CN109458621A - 一种基于电厂煤粉锅炉的废弃乳化液处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电厂煤粉锅炉的废弃乳化液处理系统，该处理系统能利用现有的电厂或电力企业的煤粉锅炉，再增设乳化液储存子系统，用于储存和加热乳化液；与乳化液储存子系统相连接的过滤子系统，该过滤子系统通过管路和油泵与所述的乳化液储存子系统相连接，该过滤子系统用于对经过加热的乳化液进行过滤；与过滤子系统相连接的乳化液燃烧器，该燃烧器对过滤后的乳化液进行充分燃烧；与上述子系统和燃烧器分别相连并供蒸汽的蒸汽子系统。能够使废弃乳化液得到妥善处理，并对乳化液的发热量加以利用，实现节省废弃乳化液处理成本的同时降低电厂或电力企业的发电成本。具有良好的经济和环保效果，以及很好的社会效益。

Description

一种基于电厂煤粉锅炉的废弃乳化液处理系统

技术领域

本发明涉及节能环保技术，更具体地指一种基于电厂煤粉锅炉的废弃乳化液处理系统，该处理系统可利用电力企业的锅炉来对废弃乳化液进行处理。使废弃乳化液变废为宝，可对乳化液的发热量加以利用，在节省废弃乳化液处置成本和降低发电成本的同时，还能达到优化的环保效果。

背景技术

乳化液被广泛用于研磨、机电、机加工、冶金、锻造等金属加工过程中，乳化液主要用于为润滑、冷却、表面清洗和防腐蚀，这样势必要产生大量的废弃乳化液(又称废油)，其主要成分为水、机械杂质、基础油(矿物油、植物油和合成油)、脂肪酸、表面活性剂、防腐蚀剂和各种添加剂等。在工业生产中，随着乳化液的循环使用，冷热交替和微生物降解会导致其变质，使其失去原有的特性和效用，所以需要周期性更换，这就会连续产生较多的废弃乳化液。

废弃乳化液一般呈碱性，由于表面活性剂及有机添加剂较多，使废弃乳化液的COD值和BOD值超标严重，若处置不当，将严重危害人体健康和生态环境。作为炼钢企业每年所产生的废弃乳化液是巨大的，以一大型炼钢企业为例，每年所产生的废弃乳化液通常不少于4000吨，目前乳化液是作为废弃物给专门有资质的乳化液处理企业进行有偿回收处理，即产生废弃乳化液的企业每年因此要花费大量的资金用于处理尤其自近年来，国家对环保更加重视，也加强了废油管理，特别是将废油纳入危险废物的范围，即必须具备危险废物处置资质的单位，才能资格进行处理。同时，废油的处置费用也很高，目前每吨废油处置费用高达7千元人民币以上，每年因此而花费的成本高达3000万元人民币。

此外，大多数产生废油的企业虽然具备有废油处置设备的企业，由于无法取得国家危险废物的处置资质，也不能进行废油处理。国内大多数使用乳化液的企业，均面临着废油量大、处置费用高、且无法有效处置的困境。

再者，废弃乳化液中碳化物、各类杂质和水分含量过高，通常经过再生净化处理后回用。传统的对乳化液进行处理净化再生方法大致分为物理方法(包括沉淀、离心、过滤、蒸馏、水洗、真空净化、静电净化)和化学方法(主要是硫酸精制)，也有将物理、化学方法结合产生物理化学方法来再生的(包括凝聚、碱中和、吸附等)。

传统处置方法中，虽然有将废油(乳化液)，通过雾化后输送至经高温窑炉来进行燃用，但通常还需要助燃燃料，实例如下：

有一种烧火油乳化雾化高温窑炉集成燃烧系统，解决了现有的窑炉燃烧不能利用烧火油等废油燃烧的问题。其窑炉集成燃烧系统，请结合图1 所示，包括并排设置在窑炉6外侧壁上的若干废油燃烧器4，废油燃烧器4 前端均布装有喷火嘴5，废油燃烧器均连接到燃料管路3，燃料管路3连接到烧火油乳化储存罐1上供给泵2，废油燃烧器都连有供气管路，供气管路连接到空气压缩机8。这种处理方式存在利用废气效率和燃烧效率低下，通常来说，其废乳化液在炉窑内燃烧效率只有45％左右，且对废油的可燃物含量(即热值)有较高要求，否则无法燃烧，同时处置过程中产生的废气较难回收利用，而且还产生大量的有害废气的缺点。另外，废油燃烧器仅具体为由窑炉外设有的支架支撑，支架包括下部的固定架，固定架上设有轨道，固定架上方设有活动架，活动架下方设有卡在轨道上的滑轮。这种处理方式较前述的处理方式虽然有所进步，但结构简单，虽然能达到消耗与处置废弃乳化液目的,但是由于窑炉内燃烧行程短且效率低,导致废乳化液热能无法充分利用,还会造成炉壁及烟道沾污和大气环境的污染，不能能源的再生利用等原因不可能也不能推广使用。

综上述之，无论从产生废弃乳化液的企业，还是废油处理企业、电力企业，以及上到政府，下至平民期待有新的既能变废为宝、又能减少污染的乳化液处理技术出现，能利用电力企业的锅炉来对废弃乳化液进行处理。既使废弃乳化液得到妥善处理，又可对乳化液的发热量加以利用，在节省废弃乳化液处置成本，以及降低电成本的同时，还能达到优化的环保效果。

发明内容

本发明的目的是针对现有的废弃乳化液处理存在的成本大、不利于环保节能的缺点，提供一种能利用现有的电力企业的锅炉来进行废弃乳化液处理系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该基于电厂煤粉锅炉的废弃乳化液处理系统，包括煤电厂煤粉锅炉，还包括：

乳化液储存子系统，用于储存和加热乳化液；

与乳化液储存子系统相连接的过滤子系统，该过滤子系统通过管路和油泵与所述的乳化液储存子系统相连接，该过滤子系统用于对经过加热的乳化液进行过滤；

与过滤子系统相连接的乳化液燃烧器，该燃烧器对过滤后的乳化液进行充分燃烧；

与上述子系统和燃烧器分别相连并供蒸汽的蒸汽子系统。

进一步地，

所述的乳化液储存子系统包括乳化液储罐、布置于其内部的蒸汽加热盘管，乳化液在乳化液储罐中储存，所述的蒸汽子系统内的高温蒸汽流通过加热盘管对乳化液进行加热，乳化液储罐中安装有温度测量装置。

更进一步地，

所述的乳化液储存子系统与乳化液燃烧器之间通过输送管路连接有过滤子系统。

进一步地，

所述的过滤子系统的管路上布置有流量计，流量计的输入端与过滤器的输出端相连，其输出端与乳化液燃烧器的喷枪的输入端相连；

所述的流量计的输出信号分别接有所述的乳化液过滤子系统内的两个电动调节阀，以及过滤器到蒸汽子系统管路上的两个电动调节阀。

更进一步地，

所述的过滤器为两套并联布置，互为备用，每套过滤器均接到蒸汽子系统。

进一步地，

所述的乳化液燃烧器包括乳化液喷枪、乳化液辅助风喷口、以及火焰监测器。

更进一步地，

乳化液辅助风喷口布置于主燃烧器最上层二次风喷口和燃尽风喷口之间，乳化液喷枪插入至乳化液辅助风喷口中心。

进一步地，

所述的乳化液喷枪为推进式，油枪推进器控制喷枪的进退；火焰监测器实时监测乳化液燃烧情况。

更进一步地，

所述的乳化液喷枪采用小尺寸蒸汽通道以及喷枪喷头大开孔直径设计；

所述乳化液喷枪内还设有轴向旋流器，以及一级雾化室，一级雾化室中设置可强化雾化效果钝体。

再进一步地，

所述的蒸汽子系统通过蒸汽管道分别与乳化液储存子系统、过滤子系统以及燃烧器相连，并向乳化液储存子系统、过滤子系统以及燃烧器输出蒸汽。

本发明采用了上述技术方案，尤其是该处理系统能利用现有的电厂或电力企业的煤粉锅炉，再增设乳化液储存子系统，用于储存和加热乳化液；与乳化液储存子系统相连接的过滤子系统，该过滤子系统通过管路和油泵与所述的乳化液储存子系统相连接，该过滤子系统用于对经过加热的乳化液进行过滤；与过滤子系统相连接的乳化液燃烧器，该燃烧器对过滤后的乳化液进行充分燃烧；与上述子系统和燃烧器分别相连并供蒸汽的蒸汽子系统。能够使废弃乳化液得到妥善处理，并对乳化液的发热量加以利用，实现节省废弃乳化液处理成本的同时降低电厂或电力企业的发电成本。具有良好的经济和环保效果，以及很好的社会效益。

附图说明

图1是现有的废弃乳化液处理系统示意图。

图2是本发明的废弃乳化液处理系统结构示意图。

图3是乳化液燃烧器布置示意图。

图4是本发明的乳化液油枪结构示意图。

图1中，1-烧火油乳化液储存罐，2-供给泵，3-燃料管路，4-废油燃烧器，5-喷火嘴，6-窑炉，7-供气管路，8-空气压缩机，9-风机，10-余热输送管路。

图2中，11-乳化液储存子系统；12-过滤子系统；13-乳化液燃烧器； 14-蒸汽子系统；112-乳化液储罐；113-温度测量装置；111-蒸汽加热盘管； 15-油泵；122-过滤器；121-流量计；131-乳化液喷枪；134-油枪推进器； 133-火焰检测器；141-143为蒸气子系统用电动调节阀；123-124为过滤子系统用电动调节阀；135-燃烧器用电动调节阀；132-辅助风喷口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做一更为详细地描述。

请参阅图2所示，本发明的废弃乳化液处理系统100，主要是利用和针对电厂或电力企业目前正在使用的煤粉锅炉并再设置乳化液储存子系统11、与乳化液储存子系统相连接的过滤子系统12、与过滤子系统相连接的乳化液燃烧器13，与这两个子系统，以及燃烧器分别相连并供蒸汽的蒸汽子系统14。

乳化液储存子系统11，用于储存和加热乳化液；

与乳化液储存子系统11相连接的过滤子系统12，该过滤子系统12 通过管路和油泵与所述的乳化液储存子系统11相连接，该过滤子系统12 用于对经过加热的乳化液进行过滤；与过滤子系统12相连接的乳化液燃烧器13，该燃烧器13对过滤后的乳化液进行充分燃烧。

与上述子系统和燃烧器分别相连并供蒸汽的蒸汽子系统14，

所述的蒸汽子系统14通过蒸汽管道分别与乳化液储存子系统11、过滤子系统12以及燃烧器13相连，并分别通过电动调节阀141、142、143 向乳化液储存子系统11、过滤子系统12以及燃烧器13输出蒸汽。

蒸汽子系统14汽源由发电机组辅汽联箱提供，蒸汽子系统14输出端分别连接乳化储液罐112的蒸汽加热盘管111的输入端、过滤器122、乳化液喷枪131以及乳化液输送管路。

在处理之前，将废弃乳化液储存在布置于电厂或电力企业既有的乳化液储罐112中，乳化液储罐112的下部置有蒸汽加热盘管111。在处理时，可通过机组辅汽联箱中抽取高温蒸汽,高温蒸汽流经蒸汽加热盘管111对乳化液进行加热，使乳化液的运动粘度达到输送和雾化要求。乳化液储罐 112中布置有温度测量装置113，实时监测乳化液温度，根据温度信号，利用布置于蒸汽管路上的电动调节阀，调节进入蒸汽换热器中的蒸汽流量，使乳化液储罐112中的乳化液温度维持稳定。

所述的乳化液储存子系统11与乳化液燃烧器13之间通过输送管路连接有过滤子系统12。

所述的过滤子系统12的管路上布置有流量计121，流量计121的输入端与过滤子系统的过滤器122的输出端相连，其输出端与乳化液燃烧器 13的喷枪的输入端相连；

所述的流量计121的输出信号分别接有所述的乳化液过滤子系统12 内的两个电动调节阀123，以及过滤器122到蒸汽子系统14管路上的两个电动调节阀124。

所述的过滤器122为两套并联布置，互为备用，每套过滤器122均接到蒸汽子系统14。

在过滤乳化液之前，利用油泵15抽取并加压储罐中的乳化液进入乳化液输送管路。乳化液中含有一定的机械杂质，为防止乳化液中的机械杂质阻塞乳化液燃烧器13，在乳化液储存子系统11与燃烧器13之间的输送管路上就需要布置有过滤子系统12。过滤子系统12为两组并联布置，互为备用，过滤子系统12与蒸汽子系统14之间的管路上，还布置有电动调节阀124用于对过滤器中的乳化液进行蒸汽吹扫。在过滤子系统12下游管路布置有流量计121，根据所测得的流量信号来控制过滤器122的启停，当流量低于正常设定值的80％时，即说明当前运行的过滤子系统阻塞，通过关断前端的电动调节阀123停用此过滤器，同时打开备用过滤器的电动调节阀启动备用过滤子系统。于此同时，开启相对应蒸汽吹扫管路上的电动调节阀124，将蒸汽引入堵塞的过滤器，对阻塞的过滤器进行蒸汽吹扫，吹扫后以备用。

请继续参阅图2-图4所示，所述的乳化液燃烧器13包括乳化液喷枪 131、乳化液辅助风喷口132、以及火焰监测器133。

乳化液辅助风喷口132布置于主燃烧器最上层二次风喷口和燃尽风喷口之间，乳化液喷枪插入至乳化液辅助风喷口中心。

所述的乳化液喷枪131为推进式，油枪推进器134控制喷枪的进退。火焰监测器133实时监测乳化液燃烧情况。

所述的乳化液喷枪采用小尺寸蒸汽通道以及喷枪喷头大开孔直径设计。

乳化液流经过滤子系统12后输送至乳化液燃烧器13。乳化液燃烧器 13由乳化液喷枪131、辅助风喷口132、蒸汽吹扫装置和火焰监测器133 等组成。乳化液含水量较大，热值较低，难于点燃与燃尽，因此将乳化液喷枪131位置选择于煤粉锅炉的主燃烧器最上层二次风喷口与燃尽风喷口之间(图3)，该区域炉膛温度相对较高，乳化液从此位置喷入炉膛，不但可利用锅炉该区域较高的温度场，又不会干扰煤粉锅炉的其它燃烧器的运行给锅炉的正常运行造成负面影响。

乳化液燃烧器13的乳化液喷枪131从辅助风喷口132中心插入，喷枪为可推进式，乳化液燃烧器工作时，利用推进器134将喷枪131推进到乳化液燃烧器辅助风喷口132前端后，充分雾化的乳化液可直接喷入炉膛燃烧。辅助风喷口132所需助燃风由锅炉二次风提供，辅助风不仅提供燃烧所需要的氧量，且可用于冷却喷枪枪头。乳化液燃烧器13停用时，喷枪 131将退出至辅助风喷口132内部，阻止炉膛内部的高温辐射烧损喷枪131。

乳化液燃烧器13停运时，开启对应蒸汽管路的电动调节阀143，将蒸汽引入乳化液管路中，对乳化液管路与喷枪131进行吹扫，防止管路中残余乳化液积碳堵塞喷枪131。

通过蒸汽子系统14取蒸汽至乳化液喷枪131对乳化液进行雾化处理，充分雾化的乳化液喷入炉膛进行燃烧。乳化液含水量较多，为使乳化液热值不再大幅度降低，喷枪131采用小尺寸蒸汽通道设计，降低雾化蒸汽量。乳化液含杂质较多，为不堵塞喷枪喷口，喷枪131的喷头采用大开孔直径设计。请再结合图4所示，为抵消雾化蒸汽量降低以及喷枪喷头开孔直径大导致的雾化效果弱的影响，蒸汽通道可设置有轴向旋流器1311，蒸汽沿轴向旋转前进，乳化液径向喷出，与蒸汽形成强烈扰动使乳化液破碎形成小液滴。高速蒸汽携带破碎的乳化液液滴向前流动，撞击钝体1312，乳化液液滴进一步破碎。乳化液经过钝体1312后加速整流，在一级雾化室1314 中，在蒸汽的高温作用下蒸发爆破，形成更细小的液滴，最终达到较佳的雾化效果。图4中，1313是乳化液出口，1315是蒸汽入口，1316是乳化液入口，1317是喷头,1318是蒸汽出口。

此外，乳化液燃烧器13配备有火焰监测器133，可实时监测炉膛内乳化液燃烧情况，如火焰监测系统信号低于设定值的60％，说明乳化液燃烧情况不佳，此时关闭乳化液管路上的电动调节阀，退出乳化液喷枪131以防止炉膛爆燃与喷枪烧损，同时用蒸汽吹扫乳化液管路。

通过上述具体实施例的描述，可以看出，与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

1.将废弃乳化液送入电厂或电力企业中既有的燃煤锅炉中燃烧，不但使废弃乳化液得到妥善处理，又可对乳化液的发热量加以利用，降低废弃乳化液处置成本和发电成本，使废弃乳化液变废为宝，具有良好的经济和环保效果，以及很好的社会效益。

2.因废弃乳化液中含有较多的杂质，乳化液输送管路上布置两套并联的过滤器，过滤器阻塞时可以实现自动蒸汽吹扫，不影响输送系统正常连续运转。

3.乳化液因较难着火燃烧，因此乳化液燃烧器具有自保护功能，通过火焰监测系统实时监测乳化液燃烧情况，一旦乳化液燃烧器熄火，乳化液喷枪立即退出以防止炉膛爆燃与喷枪烧损，同时立即对乳化液炉前管路进行吹扫，以防止管路中残余乳化液积碳堵塞管路。

4.将乳化液送入锅炉炉膛的位置选择在主燃烧器最上层二次风喷口和燃尽风喷口之间，该区域即可以提供乳化液燃烧所需的较高温度场，利于低热值的乳化液燃烧，又不会对煤粉燃烧器的运行以及锅炉正常投运造成负面影响。

5.乳化液喷枪专为含水与杂质量较多的废弃乳化液研制。采用小尺寸蒸汽通道以及喷枪喷头大开孔直径设计。为抵消上述设计对雾化效果的不良影响，通过蒸汽轴向旋流器，雾化蒸汽与乳化油入射角度垂直布置，一级雾化室前钝体的设置强化雾化效果。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种基于电厂煤粉锅炉的废弃乳化液处理系统，包括煤电厂煤粉锅炉，其特征在于，还包括：

乳化液储存子系统，用于储存和加热乳化液；

与乳化液储存子系统相连接的过滤子系统，该过滤子系统通过管路和油泵与所述的乳化液储存子系统相连接，该过滤子系统用于对经过加热的乳化液进行过滤；

与过滤子系统相连接的乳化液燃烧器，该燃烧器对过滤后的乳化液进行充分燃烧；

与上述子系统和燃烧器分别相连并供蒸汽的蒸汽子系统。

2.根据权利要求1所述的处理系统，

其特征在于：

所述的乳化液储存子系统包括乳化液储罐、布置于其内部的蒸汽加热盘管，乳化液在乳化液储罐中储存，所述的蒸汽子系统内的高温蒸汽流通过加热盘管对乳化液进行加热，乳化液储罐中安装有温度测量装置。

3.根据权利要求1所述的处理系统，

其特征在于：所述的乳化液储存子系统与乳化液燃烧器之间通过输送管路连接有过滤子系统。

4.根据权利要求1所述的处理系统，

其特征在于：

所述的过滤子系统的管路上布置有流量计，流量计的输入端与过滤器的输出端相连，其输出端与乳化液燃烧器的喷枪的输入端相连；

所述的流量计的输出信号分别接有所述的乳化液过滤子系统内的两个电动调节阀，以及过滤器到蒸汽子系统管路上的两个电动调节阀。

5.根据权利要求4所述的处理系统，

其特征在于：所述的过滤器为两套并联布置，互为备用，每套过滤器均接到蒸汽子系统。

6.根据权利要求1所述的处理系统，

其特征在于：所述的乳化液燃烧器包括乳化液喷枪、乳化液辅助风喷口、以及火焰监测器。

7.根据权利要求6所述的处理系统，

其特征在于：乳化液辅助风喷口布置于主燃烧器最上层二次风喷口和燃尽风喷口之间，乳化液喷枪插入至乳化液辅助风喷口中心。

8.根据权利要求6所述的处理系统，

其特征在于：

所述的乳化液喷枪为推进式，油枪推进器控制喷枪的进退；火焰监测器实时监测乳化液燃烧情况。

9.根据权利要求8所述的处理系统，

其特征在于：

所述的乳化液喷枪采用小尺寸蒸汽通道以及喷枪喷头大开孔直径设计；

所述乳化液喷枪内还设有轴向旋流器，以及一级雾化室，一级雾化室中设置可强化雾化效果钝体。

10.根据权利要求1所述的的处理系统，

其特征在于：

所述的蒸汽子系统通过蒸汽管道分别与乳化液储存子系统、过滤子系统以及燃烧器相连，并向乳化液储存子系统、过滤子系统以及燃烧器输出蒸汽。