CN108159718A - 一种高含盐、高cod工业废液分级碳化处理的装置及方法 - Google Patents

一种高含盐、高cod工业废液分级碳化处理的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置及方法,装置包括干燥预碳化系统,碳化炉,二燃室,余热回收系统和碳化尾气处理系统;干燥预碳化系统包括喷雾塔,料液雾化器和捕集器,捕集器分别与喷雾塔和碳化尾气处理系统连接,碳化炉分与喷雾塔和捕集器连接,碳化炉,二燃室,余热回收系统与碳化尾气处理系统依次连接。处理方法为,将工业废液雾化并进行干燥与分解预碳化,收集的粉状固态盐通过碳化炉进行二次碳化,产品盐排出,碳化尾气通过二燃室及余热回收系统处理,实现资源再利用及无害化排放。本发明的装置及方法采用废液分级碳化,并结合废液自身特点采用相应炉型,避免设备黏结,形成产品盐符合工业要求,尾气实现无害化处理。

Description

一种高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置及方法
技术领域:
本发明属于工业废液处理技术领域,具体涉及一种高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置及方法。
背景技术:
高盐、高COD的工业废液,因其高浓度的无机盐分,和大量难降解的有机物或有毒物质,导致其无害化、资源化处理难度大,已成为制约企业发展的一道障碍。作为有害物质的工业废液因不能及时有效处理,对生态环境也构成巨大压力。因此,根据工业废液特性,采用相适应,有效的工艺和装备,将其中无机盐回收,实现资源化利用,并作无害化处理,这对生产企业发展和生态环境保护都具有重大意义。
目前,国内高盐,高COD工业废液处理主要有以下四种方法:
1、自然蒸发处理
将工业生产产生的高盐废水,预处理后,排入蒸发池内自然蒸发结晶。此处理方法具有废水预处理条件低,投入成本小和运行费用低等优点。但蒸发池建设和利用受土地占用,地理气候诸多条件影响,结晶盐因其质量差而销售困难;
2、蒸发结晶技术
采用多效蒸发结晶技术或MVR技术,是将工业废液蒸发浓缩达到饱和,其中无机盐结晶析出,达到分盐目的。但过高COD会给蒸发结晶过程带来影响,同时结晶盐因其中含有有机物无法作为工业原料,需以固废形式集中处理,而且处理成本大;
3、膜法分盐技术
膜分离技术处理工业废液,主要包括微滤(MF),超滤(UF),纳滤(NF)和反渗透(RO)渗析等技术。对于高盐、高COD废液处理,膜法有一定局限性。如应用过程中发生膜污染造成通量衰减。另外模组件价格昂贵,投资成本大;
4、高温处理技术
高温处理技术可分为焚烧法和高温热解法。焚烧法是将废液中有机物,在高温焚烧下进行氧化分解为无毒气体。同时将无机盐析出熔融。此技术由于投资成本大,运行费用高,国内应用不普遍。高温热解法是利用有机物不稳定性,在无氧或缺氧高温条件下,有机物被碳化分解,形成小分子物质和碳化微粒,以此分盐。该方法以处理不适用焚烧处理的高盐、高COD工业废液,分解气体需要无害化处理。目前,此技术应用的主要问题是,无机盐高温熔化粘结设备,造成设备堵塞而影响生产运行。
发明内容:
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足,提供一种高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置及方法,该工艺方法可将废液中无机盐回收可制成工业用盐,实现资源化利用,同时实现系统无害化排放。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置,包括干燥预碳化系统,碳化炉,二燃室,余热回收系统和碳化尾气处理系统,其中:
所述的干燥预碳化系统包括喷雾塔,料液雾化器和物料捕集器,其中:所述的料液雾化器设置在喷雾塔顶部,所述的物料捕集器分别与所述的喷雾塔和所述的碳化尾气处理系统连接;
所述的碳化炉分别与所述的喷雾塔和所述的物料捕集器连接;
所述的碳化炉,二燃室,余热回收系统与碳化尾气处理系统依次连接。
所述的喷雾塔设有喷雾塔燃烧室。
所述的碳化炉为辐射管式加热的碳化分解炉,喷动床碳化炉,隧道窑碳化炉或熔融式热解碳化炉中的一种,所述的碳化炉为喷动床碳化炉时,连接有炉外燃烧室。
所述的余热回收系统为换热器或余热锅炉中的一种;其中,当所述的余热回收系统为换热器时,所述的换热器与喷雾塔燃烧室连接。
所述的碳化尾气处理系统包括急冷塔,脱酸塔,吸附塔,引风机和烟囱;其中,所述的急冷塔、脱酸塔、吸附塔、引风机和烟囱依次连接。
采用所述的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置进行高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的方法,包括以下步骤:
步骤1,干燥与预碳化:
(1)将高含盐、高COD工业废液经喷雾器,雾化后喷入塔内进行干燥与预碳化,形成粉状固态盐和载流气体;
(2)所述的载流气体经物料捕集器捕集进行分离为粉状固态盐和喷雾塔尾气;
所述的步骤1(1)中,高含盐、高COD工业废液经过脱水浓缩预处理后再进行雾化。
所述的步骤1(1)中,所述的干燥与预碳化过程为:废液与喷雾塔燃烧室产生的热烟气接触,通过热交换,由上向下依次完成干燥与预碳化过程,所述的干燥与预碳化温度为350~650℃。
所述的步骤1(1)中,高含盐、高COD工业废液经干燥处理后,干燥后粉状固态盐继续与喷雾塔燃烧室产生的热烟气换热,进行预碳化过程。
步骤2,二次碳化:
(1)将粉状固态盐送入碳化炉,进行二次碳化处理,形成产品盐和碳化尾气,将产品盐排出炉外,其中:所述的粉状固态盐包括喷雾塔底部收集的粉状固态盐和物料捕集器收集的粉状固态盐,所述的二次碳化温度为450~750℃或900~1000℃;
(2)所述的碳化尾气进入二燃室进行焚烧,焚烧温度为1050~1100℃,形成二燃室尾气,所述的二燃室尾气先后经过余热回收系统和碳化尾气处理系统处理后,实现无害化排放。
所述的步骤2(1)中,所述的碳化炉类型根据固态盐物理化学性质,碳化工艺要求等条件确定,其中:
(1)当固态盐中有机物需无氧状态或缺氧状态下加热分解碳化,二次碳化温度为450~750℃,碳化炉采用辐射管式加热的碳化分解炉或喷动床碳化炉,并根据固态盐处理量与炉型自身情况确定采用辐射管式加热的碳化分解炉(专利号2017206955176)或喷动床碳化炉或隧道窑碳化炉;
(2)当固态盐中晶体结构复杂有机物不易去除时,二次碳化温度为900~1000℃,碳化炉采用熔融式热解碳化炉。
所述的步骤2(1)(2)中,所述的二次碳化分解所需热量由设置碳化炉内燃烧烧嘴或加热元件提供,或由碳化炉外燃烧室所提供。
所述的步骤2(2)中,碳化尾气经过二燃室的高温焚烧,将碳化尾气中的未充分燃烧形成的二噁英和碳化分解过程中产生的气体燃烧氧化为无害气体。
所述的步骤2(2)中,二燃室尾气的处理方式包括以下两种:
(1)二燃室尾气经过换热器,与空气换热,形成换热尾气和换热空气,其中,换热空气用做喷雾塔燃烧室的助燃空气和二次配风,所述的换热尾气与步骤1中形成的喷雾塔尾气进入碳化尾气处理系统,经处理后实现无害化排放;
(2)二燃室尾气经过余热锅炉回收其热量后,形成换热尾气,所述的换热尾气与步骤1中形成的喷雾塔尾气进入碳化尾气处理系统,经处理后实现无害化排放。
所述的步骤2(2)中,碳化尾气处理系统用于处理尾气中的二噁英,SO2及粉尘等有害物质。
本发明的有益效果:
(1)本发明的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置及方法,其碳化设备类型选择根据废液物理化学性质,碳化工艺要求等条件确定,针对当固态盐中有机物需无氧状态或缺氧状态下加热分解碳化并结合固态盐处理量要求;以及当固态盐有机物与无机物晶体结构复杂,去除有机物难度大,需高温条件下去除等情况,分别选取相适应的碳化炉进行碳化分解;
(2)本发明提供的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置及方法,主要针对含高含盐,高COD工业废液的处理所提出,其关键是根据不同废液所含的无机物和有机物所对应的软化点选择不同的碳化温度和工艺条件,避免了采用高温碳化易发生软化,粘结等工程问题;
(3)采用本发明的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置及方法,对工业废液碳化处理后无机盐经溶解结晶,其无机盐纯度符合国家工业盐标准。
附图说明:
图1为本发明实施例1的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置结构示意图,其中:
1-喷雾塔,2-料液雾化器,3-喷雾塔燃烧室,4-物料捕集器,5-辐射管式加热的碳化分解炉,6-二燃室,7-换热器,8-急冷塔,9-脱酸塔,10-吸附塔,11-引风机,12-烟囱,13-泵,14-送料器。
具体实施方式:
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
本实施例对发明进行中试装置验证:
本实施例的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理规模为,每小时处理一立方米含高含盐、高COD废液,其含水46~50%;
一种高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置,其结构示意图如图1所示,包括干燥预碳化系统,辐射管式加热的碳化分解炉5,二燃室6,换热器7和碳化尾气处理系统,其中:
所述的碳化尾气处理系统包括急冷塔8,脱酸塔9,吸附塔10,引风机11和烟囱12,所述的急冷塔8、脱酸塔9、吸附塔10、引风机11和烟囱12依次连接;
所述的干燥预碳化系统包括喷雾塔1,料液雾化器2和物料捕集器4,所述的喷雾塔1设有喷雾塔燃烧室3,所述的料液雾化器2设置在喷雾塔1顶部,所述的物料捕集器4分别与所述的喷雾塔1和所述的急冷塔8连接;
所述的辐射管式加热的碳化分解炉5分别与所述的喷雾塔1和所述的物料捕集器4连接;
所述的辐射管式加热的碳化分解炉5,二燃室6,换热器7与急冷塔8依次连接,所述的换热器7与喷雾塔燃烧室3连接;
所述的喷雾塔1底部与物料捕集器底部均设有送料器14。
采用所述的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置进行高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的方法,包括以下步骤:
步骤1,干燥与预碳化:
(1)本实施例中高含盐、高COD工业废液为化工废液,其含盐6~7%(氯化钠)、COD为160g/L(主要为苯系,芳烃系类),经浓缩为固含量18~20%,由泵13送至喷雾塔1顶端,料液喷嘴为低压雾化喷嘴,经料液雾化器2雾化后喷入喷雾塔1内与喷雾塔燃烧室3产生的热烟气接触,通过热交换,由上向下依次完成干燥与预碳化过程,形成粉状固态盐和载流气体,所述的干燥与预碳化温度为450℃;
(2)所述的载流气体经物料捕集器4捕集进行分离为粉状固态盐和喷雾塔尾气;
步骤2,二次碳化:
(1)喷雾塔1底部收集的粉状固态盐和物料捕集器4收集的粉状固态盐由送料器14一并送入辐射管式加热的碳化分解炉5,由辐射管式加热的碳化分解炉5内加热元件提供二次碳化分解所需热量,进行二次碳化处理,二次碳化温度为700℃,形成产品盐和碳化尾气,将产品盐排出炉外,产品盐经溶解分离所制精盐,氯化钠含量>97g/100g,水不溶物<0.1g/100g,其余指标符合工业盐标准;
(2)所述的碳化尾气进入二燃室6进行焚烧,焚烧温度为1100℃,将碳化尾气中的未充分燃烧形成的二噁英和碳化分解过程中产生的气体燃烧氧化为无害气体,形成二燃室尾气,二燃室尾气经过换热器7,与空气换热,形成换热尾气和换热空气,其中,换热空气用做喷雾塔燃烧室3的助燃空气和二次配风,所述的换热尾气与步骤1中形成的喷雾塔尾气依序进入急冷塔8、脱酸塔9和吸附塔10进行急冷、脱酸和吸附净化处理,由引风机11引出排入烟囱12,经处理后的尾气中粉尘<30mg/Nm3,SO2<1g/Nm3,NO<0.5g/Nm3符合国家废气排放标准,实现无害化排放。

Claims (9)

1.一种高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置,其特征在于,包括干燥预碳化系统,碳化炉,二燃室,余热回收系统和碳化尾气处理系统,其中:
所述的干燥预碳化系统包括喷雾塔,料液雾化器和物料捕集器,其中:所述的料液雾化器设置在喷雾塔顶部,所述的物料捕集器分别与所述的喷雾塔和所述的碳化尾气处理系统连接;
所述的碳化炉分别与所述的喷雾塔和所述的物料捕集器连接;
所述的碳化炉,二燃室,余热回收系统与碳化尾气处理系统依次连接。
2.根据权利要求1所述的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置,其特征在于,所述的喷雾塔设有喷雾塔燃烧室。
3.根据权利要求2所述的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置,其特征在于,所述的余热回收系统为换热器或余热锅炉中的一种;其中,当所述的余热回收系统为换热器时,所述的换热器与喷雾塔燃烧室连接。
4.根据权利要求1所述的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置,其特征在于,所述的碳化尾气处理系统包括急冷塔,脱酸塔,吸附塔,引风机和烟囱;其中,所述的急冷塔、脱酸塔、吸附塔、引风机和烟囱依次连接。
5.根据权利要求1所述的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置,其特征在于,所述的碳化炉为辐射管式加热的碳化分解炉,喷动床碳化炉,隧道窑碳化炉或熔融式热解碳化炉中的一种。
6.采用权利要求1所述的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的装置进行高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,干燥与预碳化:
(1)将高含盐、高COD工业废液经料液雾化器,雾化后喷入喷雾塔内进行干燥与预碳化,形成粉状固态盐和载流气体;
(2)所述的载流气体经物料捕集器捕集进行分离为粉状固态盐和喷雾塔尾气;
步骤2,二次碳化:
(1)将粉状固态盐送入碳化炉,进行二次碳化处理,形成产品盐和碳化尾气,将产品盐排出炉外,其中:所述的粉状固态盐包括喷雾塔底部收集的粉状固态盐和物料捕集器收集的粉状固态盐,所述的二次碳化温度为450~750℃或900~1000℃;
(2)所述的碳化尾气进入二燃室进行焚烧,焚烧温度为1050~1100℃,形成二燃室尾气,所述的二燃室尾气先后经过余热回收系统和碳化尾气处理系统处理后,实现无害化排放。
7.根据权利要求6所述的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的方法,其特征在于,所述的步骤1(1)中,高含盐、高COD工业废液经过脱水浓缩预处理后再进行雾化。
8.根据权利要求6所述的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的方法,其特征在于,所述的步骤1(1)中,所述的干燥与预碳化过程为:废液与喷雾塔燃烧室产生的热烟气接触,通过热交换,由上向下依次完成干燥与预碳化过程,所述的干燥与预碳化温度为350~650℃。
9.根据权利要求6所述的高含盐、高COD工业废液分级碳化处理的方法,其特征在于,所述的步骤2(2)中,二燃室尾气的处理方式包括以下两种:
(1)二燃室尾气经过换热器,与空气换热,形成换热尾气和换热空气,其中,换热空气用做喷雾塔燃烧室的助燃空气和二次配风,所述的换热尾气与步骤1中形成的喷雾塔尾气进入碳化尾气处理系统,经处理后实现无害化排放;
(2)二燃室尾气经过余热锅炉回收其热量后,形成换热尾气,所述的换热尾气与步骤1中形成的喷雾塔尾气进入碳化尾气处理系统,经处理后实现无害化排放。
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