CN108249495B - 二段式浸没燃烧蒸发一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二段式浸没燃烧蒸发一体化装置，其包括一个单体形式的蒸发罐，蒸发罐内部具有两个蒸发室，处理液可经过罐内底部连通区域从第一蒸发室流入第二蒸发室，从而实现了在一个蒸发罐内进行二段式浸没燃烧蒸发。减少了蒸发器和各类气体液体运输管道的数量，节约能源，节约占地面积和成本，同时简化处理流程，方便运行管理。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护的高盐有机废液处理技术领域，特别涉及垃圾渗滤液的蒸发浓缩处理技术。
背景技术
垃圾渗滤液的处理一直以来都是我国生活垃圾综合处置中的一个重要课题。我国生活垃圾含水率高，渗滤液产量大且污染物浓度高，水质变化范围大，处理难度明显高于欧美发达国家。
渗滤液中含有大量易降解和难降解有机物、氨氮及无机盐类等，生物处理法是目前最主要的处理技术手段，可以去除绝大多数易降解有机物，并可以将氨氮转化为硝态氮(在补充碳源时可进一步去除)，但是残留的难降解有机物和其它污染物一般只能通过纳滤或反渗透等膜处理方法去除；但膜处理仅是一个物理截留过程，产生的膜浓缩液富集了大量难降解有机物和盐分。高级氧化法可以分解和去除难降解有机物，但难以去除含氮污染物，且在实际应用中还需要解决工艺稳定性及处理成本偏高等问题。基于直接接触传热原理的浸没燃烧蒸发技术彻底规避了结垢难题，而二段式浸没燃烧蒸发工艺又实现了蒸发过程中挥发性有机物的去除，最终将所有有机、无机污染物及盐分都聚集到固态残渣中，已经广泛应用于垃圾渗滤液，特别是膜浓缩液的处理工程。
中国专利200410042794.4公开了一种填埋场渗滤液的蒸发焚烧和蒸发浓缩二阶段处理方法，并公开了相应的二阶段浸没燃烧蒸发的装置。但是当前的二段式浸没燃烧蒸发工艺需要至少两台浸没燃烧蒸发器串联，两台浸没燃烧蒸发器分别设置在两个蒸发罐中，设备多、投资高、工艺流程长、运行管理较为复杂。
因而，现有技术在进行二段式浸没燃烧蒸发处理时存在以下缺陷：
第一，用到的设备数量多、占地面积大；
第二，各类气体液体的运输管长，投资大，且可利用的高温蒸汽在长距离输送过程中热量耗散多；
第三，需要对多个蒸发罐进行控制，流程复杂，管理不方便。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种二段式浸没燃烧蒸发一体化装置。
其包括一个单体形式的蒸发罐，所述蒸发罐内部具有两个蒸发室，两个所述蒸发室在底部连通以形成罐内底部连通区域，第一蒸发室与外界相连设有原液进液管，处理液可由所述罐内底部连通区域从所述第一蒸发室流入第二蒸发室。
优选地，两个所述蒸发室由设置在所述蒸发罐内的分隔件分隔。
优选地，所述分隔件与所述蒸发罐的顶部密闭连接、与所述蒸发罐的底部留有间隙。
优选地，所述分隔件在第一蒸发室一侧附近处对应的蒸发罐底部区域高于所述分隔件在第二蒸发室一侧附近处对应的蒸发罐底部区域，所述处理液和/或所述处理液蒸发形成的盐泥在重力作用下从所述第一蒸发室流入所述第二蒸发室。
优选地，两个所述蒸发室的上方蒸汽空间由罐内连通管连通，所述第二蒸发室上方还设有燃烧室，所述罐内连通管在所述第二蒸发室内的出口通向所述燃烧室。
优选地，所述第二蒸发室的上方蒸汽空间还设有蒸汽排放管，所述蒸汽排放管将由所述第二蒸发室浸没燃烧蒸发产生的蒸汽及尾气排出所述蒸发罐。
优选地，所述分隔件与所述蒸发罐底部间隙的大小可调节，和/或所述分隔件在所述第一蒸发室与所述第二蒸发室之间的分隔位置可调节。
优选地，所述两个蒸发室的底部设置有布气系统。
优选地，处理液为高盐有机废液。
优选地，所述高盐有机废液为垃圾渗滤液或垃圾渗滤液的浓缩液。
上述技术方案具有以下有益效果：
1.本发明通过单体浸没燃烧蒸发设备，实现了由2台浸没燃烧蒸发器构成的“二段式浸没燃烧蒸发工艺”的效果。即，通过底部相通的两个蒸发室，分别实现污染物的蒸发焚烧和渗滤液浓缩等功能，挥发性污染物经高温灼烧去除，难挥发性污染物集中于最终浓缩液和结晶中，蒸发尾气可达标排放；
2.本发明通过调节蒸发罐内部分隔件的高低位置和/或分隔位置，可方便地控制处理液在两个蒸发室内的停留时间，即控制了两个阶段的浸没燃烧蒸发的时长；
3.本发明可以以垃圾处理中产生的厌氧沼气、垃圾填埋气或垃圾热解气为燃烧能源，将污染物燃烧产生的余热加以利用，实现了垃圾填埋场的两个二次污染源的统一处理，达到了“以废治废”的效果，避免了水和污染物同时蒸发、能源大量浪费的情况；
4.本发明相比于原有“二段式浸没燃烧蒸发工艺”的两台蒸发器组合，减少了蒸发器和各类气体液体运输管道的数量，节约了占地面积和前期设备建筑投资成本，同时简化处理流程，方便运行管理。
附图说明
图1为本发明二段式浸没燃烧蒸发一体化装置的结构示意图。
附图标记说明
1蒸发罐
2第一蒸发室
3第二蒸发室
4分隔板
5罐内连通管
6燃烧室
7蒸汽排放管
8布气系统
9原液进液管
10底部排放管
具体实施方式
为了更加清楚地阐述本发明的上述目的、特征和优点，在该部分结合附图详细说明本发明的具体实施方式。除了在本部分描述的各个实施方式以外，本发明还能够通过其他不同的方式来实施，在不违背本发明精神的情况下，本领域技术人员可以做相应的改进、变形和替换，因此本发明不受该部分公开的具体实施例的限制。本发明专利的保护范围应以权利要求为准。
下面参照图1，介绍本发明装置的大略结构和处理工艺。
装置结构
本发明的二段式浸没燃烧蒸发一体化装置，具备一个单体形式的蒸发罐1，蒸发罐1内部被分隔板4间隔出两个蒸发室，分别是第一蒸发室2和第二蒸发室3，分隔板4底部与蒸发罐1底部留有间隙，从而使第一蒸发室2和第二蒸发室3在底部连通。
第一蒸发室2与外界相连设有原液进液管9，第二蒸发室3与外界相连设有蒸汽排放管7，蒸发罐1底部位于第二蒸发室对应的区域设有底部排放管10。
蒸发罐1的罐底优选设置成锥形、喇叭形或斜坡形等倾斜结构，使罐底在分隔板4两侧附近处的高度能满足第一蒸发室2内的渗滤液和/或由渗滤液蒸发产生的盐泥可在重力作用下流入第二蒸发室3内，同时也便于第二蒸发室3内完成第二次蒸发汽提后最终产生的浓缩液或结晶从蒸发罐1底部排出。例如，当蒸发罐1为圆筒状时，将其底部设置成圆锥形，圆锥的顶点位于第二蒸发室3底部对应的区域。
在其他实施例中，蒸发罐1的罐底也可不设置成倾斜结构。在浸没燃烧蒸发过程中，第一蒸发室2得到来自原液进液管9不断补充输送的渗滤液，两个蒸发室之间的液位差使得渗滤液从第一蒸发室2流入第二蒸发室3。
分隔板4设置成底部可上下移动的形式。例如(但不限于)设置成上下两块部分重叠的板形式，保持上部板与蒸发罐1顶部密闭连接，而下部板可在一定区域内上下移动。通过调节分隔板4底部所处的高度，可调节分隔板4底部与蒸发罐1底部所形成间隙的大小，从而根据需要调控渗滤液在两个蒸发室内的停留时间。另外，分隔板4在第一蒸发室2与第二蒸发室3之间的分隔位置也可以设置成可调节：例如可调节分隔板4在第一蒸发室2与第二蒸发室3之间的水平位置；或者可调节分隔板4在第一蒸发室2与第二蒸发室3之间的分隔姿态，分隔板4的不同分隔姿态表现为分隔板4与竖直方向成不同角度，或是绕竖直方向的轴旋转。通过调节分隔板4在第一蒸发室2与第二蒸发室3之间的分隔位置，也可调控渗滤液在两个蒸发室内的停留时间。
第一蒸发室2和第二蒸发室3上方的蒸汽空间由罐内连通管5连通，第二蒸发室3上方设有燃烧室6，罐内连通管5可将第一蒸发室2内浸没燃烧蒸发产生的含污染物气体导入第二蒸发室3上方的燃烧室6进行焚烧。
第一蒸发室2和第二蒸发室3的底部均设有布气系统8，可燃气体和助燃空气通过布气系统进入两个蒸发室中，布气系统将高温气体撕裂成微小气泡。
处理工艺
渗滤液经原液进液管9进入第一蒸发室2，与第一蒸发室2内的布气系统8输出的高温小气泡直接接触，第一蒸发室2渗滤液中的大量易挥发性污染物得到第一次汽提，产生一级蒸发气体，该一级蒸发气体主要包括挥发性有机物、水蒸汽、二氧化碳和氮气。
上述一级蒸发气体通过罐内连通管5进入第二蒸发室3内的燃烧室6进行焚烧。燃烧室6的燃烧温度为850-1100℃，一级蒸发气体中的挥发性有机物等有害污染物在燃烧室6中被焚烧去除。
渗滤液在第一蒸发室2中完成第一次汽提浓缩后，流入第二蒸发室3，由第一蒸发室2流出的渗滤液温度为85-95℃。
燃烧室6燃烧产生的高温燃气被进一步通入第二蒸发室3中的渗滤液中。
从而，第二蒸发室3中的渗滤液与第二蒸发室3内的布气系统8输出的高温小气泡以及燃烧室6燃烧产生的高温燃气直接接触，构成第二次汽提，获得最终的浓缩液或结晶，上述浓缩液或结晶通过底部排放管10排出。第二蒸发室3产生的二级蒸发气体主要包括水蒸汽、二氧化碳和氮气，排放能够达到国家相应标准要求，上述二级蒸发气体经蒸汽排放管7排出冷凝或直接对空排放，其温度低于100℃。
根据本发明实施例的二段式浸没燃烧蒸发一体化装置，所通入可燃气体可以为厌氧沼气、垃圾填埋气、垃圾热解气或者其它商品燃料。
本发明的二段式浸没燃烧蒸发一体化装置可实现以往二段式处理工艺渗滤液浓缩10倍以上的浓缩效果，可有效控制填埋场渗滤液的污染。
以上各个实施例在不违背本发明精神范围内可以任意地进行组合。为简洁起见，本文省略了部分零部件的描述，然而该部分零部件均应当理解为能够采用现有技术实施。
Claims (6)
1.一种二段式浸没燃烧蒸发一体化装置，包括一个蒸发罐(1)，其特征在于，所述蒸发罐(1)内部具有两个蒸发室，两个所述蒸发室在底部连通以形成罐内底部连通区域，第一蒸发室(2)与外界相连设有原液进液管(9)，处理液可由所述罐内底部连通区域从所述第一蒸发室(2)流入第二蒸发室(3)，
两个所述蒸发室由设置在所述蒸发罐(1)内的分隔件分隔，
所述分隔件与所述蒸发罐(1)的顶部密闭连接、与所述蒸发罐(1)的底部留有间隙，
所述分隔件在所述第一蒸发室(2)一侧附近处对应的蒸发罐底部区域高于所述分隔件在所述第二蒸发室(3)一侧附近处对应的蒸发罐底部区域，所述处理液和/或所述处理液蒸发形成的盐泥在重力作用下从所述第一蒸发室(2)流入所述第二蒸发室(3)；
所述分隔件与所述蒸发罐(1)底部间隙的大小可调节，和/或所述分隔件在所述第一蒸发室(2)与所述第二蒸发室(3)之间的分隔位置可调节。
2.根据权利要求1所述的二段式浸没燃烧蒸发一体化装置，其特征在于：两个所述蒸发室的上方蒸汽空间由罐内连通管(5)连通，所述第二蒸发室(3)上方还设有燃烧室(6)，所述罐内连通管(5)在所述第二蒸发室(3)内的出口通向所述燃烧室(6)。
3.根据权利要求1所述的二段式浸没燃烧蒸发一体化装置，其特征在于：所述第二蒸发室(3)的上方蒸汽空间还设有蒸汽排放管(7)，所述蒸汽排放管(7)将由所述第二蒸发室(3)浸没燃烧蒸发产生的蒸汽及尾气排出所述蒸发罐(1)。
4.根据权利要求1所述的二段式浸没燃烧蒸发一体化装置，其特征在于：两个所述蒸发室的底部设置有布气系统(8)。
5.根据权利要求1所述的二段式浸没燃烧蒸发一体化装置，其特征在于：所述处理液为高盐有机废液。
6.根据权利要求5所述的二段式浸没燃烧蒸发一体化装置，其特征在于：所述高盐有机废液为垃圾渗滤液或垃圾渗滤液的浓缩液。
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