CN109974009B - 一种三废一体化反应器以及亚硝气处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三废一体化反应器，呈立式布置，包括设置在顶部第一燃烧室，第一燃烧室具有切向开设的一次风入口，用于向第一燃烧室内喷入废固与一次燃料气的混合风；反应器还包括第二燃烧室，第二燃烧室具有切向开设二次风入口，用于向第二燃烧室内喷入废固与二次燃料气的混合风；第二燃烧室上开设废液加注口，用于向第二燃烧室加注废液；在第一燃烧室与第二燃烧之间具有燃烧下行通道，燃烧下行通道向外凸出形成一个混合室；反应器底部设有格栅塔，在格栅塔下方布置水淬池。本发明能够有效避免危废焚烧装置的堵塞，同时充分回收己二酸生产过程中产生的亚硝气。

Description

一种三废一体化反应器以及亚硝气处理的方法

技术领域

本发明涉及三废处理技术领域，特别涉及一种三废一体化反应器以及亚硝气处理的方法。

背景技术

危废焚烧装置，适用于含盐废液、废气、废固的焚烧处置。目前含盐废液、废气、废固的焚烧装置有高结晶高结渣高腐蚀等问题，容易引起设备堵塞或设备使用年限低的问题。

己二酸是一种重要的精细化工产品，主要用作聚酰胺和聚氨酯工业的原料。己二酸生产单元排放的亚硝气中含有N₂O、NO_x(NO、NO₂等)，这些气体先进入吸收塔进行回收处理，把NO_x转化成HNO₃回收使用，从吸收塔出来的废气主要成分是N₂O，直接排放到大气中。N₂O是一种潜在的导致温室效应和臭氧层减少的气体，现有技术中通常采用传统的3种处理方法：

(1)2N2O→2NO+N2；NO再转化为HNO3回收使用

(2)2N2O→2N2+O2(催化分解法)

(3)2N2O+CH4→N2+CO2+2H2O

但是目前3种处理方法只有环保效应，没有经济效益，对排放的N₂O的没有回收利用。

因此，为了解决现有技术中的上述问题，避免危废焚烧装置的堵塞，以及充分回收己二酸生产过程中产生的亚硝气，需要一种三废一体化反应器以及亚硝气处理的方法。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种三废一体化反应器，所述反应器呈立式布置，包括设置在顶部第一燃烧室，所述第一燃烧室具有切向开设的一次风入口，用于向第一燃烧室内喷入废固与一次燃料气的混合风；

所述反应器还包括第二燃烧室，所述第二燃烧室具有切向开设二次风入口，用于向第二燃烧室内喷入废固与二次燃料气的混合风；所述第二燃烧室上开设废液加注口，用于向第二燃烧室加注废液；

在所述第一燃烧室与所述第二燃烧之间具有燃烧下行通道，所述燃烧下行通道向外凸出形成一个混合室；所述反应器底部设有格栅塔，在格栅塔下方布置水淬池。

优选地，所述第二燃烧室开有出风口，出风口排出燃烧后的烟气。

优选地，所述混合室设有热风环形管道，出风口排出燃烧后的烟气，经净化处理后引回至热风环形管道，回收余热助燃。

优选地，所述第一燃烧室为叶片式燃烧室。

优选地，所述水淬池底部布置连续喷水装置，落入水淬池中的炉渣通过连续冲水的方式除渣。

优选地，所述第二燃烧室内壁衬有耐火材料，耐火材料周围设有补燃风孔，使废液、燃料气和空气充分接触。

本发明的另一个方面在于提供一种利用三废一体化反应器对亚硝气处理的方法，所述方法包括如下方法步骤：

在所述第二燃烧室切向开设的二次风入口，开设亚硝气加注口；

向第一燃烧室内切向喷入废固与一次燃料气的混合风，混合风在第一燃烧室内旋转混合燃烧后，经燃烧下行通道下行至第二燃烧室；

以55～100m/s的速度向第二燃烧室内切向喷入废固与二次燃料气的混合风，同时向亚硝气加注口中加注亚硝气，使亚硝气、废固与二次燃料气的混合风同时进入第二燃烧室；

第二燃烧室内亚硝气分解成氮气和氧气。

本发明一种三废一体化反应器，采用立式布置的旋风结构，能够联合处置固废、液废和气废。

本发明一种三废一体化反应器，一次燃料气和二次燃料气切向喷入，使得气流与粘附在液态渣膜上的燃料粒之间有很高的相对速度，促使燃料与空气充分混合，燃烧更完全，使危废渣粒的燃烧反应更完全彻底。

本发明一种三废一体化反应器，燃烧后以液态渣排出，在反应器底部设有格栅塔，拦阻和处置大块熔渣，反应器下部布置有水冷却夹套的水淬池，通过连续冲水的方式除渣，有效避免反应器堵塞的问题。

本发明一种三废一体化反应器，第一燃烧室和第二燃烧室内壁衬有耐火材料，耐火材料四周设计有补燃风孔，可以使废液、天然气充分的与空气接触。烟气停留时间≥2秒，确保可燃成分燃尽。

本发明一种三废一体化反应器，炉内温度可以稳定保持在1100℃以上，能够有效破坏分解二噁英、呋喃等有机物。

本发明一种三废一体化反应器，废弃物和助燃风强烈搅拌混合，确保可燃成分与助燃空气充分混合，最终燃烧完全。

本发明一种三废一体化反应器，对废物的减容效果显著、无害化程度高，可以实现减容、脱毒、稳定化的环保目标。

本发明一种三废一体化反应器，处理设施占地面积小，对周围环境没有二次污染；处理达到一定规模时，还可以利用其余热发电或供热。

本发明一种三废一体化反应器，处理方式能最快地、最大限度地实现废物无害化、稳定化、减量化，大型的处理系统还备有热能回收与利用装置，使其变废为宝、废旧利用回收能源。

本发明提供的一种利用三废一体化反应器对亚硝气处理的方法，充分三废一体化反应器第二燃烧室内1400-1500℃的燃烧温度，可以将N₂O分解成N₂和O₂。

本发明提供的一种利用三废一体化反应器对亚硝气处理的方法，三废一体反应器除了处理N₂O外，还可以同时处理化工废液废气和废固，综合效益明显，较之传统处置工艺处置成本大幅降低，经济效益明显提升。

本发明提供的一种利用三废一体化反应器对亚硝气处理的方法，在以三废一体化反应器为特定装置中，建立了适宜高温强度的还原性气氛，并持续在该装置二次燃料混合气管道中中通入亚硝气，将亚硝气N2O热分解成为无害的氧气和氮气。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示意性示出了本发明一种三废一体化反应器的结构示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

如图1所示了本发明一种三废一体化反应器的结构示意图，根据本发明的实施例，一种三废一体化反应器呈立式布置，包括设置在顶部第一燃烧室101，第一燃烧室101具有切向开设的一次风入口102，用于向第一燃烧室101内喷入废固与一次燃料气的混合风。在优选地实施例中，第一燃烧室101为叶片式燃烧室。

反应器还包括第二燃烧室103，第二燃烧室103具有切向开设二次风入口104，用于向第二燃烧室内喷入废固与二次燃料气的混合风；第二燃烧室103上开设废液加注口108，用于向第二燃烧室加注废液。第二燃烧室103开有出风口，出风口排出燃烧后的烟气。

在第一燃烧室101与第二燃烧室103之间具有燃烧下行通道106，燃烧下行通道106向外凸出形成一个混合室107。混合室107设有热风环形管道110，出风口排出燃烧后的烟气，经净化处理后引回至热风环形管道110，回收余热助燃。具体地，在三废燃烧过程中，出风口排出的烟气，经过净化处理，通过热风环形管道110引回至混合室107，作为助燃空气向第一燃烧室101和第二燃烧室103提供，能够有效的回收余热。

反应器底部设有格栅塔109，在格栅塔109下方布置水淬池，水淬池底部布置连续喷水装置，落入水淬池中的炉渣通过连续冲水的方式除渣。

根据本发明的实施例，在第一燃烧室101和第二燃烧室103内壁衬有耐火材料，耐火材料周围设有补燃风孔，使废液、燃料气和空气充分接触。

下面对本发明三废一体化反应器的废料燃烧过程进行说明，本发明三废一体化反应器是用于燃烧废固、废气、废液的次高温次高压旋风反应器。

废固与一次燃料气的混合风，由第一燃烧室101的切向一次风入口102喷入到第一燃烧室101内，废固在第一燃烧室内旋转混合燃烧后，通过燃烧下行通道106，旋转下行至第二燃烧室103，与此同时，热风环形管道110将净化后的烟气作为助燃空气引入到混合室107内，助燃空气分两路旋转上行和旋转下行，混入到第一燃气室101和第二燃气室103内。

废固与二次燃料气的混合风，以以55～100m/s的速度，由第二燃烧室103的切向二次风入口104喷入到第二燃烧室内，同时废液经废液加注口108喷入到第二燃烧室103。实施例中，一次燃料气和二次燃料气可以选择天然气。

第二燃烧室内，混合风的高速旋转作用将燃料气和固体颗粒抛向第二燃烧室103的筒壁，颗粒物在第二燃室103的筒壁附近的空间汇聚燃烧，形成一个温度很高的区域(燃烧温度可达1450℃)，使灰渣熔化并粘附在二燃室筒壁上，之后在重力作用下不断下流，通过格栅塔109进入水淬池急冷成渣排出。

废液经泵送、分散喷射送入第二燃室103内燃烧，混合风与粘附在液态渣膜上的燃料粒之间有很高的相对速度，促使燃料与空气充分混合，燃烧完全。

根据本发明的实施例，三废一体化反应器底部设有格栅塔109，作为熔渣的栅栏，液态渣通过格栅塔109流出。在水淬池的下部布置了连续喷水装置，落入水淬池中的炉渣通过连续冲水的方式除渣，灰渣水冷却后通过捞渣装置自动排出。

燃烧后的废气经由出风口排出，至相关可靠有效的烟气环保设备处置后达标排放。需要回收余热的，引回至热风环形管道110。

本发明三废一体化反应器呈立式布置，通过上下两个燃烧室，以及中间布置的混合室，实现单筒为自然循环、平衡通风、立式旋风燃烧，最后由液态排渣，有效提高了燃烧的效率，避免了反应器堵塞的问题。

本发明利用上述三废一体化反应器实现对亚硝气进行，根据本发明的实施例，一种利用三废一体化反应器对亚硝气处理的方法，包括如下方法步骤：

步骤S101、设置亚硝气加注口。

在第二燃烧室103切向开设的二次风入口104，开设亚硝气加注口。本实施例中，二次风入口104为一混合风管道105，在混合风管道105上开设亚硝气加注口201。

步骤S102、第一燃烧室废固燃烧。

向第一燃烧室内切向喷入废固与一次燃料气的混合风，混合风在第一燃烧室内旋转混合燃烧后，经燃烧下行通道下行至第二燃烧室。

具体地，废固与一次燃料气的混合风，由第一燃烧室101的切向一次风入口102喷入到第一燃烧室101内，废固在第一燃烧室内旋转混合燃烧后，通过燃烧下行通道106，旋转下行至第二燃烧室103，与此同时，热风环形管道110将净化后的烟气作为助燃空气引入到混合室107内，助燃空气分两路旋转上行和旋转下行，混入到第一燃气室101和第二燃气室103内。

步骤S103、第二燃烧室内废固、废液、废气燃烧。

以55～100m/s的速度向第二燃烧室内切向喷入废固与二次燃料气的混合风，同时向亚硝气加注口中加注带有一定压力待处置的亚硝气，使亚硝气、废固与二次燃料气的混合风同时进入第二燃烧室。

具体地，废固与二次燃料气的混合风，在混合风管道105与加入的带有一定压力待处置的亚硝气，以55～100m/s的速度，由第二燃烧室103的切向二次风入口104喷入到第二燃烧室内，同时废液经废液加注口108喷入到第二燃烧室103。实施例中，一次燃料气和二次燃料气可以选择天然气。

亚硝气为待处理的废气，主要为一氧化二氮(N₂O)，实施例中可以通过控制阀的开度，控制向混合风管道105加注的亚硝气。

第二燃烧室内，混合风的高速旋转作用将燃料气和固体颗粒抛向第二燃烧室103的筒壁，颗粒物在第二燃室103的筒壁附近的空间汇聚燃烧，形成一个温度很高的区域(燃烧温度可达1450℃)，使灰渣熔化并粘附在二燃室筒壁上，之后在重力作用下不断下流，通过格栅塔109进入水淬池急冷成渣排出。

燃烧过程中第二燃烧室内燃烧温度为1400-1500℃的区域。在此高温条件下亚硝气将迅速进行热分解，亚硝气分解成氮气和氧气，分解反应为：2N₂O＝2N₂+O₂。燃烧后将亚硝气分解成最终产物N₂和O₂。

废液经泵送、分散喷射送入第二燃室103内燃烧，混合风与粘附在液态渣膜上的燃料粒之间有很高的相对速度，促使燃料与空气充分混合，燃烧完全。

根据本发明的实施例，三废一体化反应器底部设有格栅塔109，作为熔渣的栅栏，液态渣通过格栅塔109流出。在水淬池的下部布置了连续喷水装置，落入水淬池中的炉渣通过连续冲水的方式除渣，灰渣水冷却后通过捞渣装置自动排出。

本发明一种三废一体化反应器，一次燃料气和二次燃料气切向喷入，使得气流与粘附在液态渣膜上的燃料粒之间有很高的相对速度，促使燃料与空气充分混合，燃烧更完全，使危废渣粒的燃烧反应更完全彻底。

本发明一种三废一体化反应器，燃烧后以液态渣排出，在反应器底部设有格栅塔，拦阻和处置大块熔渣，反应器下部布置有水冷却夹套的水淬池，通过连续冲水的方式除渣，有效避免反应器堵塞的问题。

本发明一种三废一体化反应器，第一燃烧室和第二燃烧室内壁衬有耐火材料，耐火材料四周设计有补燃风孔，可以使废液、天然气充分的与空气接触。烟气停留时间≥2秒，确保可燃成分燃尽。

本发明一种三废一体化反应器，炉内温度可以稳定保持在1100℃以上，能够有效破坏分解二噁英、呋喃等有机物。

本发明一种三废一体化反应器，废弃物和助燃风强烈搅拌混合，确保可燃成分与助燃空气充分混合，最终燃烧完全。

本发明一种三废一体化反应器，对废物的减容效果显著、无害化程度高，可以实现减容、脱毒、稳定化的环保目标。

本发明一种三废一体化反应器，处理设施占地面积小，对周围环境没有二次污染；处理达到一定规模时，还可以利用其余热发电或供热。

本发明一种三废一体化反应器，处理方式能最快地、最大限度地实现废物无害化、稳定化、减量化，大型的处理系统还备有热能回收与利用装置，使其变废为宝、废旧利用回收能源。

本发明提供的一种利用三废一体化反应器对亚硝气处理的方法，充分三废一体化反应器第二燃烧室内1400-1500℃的燃烧温度，可以将N₂O分解成N₂和O₂。

本发明提供的一种利用三废一体化反应器对亚硝气处理的方法，三废一体反应器除了处理N₂O外，还可以同时处理化工废液废气和废固，综合效益明显，较之传统处置工艺处置成本大幅降低，经济效益明显提升。

本发明提供的一种利用三废一体化反应器对亚硝气处理的方法，在以三废一体化反应器为特定装置中，建立了适宜高温强度的还原性气氛，并持续在该装置二次燃料混合气管道中中通入亚硝气，将亚硝气N2O热分解成为无害的氧气和氮气。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (5)

1.一种三废一体化反应器，其特征在于，所述反应器呈立式布置，包括设置在顶部的第一燃烧室，所述第一燃烧室具有切向开设的一次风入口，用于向第一燃烧室内喷入废固与一次燃料气的混合风；

所述反应器还包括第二燃烧室，所述第二燃烧室具有切向开设的二次风入口，用于向第二燃烧室内喷入废固与二次燃料气的混合风；所述第二燃烧室上开设废液加注口，用于向第二燃烧室加注废液；

在所述第一燃烧室与所述第二燃烧之间具有燃烧下行通道，所述燃烧下行通道向外凸出形成一个混合室；所述反应器底部设有格栅塔，在格栅塔下方布置水淬池；

所述第二燃烧室开有出风口，所述出风口排出燃烧后的烟气；所述混合室设有热风环形管道，所述出风口排出燃烧后的烟气，经净化处理后引回至热风环形管道，回收余热助燃。

2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述第一燃烧室为叶片式燃烧室。

3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述水淬池底部布置连续喷水装置，落入水淬池中的炉渣通过连续冲水的方式除渣。

4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述第二燃烧室内壁衬有耐火材料，耐火材料周围设有补燃风孔，使废液、燃料气和空气充分接触。

5.一种利用权利要求1至4任一权利要求所述的三废一体化反应器对亚硝气处理的方法，其特征在于，所述方法包括如下方法步骤：

在所述第二燃烧室切向开设的二次风入口，开设亚硝气加注口；

向第一燃烧室内切向喷入废固与一次燃料气的混合风，混合风在第一燃烧室内旋转混合燃烧后，经燃烧下行通道下行至第二燃烧室；

以55～100m/s的速度向第二燃烧室内切向喷入废固与二次燃料气的混合风，同时向亚硝气加注口中加注亚硝气，使亚硝气、废固与二次燃料气的混合风同时进入第二燃烧室；

第二燃烧室内亚硝气分解成氮气和氧气。