉停车处理；
3)含碱废水中的有机物在废水储罐中析出沉集，带来清理储罐的碱液腐蚀风险，增加处理沉集的有机物的难度和成本。
4)外排盐水中悬浮物含量高，造成输送管线堵塞频繁，一方面增加了管线清理的检修费用，另一方面清理期间焚烧炉停止运行，缩短了运行时间，减少了处理能力。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种含碱废水处理系统及处理方法，以解决现有技术中废水处理系统中喷枪易堵塞的问题。
为了实现上述目的，本发明一个方面提供了一种含碱废水处理系统，含碱废水来自工艺管道，含碱废水处理系统包括：雾化喷枪，雾化喷枪设置有含碱废水入口、雾化介质注入口和废水喷雾出口，含碱废水入口与工艺管道相连通；及雾化介质供应单元，雾化介质供应单元具有加热装置，雾化介质供应单元与雾化介质注入口相连通，以向雾化喷枪提供热介质。
进一步地，雾化介质供应单元还包括：雾化介质供应罐，雾化介质供应罐与雾化介质注入口通过雾化介质输送管道相连通；及加热装置，加热装置为环绕式加热装置，环绕式加热装置设在雾化介质输送管道上；优选环绕式加热装置为加热套管或电加热丝。
进一步地，含碱废水处理系统还包括：焚烧装置，焚烧装置设置有废水喷雾入口和第一烟气出口，废水喷雾出口与废水喷雾入口相连通；及急冷罐，急冷罐设置有第一烟气入口、溢流口和第二烟气出口，第一烟气出口与第一烟气入口相连。
进一步地，急冷罐内部设置有盘管，盘管具有多个通气孔，且盘管具有平面结构；含碱废水处理系统还包括：气体供应装置，气体供应装置的供气口与盘管的入口相连通。
进一步地，盘管的入口还连接有三通阀，含碱废水处理系统还包括急冷液供应装置，且急冷液供应装置与三通阀的一个支管相连通，气体供应装置的供气口与三通阀的另一个支管相连通。
进一步地，通气孔的开口方向朝向盘管的盘管孔方向设置。
进一步地，含碱废水处理系统还包括急冷液供应装置，且急冷液供应装置与盘管相连通。
进一步地，含碱废水处理系统还包括：水封罐，设置有溢流液入口和盐水出口，溢流液入口与溢流口相连通；及盐水缓冲罐，设置有盐水入口，盐水入口与盐水出口相连。
进一步地，含碱废水处理系统还包括除尘装置，除尘装置设置有第二烟气入口，第二烟气入口与第二烟气出口相连通；优选，除尘装置为文丘里除尘器。
进一步地，除尘装置还设置有喷淋液出口，喷淋液出口与急冷罐相连通。
进一步地，急冷罐设置有排污口，排污口为两个或多个。
本申请另一方面还提供了一种含碱废水的处理方法，该处理方法采用上述含碱废水处理系统对含碱废水进行处理。
应用本发明的技术方案，在雾化介质供应单元中增设加热装置有利于使雾化介质的温度保持恒定，进而在雾化介质的作用下能够使碱液的温度保持恒定，降低含碱废水中溶质的析出率，从而有利于降低喷枪堵塞的风险，延长含碱废水处理系统的运行周期。同时将含碱废水入口直接与供应含碱废水的工艺管道相连，这能够有效避免含碱废水在储存过程中沉积，且无需设置含碱废水输送装置，从而有利于降低废水处理过程中的耗电量。更优选地，通过增设排污孔、盘管和通气孔可以提高急冷水排污效果，降低盐水中悬浮物含量。
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示出了根据本发明提供的一种含碱废水处理系统的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、雾化喷枪；11、含碱废水入口；12、雾化介质注入口；13、废水喷雾出口；20、雾化介质供应单元；21、雾化介质供应罐；22、加热装置；30、焚烧装置；31、废水喷雾入口；32、第一烟气出口；40、急冷罐；41、第一烟气入口；42、溢流口；43、第二烟气出口；50、急冷液供应装置；60、水封罐；61、溢流液入口；62、盐水出口；70、盐水缓冲罐；71、盐水入口；80、除尘装置；81、第二烟气入口；82、喷淋液出口；90、气体供应装置。
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。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的，现有技术中存在喷枪易堵塞的问题。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含碱废水处理系统，如图1所示，该系统包括雾化喷枪10和雾化介质供应单元20。雾化喷枪10设置有含碱废水入口11、雾化介质注入口12和废水喷雾出口13，含碱废水入口11与工艺管道直接相连。雾化介质供应单元20具有加热装置22，雾化介质供应单元20与雾化介质注入口12相连通，以向雾化喷枪10提供热介质。
本申请中提供的含碱废水处理系统中，在雾化介质供应单元20中增设加热装置22有利于使雾化介质的温度保持恒定，进而在雾化介质的作用下能够使碱液的温度保持恒定，降低含碱废水中溶质的析出率，从而有利于降低喷枪堵塞的风险，延长含碱废水处理系统的运行周期。同时将含碱废水入口11直接与供应含碱废水的工艺管道相连，这能够有效避免含碱废水在储存过程中沉积，且无需设置含碱废水输送装置，从而有利于降低废水处理过程中的耗电量。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，雾化介质供应单元20还包括雾化介质供应罐21和加热装置22。雾化介质供应罐21与雾化介质注入口12通过雾化介质输送管道相连通。上述加热装置22的加热方式可以采用直接的加热方式也可以采用间接的加热方式。采用直接加热方式时，优选地使用蒸汽与雾化介质直接混合的方式。优选加热装置22为环绕式加热装置，该环绕式加热装置设在雾化介质输送管道上。将加热装置22设置成环绕式加热装置这有利于进一步提高雾化介质的温度的稳定性，从而进一步降低喷枪被堵塞的风险，延长碱废水处理系统的运行周期。
采用间接加热方式时，优选地，上述环绕式加热装置为加热套管或电加热丝。使用加热套管或电加热丝作为环形加热装置有利于降低工艺成本，且安装较为简便。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，该系统还包括焚烧装置30和急冷罐40。焚烧装置30设置有废水喷雾入口31和第一烟气出口32，废水喷雾出口13与废水喷雾入口31相连通；急冷罐40设置有第一烟气入口41、溢流口42和第二烟气出口43，第一烟气出口32与第一烟气入口41相连通。
含碱废水被雾化后，得到废水喷雾。废水喷雾进入焚烧装置30中进行焚烧，得到第一烟气。然后第一烟气被导入急冷罐40中，急冷液从第一烟气中吸收Na2CO3后形成Na2CO3溶液，然后通过急冷罐40上的溢流口42溢出；同时第一烟气经过激流液的净化后形成第二烟气。优选地，将废水喷雾在1100℃的温度下进行焚烧，这有利于抑制二噁英的产生。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，急冷罐40内部设置有盘管，且盘管具有多个通气孔，且盘管具有平面结构，即整个盘管处于一个平面上。含碱废水处理系统还包括气体供应装置90，该气体供应装置90的供气口与盘管的入口相连通。将同时将气体供应装置90与急冷罐40中的带有开孔的盘管相连通，能够根据需要向盘管中通入气体，气体从盘管的开孔出喷出，这有利于搅动急冷罐40内部沉积的淤泥，从而有利于进一步提高淤泥从排污口排出的效率，提高急冷罐40的排污效果，并延长了运行周期。优选地，气体供应装置90用于将0.7MPa(g)的工厂风引入上述盘管内部。
在一种优选的实施方式中，通气孔的开口方向朝向盘管的盘管孔方向设置，即以盘管盘绕的中心点为参照物，盘管上的通气孔朝向上述中心点。将通气孔的方向设置为上述方向有利于进一步提高急冷罐40的排污效果。优选地，通气孔的形状为圆形。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，含碱废水处理系统还包括急冷液供应装置50，且该急冷液供应装置50与上述盘管相连通。将急冷液供应装置50与上述盘管相连通这有利于通过盘管上的通气孔向急冷罐40内部补充急冷液。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，上述含碱废水处理系统还包括水封罐60和盐水缓冲罐70。水封罐60设置有溢流液入口61和盐水出口62，溢流液入口61与溢流口42相通连；及盐水缓冲罐70设置有盐水入口71，盐水入口71与盐水出口62相连通。
从溢流口42溢流出的Na2CO3溶液流至水封罐60，然后从水封罐60进一步溢流至盐水缓冲罐70，最后通过盐水输送泵输出界区至回用水车间，输出压力为0.25MPa.G，输出量恒定在2500kg/h左右，从而保证输出盐水的浓度在5％左右。急冷罐40设置反冲洗和排污系统，定期排污。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，上述含碱废水处理系统还包括除尘装置80，该除尘装置80设置有第二烟气入口81，第二烟气入口81与第二烟气出口43相连通。从急冷罐40出来的第一烟气除不凝气以外，还含有大量水汽和微量没有在急冷罐40中被吸收的Na2CO3颗粒。设置除尘装置80有利于使烟气进一步进行洗涤除尘，降低第二烟气中的杂质含量，从而使烟气中的各组分满足国家排放标准，提高上述系统的环保性。
在一种优选的实施方式中，除尘装置80为文丘里除尘器。在文丘里除尘器中的烟气出口设有除沫器，除沫器能够将烟气中夹带的水进一步分离，之后烟气经过烟囱排入大气。整个烟气流程为正压，系统压力靠助燃风机建立。文丘里除尘器的喷淋液初始为工业水，通过文丘里循环泵循环使用。文丘里的补水通过新鲜水补充，喷淋液通过文丘里循环泵打出，补充回急冷罐40，输出量恒定在8000kg/h左右，从而保证急冷罐40的溢流量。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，除尘装置80设置有喷淋液出口82，喷淋液出口82与急冷罐40相连通，以向急冷罐40提供急冷液。急冷罐40的补水通过除尘装置80(文丘里除尘器)的回水来控制，这有利于提高喷淋液的利用率。同时急冷罐40设置有反冲洗和排污系统，以实现定期排污。
当上述系统中只设置一个排污口时，只有该排污口周围的淤泥可以排出，距离该排污口较远的淤泥由于沉积和排放时流速较低无法排出。在一种优选的实施方式中，急冷罐40设置有两个或多个排污口。这有利于使距离原排污口较远的淤泥的排出，提高急冷罐40排污效果，减少了停车清理的次数，延长了运行周期。优选为四个排污口。设置四个排污口有利于在保证排污效果的同时，降低含碱废水处理系统的制造成本。
本发明另一方面提供了一种含碱废水的处理方法，采用上述含碱废水处理系统对含碱废水进行处理。其中第一烟气包括N2、O2、CO2、H2O以及固态和熔融态的Na2CO3，第二烟气包括N2、O2、CO2和H2O。
加热后的雾化介质的温度较为稳定，从而有效降低了含碱废水中溶质的析出率，进而降低喷枪堵塞的风险，延长含碱废水处理系统的运行周期。同时将含碱废水直接通入雾化喷枪10，有效地避免了含碱废水在含碱废水储罐中储存中沉积，且有利于降低废水处理过程中的耗电量。
在一种优选的实施方式中，焚烧过程中焚烧炉的温度为1100～120℃，含碱废水的雾化压力为0.6～0.7MPa。将雾化压力设置在上述压力范围内有利于提高含碱废水的雾化效果，从而进一步提高焚烧效率。
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。
实施例1
从煤基甲醇制烯烃分离装置产生的含碱废水经工艺管道直接输送至雾化喷枪10中进行雾化，得到废水喷雾，其中雾化喷枪10中采用的雾化介质为蒸汽。该含碱废水处理系统中包含四根雾化喷枪10，且均匀分布在焚烧装置30(焚烧炉)上方，废水以废水喷雾的形式进入焚烧装置30。
废水喷雾在焚烧装置30内进行高温焚烧，得到第一烟气，该第一烟气中包括N2、O2、CO2、H2O以及固态和熔融态的Na2CO3。
从焚烧装置30出来的第一烟气(1100℃)经垂直的急冷罐下降管直接进入急冷罐40中，与急冷液接触后发生剧烈的传热传质过程，烟气中的Na2CO3被急冷液溶解，得到Na2CO3水溶液和第二烟气，该第二烟气中包含N2、O2、CO2和H2O。排污口设置有4个。
急冷液吸收Na2CO3后形成Na2CO3溶液，通过急冷罐40上的溢流口42溢流至水封罐60，从水封罐60进一步溢流至盐水缓冲罐70，最后通过盐水输送泵输出界区至回用水车间，输出压力为0.25MPa.G，输出量恒定在2500kg/h左右，从而保证输出盐水的浓度在5％左右。急冷罐40的补水通过文丘里除尘器的回水来控制。急冷罐40设置反冲洗和排污系统，定期排污。
将第二烟气中通入文丘里除尘器进行洗涤除尘，从而使烟气中的各组分满足国家标准排放。文丘里的补水通过新鲜水补充，喷淋液通过文丘里循环泵打出，补充回急冷罐40，输出量恒定在8000kg/h左右，从而保证急冷罐40的溢流量。在除尘装置80(文丘里除尘器)烟气出口设有除沫器，将烟气中夹带的水进一步分离，之后尾气经过烟囱排入大气。整个烟气流程为正压，系统压力靠助燃风机建立。
含碱废水处理系统中各装置的工艺参数，见表1。
尾气的组分、分析方法和检测结果，见表2。
盐水的组分、分析方法和检测结果，见表3。
含碱废水焚烧系统的清理周期，见表4。
对比例1
含碱废水经工艺管道输送至一个废水储罐中存储。然后通过废水进料泵及相关管路送至焚烧炉上的废水喷枪。废水喷枪采用介质雾化型喷嘴，雾化介质为工厂空气。排污口设置有1个。其他参数与实施例1相同。
表1
表2
表3
表4
通过表2中数据可知，相比于对比例1中采用常规处理方式得到的尾气，采用本申请提供的装置对含碱废水进行处理时，其产生的尾气中二氧化硫、颗粒物的含量大幅降低。
通过表3中数据可知，相比于对比例1中采用常规处理方式得到的盐水(即含碱废水经过处理后得到的液体产物)，盐水的pH有所降低，化学需氧量、悬浮物含量、碳酸钠含量、碳酸氢钠含量及氢氧化钠的含量均大幅降低。这样的盐水具有pH接近中性、杂质含量少及化学需氧量低等优点，因而更适合进行回收利用。
通过表4中数据可知，相比于对比例1，采用本申请提供的废水处理装置对含碱废水进行处理时，焚烧系统的清理周期也大大增长。
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：
采用本申请提供的含碱废水处理系统能够将含碱废水直接送入雾化喷枪中，从而不使用废水储罐和废水进料泵，避免了含碱废水中的有机物在废水储罐中沉集，同时降低了电耗；喷嘴的雾化介质经过加热后，避免了雾化介质低温导致含碱废水温度降低的问题出现，进而减少了堵塞喷嘴的风险。更重要的，含碱废水的处理更加完全，烟气二氧化硫、颗粒物的含量大幅降低，减少了停车清理的次数，延长了运行周期。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种含碱废水处理系统，所述含碱废水来自工艺管道，其特征在于，所述含碱废水处理系统包括：
雾化喷枪(10)，所述雾化喷枪(10)设置有含碱废水入口(11)、雾化介质注入口(12)和废水喷雾出口(13)，所述含碱废水入口(11)与所述工艺管道相连通；及
雾化介质供应单元(20)，所述雾化介质供应单元(20)具有加热装置(22)，所述雾化介质供应单元(20)与所述雾化介质注入口(12)相连通，以向所述雾化喷枪(10)提供热介质，
所述含碱废水处理系统还包括：
焚烧装置(30)，所述焚烧装置(30)设置有废水喷雾入口(31)和第一烟气出口(32)，所述废水喷雾出口(13)与所述废水喷雾入口(31)相连通；及
急冷罐(40)，所述急冷罐(40)设置有第一烟气入口(41)、溢流口(42)和第二烟气出口(43)，所述第一烟气出口(32)与所述第一烟气入口(41)相连，
所述急冷罐(40)内部设置有盘管，所述盘管具有多个通气孔，且所述盘管具有平面结构；
所述含碱废水处理系统还包括气体供应装置(90)，所述气体供应装置(90)的供气口与所述盘管的入口相连通。
2.根据权利要求1所述的含碱废水处理系统，其特征在于，所述雾化介质供应单元(20)还包括：
雾化介质供应罐(21)，所述雾化介质供应罐(21)与所述雾化介质注入口(12)通过雾化介质输送管道相连通；及
加热装置(22)，所述加热装置(22)为环绕式加热装置，所述环绕式加热装置设在所述雾化介质输送管道上；优选所述环绕式加热装置为加热套管或电加热丝。
3.根据权利要求1所述的含碱废水处理系统，其特征在于，所述盘管的入口还连接有三通阀，所述含碱废水处理系统还包括急冷液供应装置(50)，且所述急冷液供应装置(50)与所述三通阀的一个支管相连通，所述气体供应装置(90)的供气口与所述三通阀的另一个支管相连通。
4.根据权利要求1所述的含碱废水处理系统，其特征在于，所述通气孔的开口方向朝向所述盘管的盘管孔方向设置。
5.根据权利要求1所述的含碱废水处理系统，其特征在于，所述含碱废水处理系统还包括急冷液供应装置(50)，且所述急冷液供应装置(50)与所述盘管相连通。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的含碱废水处理系统，其特征在于，所述含碱废水处理系统还包括：
水封罐(60)，设置有溢流液入口(61)和盐水出口(62)，所述溢流液入口(61)与所述溢流口(42)相连通；及
盐水缓冲罐(70)，设置有盐水入口(71)，所述盐水入口(71)与所述盐水出口(62)相连。
7.根据权利要求6所述的含碱废水处理系统，其特征在于，所述含碱废水处理系统还包括除尘装置(80)，所述除尘装置(80)设置有第二烟气入口(81)，所述第二烟气入口(81)与所述第二烟气出口(43)相连通；优选，所述除尘装置(80)为文丘里除尘器。
8.根据权利要求7所述的含碱废水处理系统，其特征在于，所述除尘装置(80)还设置有喷淋液出口(82)，所述喷淋液出口(82)与所述急冷罐(40)相连通。
9.根据权利要求1所述的含碱废水处理系统，其特征在于，所述急冷罐(40)设置有排污口，所述排污口为两个或多个。
10.一种含碱废水的处理方法，其特征在于，所述处理方法采用权利要求1至9中任一项所述的含碱废水处理系统对所述含碱废水进行处理。
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