CN109708126A - 一种己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置，包括焚烧炉、鼓风机、静电除尘器、引风机和烟囱，在焚烧炉前还设置有酸碱中和反应槽、浓废液槽、浓废液泵、吸收槽，吸收槽的气相进口与浓废液槽的气相出口连接，浓废液槽的液相进口与酸碱中和反应槽的出口相连，浓废液槽的液相出口与浓废液泵的进口连接，浓废液泵的出口与焚烧炉的液相进口相连，焚烧炉的气相出口与静电除尘器的进口连接，静电除尘器的出口与引风机的进口连接，引风机的出口与烟囱的进口相连，焚烧炉的气相进口与鼓风机的出口连接。本发明还公开了使用该装置处理己内酰胺生产过程中含盐有机废液的方法。发明具有结构简单、处理效果好、能耗低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域，具体涉及一种己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置及其方法。
背景技术
己内酰胺的分子式是C6H11NO，外观为白色粉末或结晶体，有油性手感。己内酰胺是重要的有机化工原料之一，主要用途是通过聚合生成聚酰胺切片(通常叫尼龙-6切片，或锦纶-6切片)，可进一步加工成锦纶纤维、工程塑料、塑料薄膜。工业上己内酰胺主要通过肟法制备：首先将高纯度的环己酮与液氨、双氧水在80-110℃下进行缩合反应生成环己酮肟。分离出来的环己酮肟以发烟硫酸为催化剂，在80-110℃经贝克曼重排转位为粗己内酰胺，粗己内酰胺通过萃取、蒸馏、结晶等工序，制得高纯度己内酰胺。肟法的原料环己酮可由苯酚加氢得环己醇，再脱氢而得；或由环己烷空气氧化生成环己醇与环己酮，分离后的环己醇催化脱氢也生成环己酮。
目前，己内酰胺生产过程中会产生大量含一定浓度硫铵和部分有机物的浓废液，该废液成份复杂，浓度较高，酸性较强。这些废液排放到大自然中，必然对环境造成污染，因而找到一种合理、有效的处理技术，从而减少该废液对环境的污染，促进行业可持续发展具有重要意义。目前，对含盐有机废液主要采用生物降解、向地下深处高压注射和焚烧的方法。国内通常采用焚烧处理的办法，通过焚烧炉焚烧有机废液，使废液在燃烧过程中分解成为无毒气体，排入大气。
如中国专利公开号CN102168857A公开了一种高浓度含盐有机废液焚烧装置和工艺，包括卧式炉、立式炉、余热锅炉和引风机，所述卧式炉的炉头分别设有废液燃烧器、轴向燃烧器和切向燃烧器，还设置有旋风分离器、空气预热器等，在立式炉内设有挡墙和冷却风系统，焚烧工艺为对各个阶段的稳定和压力进行控制，处理能力大于2.0t/h。
如中国专利公告号CN202660564U公开了一种高浓度含盐废液焚烧装置，包括依次连接的焚烧炉、余热回收装置、尾气净化装置和引风机，焚烧炉的输入口处连接有一用于分离无机盐的主分离室，主分离室与高温烟气输入管和废液输入管连通。
又如中国专利公开号CN105240861A公开了一种高浓度化工含盐有机废液焚烧锅炉，其结构主要包括辅助燃烧器、废液喷枪、绝热炉膛燃烧室、转向室、辐射冷却室、辐射水冷管屏，对流蒸发管屏、汽包、高温省煤器、低温省煤器、落灰斗、烟道连接膨胀节和炉墙。绝热炉膛燃烧室由炉膛敷墙膜式水冷壁围成，含盐废液焚烧，溶盐槽中进行回收。焚烧产生的高温烟气依次进入绝热燃烧转向室、急冷室、多级对流蒸发冷却室、省煤器进行热能回收。
但是现有技术的含盐有机废液焚烧装置用于处理己内酰胺生产过程中会产生含硫铵和部分有机物的浓废液时，存在以下问题：该废液成份复杂，浓度较高，酸性较强，在高温条件下易对焚烧炉及管道产生严重腐蚀；且在燃烧时会产生熔化盐，容易堵塞焚烧炉；另外，该类有机废液通常燃烧值比较低，烟囱尾气中的NOX、SO2等指标常常不能达到排放标准，需要辅助燃烧才能达到完全燃烧，能耗较高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、处理效果好、能耗低的己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置及其方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置，包括焚烧炉、鼓风机、静电除尘器、引风机和烟囱，在焚烧炉前还设置有酸碱中和反应槽、浓废液槽、浓废液泵、吸收槽，所述吸收槽的气相进口与所述浓废液槽的气相出口连接，所述浓废液槽的液相进口与所述酸碱中和反应槽的出口相连，所述浓废液槽的液相出口与所述浓废液泵的进口连接，所述浓废液泵的出口与所述焚烧炉的液相进口相连，所述焚烧炉的气相出口与所述静电除尘器的进口连接，所述静电除尘器的出口与所述引风机的进口连接，所述引风机的出口与所述烟囱的进口相连，所述焚烧炉的气相进口与所述鼓风机的出口连接。
作为本发明的优选实施方式，所述的焚烧炉内设置有绝热炉膛燃烧室、烟道和空气预热器，所述绝热炉膛燃烧室的气相出口与所述烟道的进口连接，所述空气预热器的进口与所述鼓风机的出口连接，所述空气预热器的出口与所述绝热炉膛燃烧室的气相进口相连。
作为本发明的优选实施方式，所述的烟道内还设置有水冷壁、水冷屏和省煤器。
作为本发明的优选实施方式，所述的烟道还设置有烟道固相出口和烟道气相出口，所述的烟道气相出口与所述静电除尘器的进口连接，所述的烟道固相出口处设置有落灰斗。
作为本发明的优选实施方式，所述的绝热炉膛燃烧室还设置有重油进口管和熔融碱出口管。
作为本发明的优选实施方式，所述的酸碱中和反应槽还设置有搅拌桨。
本发明还提供使用上述装置处理己内酰胺生产过程中含盐有机废液的方法，将含盐有机废液进入酸碱中和反应槽，调节pH值为7-9，反应生成的气相物质和反应液进入浓废液槽，气相物质通过吸收槽进行吸收，余气达标排放；将反应液通过浓废液泵送入焚烧炉，与重油及经预热后的空气进行焚烧，得到熔融碱和尾气，将尾气进入烟道经水冷壁、水冷屏、省煤器降温后，再经空气预热器进一步降温，尾气中的大颗粒粉尘通过固相出口进入落灰斗，降温后的尾气通过气相出口进入静电除尘器进行除尘，经除尘的尾气通过烟囱达标排放。
作为本发明的优选实施方式，将所述的熔融碱通过熔融碱出口管回收。
作为本发明的优选实施方式，所述的焚烧的温度为700-1200℃。
作为本发明的优选实施方式，所述空气的流量为10000-20000Nm3/h，所述重油的流量为400-600kg/h，所述进入绝热炉膛燃烧室的反应液的流量为4-20m3/h。
本发明的己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置及其方法，通过对装置和操作参数进行优化，不仅充分回收了有机废液中有机物的热量，而且烟囱尾气中的NOX、SO2等指标可以达标排放，大大降低了处理该类有机废液的成本，具有良好的经济效益。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、结构简单、操作方便，脱硝脱硫除尘同时集成实施，占地面积适中，有很好的实用性和可操作性；
2、绿色环保，焚烧前对含盐有机废液进行中和处理，避免对焚烧炉造成腐蚀；处理过程中产生的高温熔融碱可通过熔融碱出口管回收后循环利用，彻底解决了熔化盐容易堵塞焚烧炉的问题；处理过程中产生的粉尘进入落灰斗，显著改善了操作环境；
3、脱除率高，焚烧尾气中粉尘排放在10mg/Nm3以下，二氧化硫含量在3mg/Nm3以下，氮氧化物含量在150mg/Nm3以下；
4、能耗低，水冷壁、水冷屏、省煤器和空气预热器降温的高效配合不仅通过加热循环水充分回收了有机废液中有机物的热量，还提高了进入焚烧炉的空气的温度，同时高效脱除焚烧尾气中的微细颗粒物，循环水温度提高75℃以上，进入焚烧炉的空气温度提高290℃以上，这不仅节约了水资源，又高效的利用了有机废液中有机物的热量，大大提升了热效率，对节能减排有着重大意义。
附图说明
图1为本发明的己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置的流程示意图。
图2为本发明的焚烧炉的结构示意图。
图中，酸碱中和反应槽1、浓废液槽2、浓废液泵3、吸收槽4、焚烧炉5、鼓风机 6、静电除尘器7、重油进口管8、引风机9、烟囱10、绝热炉膛燃烧室11、烟道12、水冷壁13、水冷屏14、省煤器15、空气预热器16、落灰斗17、搅拌桨18、熔融碱出口管19。
具体实施方式
换热管规格为)。烟道12还设置有烟道固相出口和烟道气相出口，烟道气相出口与静电除尘器7的进口连接，烟道固相出口处设置有落灰斗17(倒圆锥形)。绝热炉膛燃烧室11还设置有重油进口管8和熔融碱出口19。
使用该装置处理己内酰胺生产过程中含盐有机废液，运行参数为：进入绝热炉膛燃烧室的空气的流量为12000Nm3/h，重油(型号250#)的流量为500kg/h，进入绝热炉膛燃烧室的反应液的流量为8m3/h，绝热炉膛燃烧室焚烧温度为1000℃。
运行效果：循环水进口温度105℃，出口温度185℃；空气预热器进口空气温度20℃，空气预热器出口空气温度310℃；焚烧尾气中粉尘排放低于10mg/Nm3，二氧化硫含量在3mg/Nm3以下，氮氧化物含量在150mg/Nm3以下。
实施例2
一种己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置，包括焚烧炉5(型号： WGZ15/1.27-4，厂家：武汉锅炉股份有限公司)、鼓风机6、静电除尘器7、引风机9和烟囱10，焚烧炉5前设置有带搅拌桨18的酸碱中和反应槽1、浓废液槽2、浓废液泵3、吸收槽4，吸收槽4的气相进口与浓废液槽2的气相出口连接，浓废液槽2的液相进口与酸碱中和反应槽1的出口相连，浓废液槽2的液相出口与浓废液泵3的进口连接，浓废液泵3的出口与焚烧炉5的液相进口相连，焚烧炉5的气相出口与静电除尘器7的进口连接，静电除尘器7的出口与引风机9的进口连接，引风机9的出口与烟囱10的进口相连，焚烧炉5的气相进口与鼓风机6的出口连接。焚烧炉5内设置有绝热炉膛燃烧室11、烟道12和空气预热器16(板式换热器)，绝热炉膛燃烧室11的气相出口与烟道 12的进口连接，空气预热器16的进口与鼓风机6的出口连接，空气预热器16的出口与绝热炉膛燃烧室11的气相进口相连。烟道12内还设置有水冷壁13(换热管规格为)、水冷屏14(换热管规格为)、省煤器15(换热管规格为)。烟道12还设置有烟道固相出口和烟道气相出口，烟道气相出口与静电除尘器7的进口连接，烟道固相出口处设置有落灰斗17(倒圆锥形)。绝热炉膛燃烧室11还设置有重油进口管8和熔融碱出口19。
使用该装置处理己内酰胺生产过程中含盐有机废液，运行参数为：进入绝热炉膛燃烧室的空气的流量为15000Nm3/h，重油(型号250#)的流量为480kg/h，进入绝热炉膛燃烧室的反应液的流量为13m3/h，绝热炉膛燃烧室焚烧温度为800℃。
运行效果：循环水进口温度105℃，出口温度180℃；空气预热器进口空气温度20℃，空气预热器出口空气温度325℃；焚烧尾气中粉尘排放低于9mg/Nm3，二氧化硫含量在2mg/Nm3以下，氮氧化物含量在130mg/Nm3以下。
实施例3
一种己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置，包括焚烧炉5(型号： WGZ15/1.27-4，厂家：武汉锅炉股份有限公司)、鼓风机6、静电除尘器7、引风机9和烟囱10，焚烧炉5前设置有带搅拌桨18的酸碱中和反应槽1、浓废液槽2、浓废液泵3、吸收槽4，吸收槽4的气相进口与浓废液槽2的气相出口连接，浓废液槽2的液相进口与酸碱中和反应槽1的出口相连，浓废液槽2的液相出口与浓废液泵3的进口连接，浓废液泵3的出口与焚烧炉5的液相进口相连，焚烧炉5的气相出口与静电除尘器7的进口连接，静电除尘器7的出口与引风机9的进口连接，引风机9的出口与烟囱10的进口相连，焚烧炉5的气相进口与鼓风机6的出口连接。焚烧炉5内设置有绝热炉膛燃烧室11、烟道12和空气预热器16(板式换热器)，绝热炉膛燃烧室11的气相出口与烟道 12的进口连接，空气预热器16的进口与鼓风机6的出口连接，空气预热器16的出口与绝热炉膛燃烧室11的气相进口相连。烟道12内还设置有水冷壁13(换热管规格为)、水冷屏14(换热管规格为)、省煤器15(换热管规格为)。烟道12还设置有烟道固相出口和烟道气相出口，烟道气相出口与静电除尘器7的进口连接，烟道固相出口处设置有落灰斗17(倒圆锥形)。绝热炉膛燃烧室11还设置有重油进口管 8和熔融碱出口19。
使用该装置处理己内酰胺生产过程中含盐有机废液，运行参数为：进入绝热炉膛燃烧室的空气的流量为20000Nm3/h，重油(型号250#)的流量为570kg/h，进入绝热炉膛燃烧室的反应液的流量为18m3/h，绝热炉膛燃烧室焚烧温度为1200℃。
运行效果：循环水进口温度85℃，出口温度190℃；空气预热器进口空气温度20℃，空气预热器出口空气温度335℃；焚烧尾气中粉尘排放低于9mg/Nm3，二氧化硫含量在 2mg/Nm3以下，氮氧化物含量在100mg/Nm3以下。
实施例4
一种己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置，包括焚烧炉5(型号： WGZ15/1.27-4，厂家：武汉锅炉股份有限公司)、鼓风机6、静电除尘器7、引风机9和烟囱10，焚烧炉5前设置有带搅拌桨18的酸碱中和反应槽1、浓废液槽2、浓废液泵3、吸收槽4，吸收槽4的气相进口与浓废液槽2的气相出口连接，浓废液槽2的液相进口与酸碱中和反应槽1的出口相连，浓废液槽2的液相出口与浓废液泵3的进口连接，浓废液泵3的出口与焚烧炉5的液相进口相连，焚烧炉5的气相出口与静电除尘器7的进口连接，静电除尘器7的出口与引风机9的进口连接，引风机9的出口与烟囱10的进口相连，焚烧炉5的气相进口与鼓风机6的出口连接。焚烧炉5内设置有绝热炉膛燃烧室11、烟道12和空气预热器16(板式换热器)，绝热炉膛燃烧室11的气相出口与烟道 12的进口连接，空气预热器16的进口与鼓风机6的出口连接，空气预热器16的出口与绝热炉膛燃烧室11的气相进口相连。烟道12内还设置有水冷壁13(换热管规格为)、水冷屏14(换热管规格为)、省煤器15(换热管规格为)。烟道12还设置有烟道固相出口和烟道气相出口，烟道气相出口与静电除尘器7的进口连接，烟道固相出口处设置有落灰斗17(倒圆锥形)。绝热炉膛燃烧室11还设置有重油进口管8和熔融碱出口19。
使用该装置处理己内酰胺生产过程中含盐有机废液，运行参数为：进入绝热炉膛燃烧室的空气的流量为18000Nm3/h，重油(250#)的流量为480kg/h，进入绝热炉膛燃烧室的反应液的流量为14m3/h，绝热炉膛燃烧室焚烧温度为900℃。
运行效果：循环水进口温度85℃，出口温度180℃；空气预热器进口空气温度25℃，空气预热器出口空气温度315℃；焚烧尾气中粉尘排放低于7mg/Nm3，二氧化硫含量在1.5mg/Nm3以下，氮氧化物含量在60mg/Nm3以下。
Claims (10)
1.一种己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置，包括焚烧炉、鼓风机、静电除尘器、引风机和烟囱，其特征在于，在焚烧炉前还设置有酸碱中和反应槽、浓废液槽、浓废液泵、吸收槽，所述吸收槽的气相进口与所述浓废液槽的气相出口连接，所述浓废液槽的液相进口与所述酸碱中和反应槽的出口相连，所述浓废液槽的液相出口与所述浓废液泵的进口连接，所述浓废液泵的出口与所述焚烧炉的液相进口相连，所述焚烧炉的气相出口与所述静电除尘器的进口连接，所述静电除尘器的出口与所述引风机的进口连接，所述引风机的出口与所述烟囱的进口相连，所述焚烧炉的气相进口与所述鼓风机的出口连接。
2.根据权利要求1所述的己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置，其特征在于，所述的焚烧炉内设置有绝热炉膛燃烧室、烟道和空气预热器，所述绝热炉膛燃烧室的气相出口与所述烟道的进口连接，所述空气预热器的进口与所述鼓风机的出口连接，所述空气预热器的出口与所述绝热炉膛燃烧室的气相进口相连。
3.根据权利要求2所述的己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置，其特征在于，所述的烟道内设置有水冷壁、水冷屏和省煤器。
4.根据权利要求2所述的己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置，其特征在于，所述的烟道设置有烟道固相出口和烟道气相出口，所述的烟道气相出口与所述静电除尘器的进口连接，所述的烟道固相出口处设置有落灰斗。
5.根据权利要求2所述的己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置，其特征在于，所述的绝热炉膛燃烧室还设置有重油进口管和熔融碱出口管。
6.根据权利要求1所述的己内酰胺生产过程中含盐有机废液处理装置，其特征在于，所述的酸碱中和反应槽还设置有搅拌桨。
7.使用权利要求1所述的装置处理己内酰胺生产过程中含盐有机废液的方法，其特征在于，将含盐有机废液进入酸碱中和反应槽，调节pH值为7-9，反应生成的气相物质和反应液进入浓废液槽，气相物质通过吸收槽进行吸收，余气达标排放；将反应液通过浓废液泵送入焚烧炉，与重油及经预热后的空气进行焚烧，得到熔融碱和尾气，将尾气进入烟道经水冷壁、水冷屏、省煤器降温后，再经空气预热器进一步降温，尾气中的大颗粒粉尘通过固相出口进入落灰斗，降温后的尾气通过气相出口进入静电除尘器进行除尘，经除尘的尾气通过烟囱达标排放。
8.根据权利要求7所述的处理己内酰胺生产过程中含盐有机废液的方法，其特征在于，将所述的熔融碱通过熔融碱出口管回收。
9.根据权利要求7所述的处理己内酰胺生产过程中含盐有机废液的方法，其特征在于所述的焚烧的温度为700-1200℃。
10.根据权利要求7所述的处理己内酰胺生产过程中含盐有机废液的方法，其特征在于，所述空气的流量为10000-20000Nm3/h，所述重油的流量为400-600kg/h，所述进入绝热炉膛燃烧室的反应液的流量为4-20m3/h。
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