CN108800168A - 一种三段式有机氮废液焚烧装置及焚烧工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三段式有机氮废液焚烧装置和一种有机氮废液焚烧工艺，三段式有机氮废液焚烧装置包括依次连通设置的一段立式贫氧分解室、二段卧式混合燃烧室和三段富氧燃尽室，有机氮废液输送系统，用于向一段立式贫氧分解室输送气体的输气系统，引风机，一段立式贫氧分解室连接有机氮废液输送系统，三段富氧燃尽室连接补氧风机和引风机。有机氮废液进入一段立式贫氧分解室中燃烧生成烟气，废液中的氮元素主要转化为氮气；烟气进入二段卧式混合燃烧室，二段文丘里卧式升温，充分分解多氯化合物；烟气进入三段富氧燃尽室，在富氧高温状态下彻底燃烧有机物，生成能够排放到大气中的烟气。

Description

一种三段式有机氮废液焚烧装置及焚烧工艺

技术领域

本发明涉及一种有害液体处理装置及处理工艺，尤其是一种三段式有机氮废液焚烧装置及焚烧工艺。

背景技术

焚烧法具有技术成熟、占地面积小，处置效率快，污染物破除彻底，可以回收能量和盐类等优点，采用焚烧法处置有害有机物，有机物在高温下彻底氧化分解，生成二氧化碳和水，废液中的主要有机物的焚毁去除率在99.99%，但是，废液中会含有：有机氯元素、有机氮元素、多氯联苯等成分，焚烧后尾气中会有：氮氧化物、二氧化硫、二噁英、氯化氢等有害气体形成二次污染问题。因此，必须研究这些有害烟气的排放特性和控制措施，使焚烧工艺达到最新的国家环保标准允许的排放范围内。

在现有焚烧工艺中， 废液焚烧设备为了使废液中的氨基物质、硝基类有机物焚烧更充分，往往会向一次室内增加充分燃烧的空气量（这时候空气过剩系数为a=1.0），一次室温度控制在：800-850℃，这时候氮氧化物的转化率达到峰值，经过焚烧后氢氧化成水蒸气，水汽是与大气相容。烟气中的氮气在许多情况下是不变的，氮气可形成不同的氧化物，除一氧化氮外，别的氮氧化物是不稳定的，烟气中容易生成：二氧化氮与一氧化氮。如果不对焚烧后产生的氮氧化物进行去除，将造成很大的危害，当氮氧化物与碳氢化合物共存与大气中，经过阳光紫外线照射，发生光化学反应，产生光化学烟雾，这样的烟雾是一种有害的二次污染。这样焚烧后的烟气就必须配备脱硝装置， 需要在高温区域增设选择性非催化还原法高温脱硝，也就是SNCR高温脱销，因为SNCR高温脱硝去除效率在30-40%，如果烟气中氮氧化物含量还不能满足环保排放要求，还需要在低温段采用选择性催化还原脱硝工艺（SCR脱销工艺），这样使得焚烧法整体运行设备工艺复杂化，因为高温脱硝需要氨水还原剂、低温脱硝需要催化剂，这样会造成焚烧设备投资成本增加，对焚烧设备安全稳定运行提出更高的要求。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种三段式有机氮废液焚烧装置，同时还提供一种有机氮废液焚烧工艺。采用三段式有机氮液焚烧装置及焚烧工艺能够大大简化对有机氮液进行无害、无毒处理的工艺，降低有机氮液的无害、无毒处理过程中对处理装置的过高要求。

为实现上述目的，本发明技术解决方案如下：

一种三段式有机氮废液焚烧装置，包括依次连通设置的一段立式贫氧分解室、二段卧式混合燃烧室和三段富氧燃尽室，所述一段立式贫氧分解室连接有有机氮废液输送系统，所述三段富氧燃尽室连接有补氧风机和引风机，还包括用于向所述一段立式贫氧分解室输送空气的输气系统，所述一段立式贫氧分解室、二段卧式混合燃烧室和三段富氧燃尽室均连接辅助燃烧系统。

进一步，所述有机氮废液输送系统包括安装在一段立式贫氧分解室上的废液喷枪，与废液喷枪依次连接的废液泵和机氮液储存罐。

进一步，所述输气系统包括储气罐、输气管道，所述输气管道连接所述储气罐，所述输气管道上安装有调压阀。

进一步，所述二段卧式混合燃烧室呈文丘里状。

进一步，所述引风机与所述三段富氧燃尽室通过引风管道连接，所述引风管道上设有余热回收装置。

进一步，所述引风管道上还设有烟气处理装置。

进一步，所述辅助燃烧系统包括辅助燃料系统和分别设置在一段立式贫氧分解室、二段卧式混合燃烧室和三段富氧燃尽室中的辅助燃烧器。

一种三段式有机氮废液焚烧工艺，包括以下步骤：

1）将有机氮废液输送到所述一段立式贫氧分解室并在一段立式贫氧分解室中的辅助燃烧器的作用下燃烧产生烟气，所述一段立式贫氧分解室内的空气过剩系数小于1；

2）所述烟气从所述一段立式贫氧分解室进入所述二段卧式混合燃烧室并在二段卧式混合燃烧室中的辅助燃烧器的作用下升温至950-1050℃；

3）升温后的所述烟气从所述二段卧式混合燃烧室进入所述三段富氧燃尽室并在三段富氧燃尽室中的辅助燃烧系统的作用下升温至1100℃以上，所述三段富氧燃尽室的空气过剩系数大于1。

进一步，所述一段立式贫氧分解室的空气过剩系数在0.6-0.8之间，所述三段富氧燃尽室的空气过剩系数大于1.2。

进一步，所述一段立式贫氧分解室温度在850-950℃之间，所述烟气通过所述二段卧式混合燃烧室用时大于2秒，所述烟气通过所述三段富氧燃尽室用时大于2秒。

本发明三段式有机氮废液焚烧装置首先将有机氮废液和压缩空气一起喷入一段立式贫氧分解室进行燃烧，可以将有机氮废液中的氮元素转化为氮气，废气在二段卧式混合燃烧室的辅助燃烧器作用下升温，能够充分分解有害的多氯化合物，废气在三段富氧燃尽室内富氧状态下，可以使废液中的有机物彻底分解，完成整个处理过程，得到合乎废气排放标准可直接排放到大气中的无害、无毒废气。

附图说明

图1为本发明一种三段式有机氮废液焚烧装置的使用状态结构示意图；

图2为图1中A部的放大图；

图3为本发明一种三段式有机氮废液焚烧装置及焚烧工艺的实施流程图。

具体实施方式

下面结合实施例说明本发明。图1是本发明一种三段式有机氮废液焚烧装置的使用状态的结构示意图。一种三段式有机氮废液焚烧装置包括依次连通设置的一段立式贫氧分解室1、二段卧式混合燃烧室2和三段富氧燃尽室3，与一段立式贫氧分解室1连接的有机氮废液输送系统，用于向一段立式贫氧分解室输送空气的输气系统，与三段富氧燃尽室3连接的补氧风机26和引风机31，一段立式贫氧分解室1、二段卧式混合燃烧室2和三段富氧燃尽室3均连接辅助燃烧系统。

一段立式贫氧分解室1的空气过剩系数小于1，优选地一段立式贫氧分解室1的空气过剩系数在0.6-0.8之间。有机氮废液输送系统用于向一段立式贫氧分解室1输送有机氮废液。三段富氧燃尽室3连接用于控制烟气流速引风机31。补氧风机26用于向三段富氧燃尽室3补充空气。三段富氧燃尽室3的空气过剩系数大于1，优选地三段富氧燃尽室3的空气过剩系数大于1.2。辅助燃烧系统用于在一段立式贫氧分解室1、二段卧式混合燃烧室2和三段富氧燃尽室3中燃烧有机氮废液和加热烟气。

输气系统包括储存压缩空气的储气罐6和与储气罐6相连的输气管道32，输气管道32上安装有调压阀7，调压阀7的前面和后面的输气管道32上均安装有压力检测仪。输气管道32连接废液喷枪9。压力检测仪连接控制器，控制器根据压力检测仪检测的气压调节调压阀7，从而使一段立式贫氧分解室1的空气过剩系数保持在0.6-0.8之间。

有机氮废液输送系统包括废液喷枪9，废液喷枪9安装在一段立式贫氧分解室1的侧壁上，废液喷枪9通过废液管道与有机氮液储存罐11连接，废液管道30上安装有废液泵10，废液泵10用于从有机氮液储存罐11中抽取有机氮废液并将有机氮废液通过废液管道输送到废液喷枪9中，废液喷枪9连接输气管道32，输气管道32用于向废液喷枪9中输送空气，废液喷枪9中的有机氮废液和输气管道32输送的空气在压力作用下通过废液喷枪9的喷嘴向一段立式贫氧分解室1内喷射，在一段立式贫氧分解室1内形成有机氮废液喷雾。

一段立式贫氧分解室1连接辅助燃烧系统。辅助燃系统包括辅助燃料系统和分别安装在一段立式贫氧分解室1、二段卧式混合燃烧室2和三段富氧燃尽室3中的辅助燃烧器21，辅助燃料系统包括辅助燃料储存装置4和辅助燃料输送管道。辅助燃料输送管道上安装有用于控制向一段立式贫氧分解室1输送的辅助燃料量的第一阀门，辅助燃料输送系统输送储存辅助燃料到一段立式贫氧分解室1中的辅助燃烧器21-1中，辅助燃料在辅助燃烧器21-1中燃烧引燃一段立式贫氧分解室1中的有机氮废液喷雾。有机氮废液燃烧形成废渣和含有有害气体的烟气。一段立式贫氧分解室1安装有第一温度检测仪22，第一温度检测仪22连接控制器，控制器连接第一阀门。控制器根据第一温度检检测仪22检测的温度控制第一阀门的开闭，从而控制辅助燃料的输送量，达到调节一段立式贫氧分解室1内温度的目的。一段立式贫氧分解室1的温度在850-950℃之间。

一段立式贫氧分解室1中的废渣在烟气的带动下移动，在一段立式贫氧分解室1侧壁上设置有冷却水槽28，冷却水槽28中设有出灰系统29，出灰系统29用于将沉淀到冷却水槽28中的废渣排出一段立式贫氧分解室1，冷却水槽28连接循环冷却水管道，用于冷却废渣。

一段立式贫氧分解室1上设有第一气压检测仪，第一气压检测仪用于检测一段立式贫氧分解室1内的气体压力，第一气压检测仪与控制器连接，控制器连接设置在一段立式贫氧分解室1上的防爆口23，当一段立式贫氧分解室1内的气压出现异常时，打开防爆口23，防止一段立式贫氧分解室1发生爆炸。

一段立式贫氧分解室1设有烟气出口，烟气从一段立式贫氧分解室1上的烟气出口流出进入二段卧式混合燃烧室2，二段卧式混合燃烧室2呈文丘里状，可使烟气在二段卧式混合燃烧室2中充分混合。二段卧式混合燃烧室2中设有辅助燃烧器21-2，辅助燃烧器21-2通过辅助燃料输送管道连接辅助燃料储存装置4，辅助燃料输送管道安装有用于控制向二段卧式混合燃烧室2输送的辅助燃料量的第二阀门。二段卧式混合燃烧室2设有第二温度检测仪，第二温度检测仪连接控制器，控制器连接第二阀门。控制器根据第二温度检检测仪检测的温度控制第二阀门的开闭，从而控制辅助燃料的输送量，达到调节二段卧式混合燃烧室2内温度的目的。辅助燃料在二段卧式混合燃烧室2内的燃烧火焰与二段卧式混合燃烧室2内烟气流动方向垂直，可有效保证烟气滞留时间，从而保证烟气中的大颗粒粉尘沉降，二段卧式混合燃烧室2上设有防爆门30，以使二段卧式混合燃烧室2在紧急情况下泄压。二段卧式混合燃烧室2设有第二气压检测仪用于检测二段卧式混合燃烧室2内的气压。

二段卧式混合燃烧室2设有烟气出口，烟气流从二段卧式混合燃烧室2的烟气出口流出进入三段富氧燃尽室3。三段富氧燃尽室3为圆筒型耐火砖整体砌筑成形结构，三段富氧燃尽室3的侧壁上设有若干个小孔径喷头27，小孔径喷头27通过小孔径管道连接补氧风机26，小孔径管道上设有若干个控制阀和若干个压力检测仪。若干个小孔径喷头27沿三段富氧燃尽室3内分段设置，每段小孔径喷头27均设有一个总的控制阀。三段富氧燃尽室3连接辅助燃烧系统，安装在三段富氧燃尽室3中的辅助燃烧器21-3通过辅助燃料输送管道连接辅助燃料储存装置4，辅助燃料输送管道安装有用于控制向三段富氧燃尽室3输送的辅助燃料量的第三阀门。三段富氧燃尽室3设有第三温度检测仪，第三温度检测仪连接控制器，控制器连接第三阀门。控制器根据第三温度检检测仪检测的温度控制第三阀门的开闭，从而控制辅助燃料的输送量，达到调节三段富氧燃尽室3内温度的目的。

三段富氧燃尽室3内的空气过剩系数大于1.2，确保进入焚烧系统的有机物充分彻底的燃烧完全，从而完成整个燃烧过程。三段富氧燃尽室3上设有出灰口34，用于排出从烟气中沉淀出的大颗粒沉渣。三段富氧燃尽室3通过引风管道25连接引风机31。引风管道25上依次设有余热回收装置15和烟气处理装置14。

余热回收装置15连接软化水处理装置19，软化水处理装置19用于去除自来水中的矿物离子，防止冷却水在余热回收装置15中结垢堵塞通道。烟气处理装置14用于收集烟气中的颗粒杂质。引风管道25上设有紧急旁通管道13，紧急旁通管道13分别与余热回收装置15前面的引风管道25前段和余热回收装置15后面的引风管道25后段相连，用于当余热回收装置15过热时，烟气不经过余热回收装置15直接进入烟气处理装置14。

引风管道25和紧急旁通管道13上均设有用于控制烟气通断的气动阀门。气动阀门连接输气管道32，用于当停电时，通过输气管道32中压缩空气的压力关闭气动阀门。

烟气处理装置14连接引风机31，调过调节引风机31可以控制烟气在一段立式贫氧分解室1、二段卧式混合燃烧室2和三段富氧燃尽室3内的流动速度。

优选地，二段卧式混合燃烧室2中的第二气压检测仪连接控制器，控制器根据第二气压检测仪检测的二段卧式混合燃烧室2中的气压大小调节引风机31，从而调节烟气在一段立式贫氧分解室1、二段卧式混合燃烧室2和三段富氧燃尽室3内的流动速度。

引风机31连接烟囱17，烟囱17用于向大气中排放经过处理的烟气，烟囱17上设有检测口16，用于检测烟囱17排出的烟气成分。烟囱17的下部设有排灰口18，用于排出烟气中沉淀的废渣。

一种三段式有机氮废液焚烧工艺，安装在废液管道上的废液泵10抽取有机氮液储存罐11中储存的有机氮液，并将有机氮废液输送到废液喷枪9中，废液喷枪9中的有机氮废液和与废液喷枪9连接的输气管道32输送的空气在气压作用下向一段立式贫氧分解室1中喷入有机氮废液，有机氮废液在一段立式贫氧分解室1中的辅助燃烧器21-1和与辅助燃烧器21-1连接的辅助燃料系统的作用下燃烧，生成烟气和废渣。

输气管道32连接储存压缩空气的储气罐6，输气管道32上设有调压阀7，调压阀7前后的输气管道32上均设有压力检测仪，压力检测仪和调压阀7均连接控制器，控制器根据压力检测仪检测的输气管道32中的气压控制调压阀7，从而控制通入一段立式贫氧分解室1的空气量，使一段立式贫氧分解室1中的空气过剩系数小于1。优选地，一段立式贫氧分解室1中的空气过剩系数保持在0.6-0.8之间，可使在一段立式贫氧分解室1中燃烧的有机氮废液中的氮元素通过化学反应转化为氮气的转化率更高。

一段立式贫氧分解室1安装有第一温度检测仪22，第一温度检测仪22连接控制器，控制器连接第一阀门。控制器根据第一温度检检测仪22检测的温度控制第一阀门的开闭，从而控制辅助燃料的输送量，达到调节一段立式贫氧分解室1内温度的目的。一段立式贫氧分解室1的温度在850-950℃之间。一段立式贫氧分解室1的在空气过剩系数在0.6-0.8之间。温度为850-950℃，空气过剩系数在0.6-0.8之间的贫氧状态下，能够抑制氮氧化合物的生成，使有机氮废液中的氮元素主要转化生成氮气。

烟气从一段立式贫氧分解室1出来后进入二段卧式混合燃烧室2中。二段卧式混合燃烧室2呈文丘里状，这能使二段卧式混合燃烧室2中的烟气充分混合。二段卧式混合燃烧室2中的辅助燃热器21-2的燃烧火焰与气流的流动方向垂直，能够使烟气中的废渣在二段卧式混合燃烧室2中保持一定的停留时间，从而有利于烟气中的废渣沉降。在辅助燃烧系统的作用下，二段卧式混合燃烧室2的温度上升至950-1050℃之间，通过控制器的调节，烟气通过二段卧式混合燃烧室2的时间要超过2秒，能够能够充分分解有害的多氯化合物，抑制二噁英的生成。

烟气从二段卧式混合燃烧室2出来后进入三段富氧燃尽室3，三段富氧燃尽室3的侧壁上设有小孔径喷头27，小孔径喷头27通过小孔径管道连接补氧风机26，小孔径管道上设有控制阀和压力检测仪。补氧风机26与压力检测仪连接控制器， 通过控制器的调节，使三段富氧燃尽室3的空气过剩系数大于1。优选地，三段富氧燃尽室3的空气过剩系数大于1.2。在辅助燃烧系统的作用下，三段富氧燃尽室3的温度上升至1100℃以上，通过控制器的调节，烟气通过三段富氧燃尽室3的时间要超过2秒，可以确保进入焚烧系统的有机物充分彻底的燃烧完全 ，从而完成整个燃烧过程。

三段富氧燃尽室3通过引风管道25连接引风机31。引风管道25上依次设有余热回收装置15和烟气处理装置14。

余热回收装置15连接软化水处理装置19，软化水处理装置19用于去除自来水中的矿物离子，防止冷却水在余热回收装置15中结垢堵塞通道。烟气处理装置14用于收集烟气中的颗粒杂质。引风管道25上设有紧急旁通管道13，紧急旁通管道13分别与余热回收装置15前面的引风管道25前段和余热回收装置15后面的引风管道25后段相连，用于当余热回收装置15过热时，烟气不经过余热回收装置15直接进入烟气处理装置14。

热回收装置15中设有冷却水管道，冷却水管道中的水为经过软化处理的软水，烟气中的热量加热余热回收装置15中的冷却水，产生蒸汽，蒸汽被回收利用。

调过调节引风机31可以控制烟气在一段立式贫氧分解室1、二段卧式混合燃烧室2和三段富氧燃尽室3内的流动速度。优选地，二段卧式混合燃烧室2中的第二气压检测仪连接控制器，控制器根据第二气压检测仪检测的二段卧式混合燃烧室2中的气压大小调节引风机31，从而调节烟气在一段立式贫氧分解室1、二段卧式混合燃烧室2和三段富氧燃尽室3内的流动速度。

引风机31连接烟囱17，烟囱17用于向大气中排放经过处理的烟气，烟囱17上设有检测口16，用于检测烟囱17排出的烟气成分。烟囱17的下部设有排灰口18用于排出烟气中沉淀的废渣。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种三段式有机氮废液焚烧装置，其特征在于，包括依次连通设置的一段立式贫氧分解室、二段卧式混合燃烧室和三段富氧燃尽室，所述一段立式贫氧分解室连接有有机氮废液输送系统，所述三段富氧燃尽室连接有补氧风机和引风机，还包括用于向所述一段立式贫氧分解室输送空气的输气系统，所述一段立式贫氧分解室、二段卧式混合燃烧室和三段富氧燃尽室均连接辅助燃烧系统。

2.如权利要求1所述三段式有机氮废液焚烧装置，其特征在于，所述有机氮废液输送系统包括安装在一段立式贫氧分解室上的废液喷枪，与废液喷枪依次连接的废液泵和机氮液储存罐。

3.如权利要求1所述三段式有机氮废液焚烧装置，其特征在于，所述输气系统包括储气罐、主输气管道和第一输气管道，所述主输气管道分别连接所述储气罐和所述第一输气管道，所述主输气管道上安装有调压阀。

4.如权利要求1所述三段式有机氮废液焚烧装置，其特征在于，所述二段卧式混合燃烧室呈文丘里状。

5.如权利要求1所述三段式有机氮废液焚烧装置，其特征在于，所述引风机与所述三段富氧燃尽室通过第一引风管道连接，所述第一引风管道上设有余热回收装置。

6.如权利要求5所述三段式有机氮废液焚烧装置，其特征在于，所述第一引风管道上还设有烟气处理装置。

7.如权利要求1所述三段式有机氮废液焚烧装置，其特征在于，所述辅助燃烧系统包括辅助燃料系统和分别设置在一段立式贫氧分解室、二段卧式混合燃烧室和三段富氧燃尽室中的辅助燃烧器。

8.一种三段式有机氮废液焚烧工艺，其特征在于，包括以下步骤：

将有机氮废液输送到所述一段立式贫氧分解室并在一段立式贫氧分解室中的辅助燃烧器的作用下燃烧产生烟气，所述一段立式贫氧分解室内的空气过剩系数小于1；

烟气从所述一段立式贫氧分解室进入所述二段卧式混合燃烧室并在二段卧式混合燃烧室中的辅助燃烧器的作用下升温至950-1050℃之间；

烟气从所述二段文丘里卧式混合燃烧室进入所述三段富氧燃尽室并在三段富氧燃尽室上的辅助燃烧系统的作用下升温至1100℃以上，所述三段富氧燃尽室的空气过剩系数大于1。

9.如权利要求8所述三段式有机氮废液焚烧工艺，其特征在于，所述一段立式贫氧分界室的空气过剩系数在0.6-0.8之间，所述三段富氧燃尽室的空气过剩系数大于1.2。

10.如权利要求8所述三段式有机氮废液焚烧工艺，其特征在于，所述一段立式贫氧分解室温度在850-950℃之间，所述烟气通过所述二段卧式混合燃烧室用时大于2秒，所述烟气通过所述三段卧富氧燃烧室用时大于2秒。