CN110793043B - 用于焚烧高盐有机废水的系统和废水处理方法 - Google Patents

用于焚烧高盐有机废水的系统和废水处理方法 Download PDF

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Abstract

公开了用于焚烧高盐有机废水的系统和废水处理方法。所述系统包括焚烧炉，和与所述焚烧炉流体相连的熔融无机盐外排设备；所述熔融无机盐外排设备包括热源导流装置和冷却破碎装置；所述热源导流装置包括与所述焚烧炉熔融无机盐排出口流体相连的排盐通道，和用于控制所述排盐通道温度的补热装置；所述冷却破碎装置与所述热源导流装置流体相连，并包括废气排气口和破碎物排出口，所述破碎物排出口带有锁风装置。

Description

用于焚烧高盐有机废水的系统和废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种高盐有机废水的处理方法。更具体地说，本发明涉及一种高盐有机废水焚烧系统产生的熔融态盐排出方法。本发明方法操作简便，通用性强，成本低，可有利地延长设备的操作周期。
背景技术
高盐有机废水主要来源于精细化工、医药、印染、造纸和农药等生产过程，它还包括其他如纳米过滤、反渗透、电渗析、蒸发浓缩等废水处理过程产生的浓盐水。现有技术提出了多种高盐有机废水的处理方法，包括生物法、膜分离法、电化学法、湿式催化氧化法、焚烧法和蒸发联合法等。
吴正雷等的“零排放技术在高盐有机废水处理中的应用与展望”(《水处理技术》，2016年8月，第42卷第8期)介绍了现有的各种高盐废水的处理方法，认为焚烧法和蒸发结晶法已成为国内外实现高盐有机物废水零排放的主流技术。该文提到：焚烧法是指在800-1000℃的高温条件下，废水中可燃或需助燃的有机物与空气中的氧剧烈反应产生水、二氧化碳、无机物灰分以及热能，达到无害零排放的过程。高含量有机废液通常含盐量较多，经常导致焚烧炉腐蚀和结焦，且含盐量越高，腐蚀、结焦越严重。目前国际上采用液中焚烧技术来避免焚烧炉的结焦：废液中的无机盐在高温下熔融，并在高压风的作用下，无机盐颗粒物顺着炉壁流至急冷罐或随着烟气浸没至急冷罐，不会出现无机盐堆积、挂壁现象。该技术采用的正压工艺优于负压工艺，设备可以连续稳定地运行。
现有的液中焚烧技术解决了熔融的无机盐颗粒在焚烧炉炉膛中的堆积和挂壁现象，但是将这种熔融态的无机盐排放至急冷罐是整个液中焚烧技术的难点之一，主要体现在：
a)这类熔融态金属盐具有高温腐蚀性，在排出过程中对流经的通道具有冲刷腐蚀性，因此对通道的材料具有苛刻的要求；
b)行业安全要求越来越严格，敞口状态的排盐已经很难被企业接受，排盐系统的密闭性对金属盐的长周期正常排放提出了更高的要求；
c)由于高熔点盐类的存在，会堵塞无机熔融物的外排通道；和
d)对于目前已经运行的负压工艺，焚烧系统炉膛呈微负压状态，而熔融无机盐外排口一般通大气，造成冷空气的逆流接触，金属盐温度低于熔点后快速固化在通道内，堵塞通道。
因此，仍需要对现有的液中焚烧技术进行改进，以避免无机熔融物的外排通道受堵，从而延长设备的运行时间或延长设备的检修间隔，降低成本。
发明内容
本发明的一个发明目的是提供一种改进的液中焚烧技术，它能避免无机熔融物的外排通道受堵，从而延长设备的运行时间或延长设备的检修间隔，降低成本。
因此，本发明的一个方面涉及一种用于焚烧高盐有机废水的系统，它包括焚烧炉，和与所述焚烧炉流体相连的熔融无机盐外排设备；
所述熔融无机盐外排设备包括热源导流装置和冷却破碎装置；
所述热源导流装置包括与所述焚烧炉熔融无机盐排出口流体相连的排盐通道，和用于控制所述排盐通道温度的补热装置；
所述冷却破碎装置与所述热源导流装置流体相连，并包括废气排气口和破碎物排出口，所述破碎物排出口带有锁风装置。
本发明的一个方面涉及一种高盐有机废水的焚烧方法，它包括如下步骤：
在焚烧炉中焚烧高盐有机废水，形成熔融无机盐；
将熔融无机盐输入与所述焚烧炉流体相连的熔融无机盐外排设备的排盐通道，所述排盐通道的温度由补热装置控制在与焚烧炉的熔融无机盐出口温度基本相同的温度；
将排盐通道中的熔融无机盐输入与该排盐通道流体相连的冷却破碎装置，所述冷却破碎装置包括破碎物排出口和废气排气口，所述破碎物排出口带有锁风装置；和
打开所述锁风装置，排出破碎的无机盐颗粒。
附图说明
下面结合附图更详细地说明本发明。附图中，
图1是本发明一个较好实例的工艺流程图。
具体实施方式
本发明涉及一种用于焚烧高盐有机废水的系统。本发明系统包括焚烧炉，和与所述焚烧炉流体相连的熔融无机盐外排设备。
用于本发明系统的焚烧炉无特别的限制，可以是本领域已知的用于焚烧高盐有机废水的任何焚烧炉。在本发明的一个实例中，使用CN201688420U公开的含盐有机废水处理装置，该装置包括出盐口12。
在本发明中，术语“高盐有机废水”是指总含盐质量分数至少1％并含有有机物的废水，其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等。这种废水含有多种物质，例如盐、油、有机重金属和放射性物质等等。高盐有机废水的有机物根据生产过程不同，所含有机物的种类及化学性质差异较大，但所含盐类物质多为Cl-、SO4 2-、Na+、Ca2+等盐类物质。
本发明系统还包括与所述焚烧炉流体相连的熔融无机盐外排设备，例如与CN201688420U公开的含盐有机废水处理装置的出盐口12流体相连的熔融无机盐外排设备。
所述熔融无机盐外排设备包括热源导流装置。所述热源导流装置包括与所述焚烧炉熔融无机盐排出口流体相连的排盐通道，和用于控制所述排盐通道温度的补热装置。本发明系统通过在排盐通道加装补热装置，确保熔融的无机盐不会在排盐通道中冷却凝固，保证在整个系统运行过程中排盐通道的畅通。
在本发明的一个实例中，所述排盐通道的内侧铺设浇筑料，浇筑料材质为耐碱性耐高温材质，其厚度250～350mm。
适用于本发明排盐通道的补热装置无特别的限制，只要其能确保将排盐通道的温度控制在所需的温度。
本发明系统还包括与排盐通道流体相连的冷却破碎装置，该冷却破碎装置用于冷却熔融无机盐，并将熔融的无机盐破碎成小颗粒，以便后续储存和运输。在本发明的一个实例中，所述冷却破碎装置包括废气排气口和破碎物排出口。在本发明的一个实例中，所述破碎物排出口带有锁风装置，以便在本发明系统用于负压工艺时防止外部空气倒灌。
在本发明的一个实例中，所述冷却破碎装置与排盐通道流体相连，所述排盐通道带有补热装置，所述冷却破碎装置的压力低于排盐通道的压力，从而进一步防止外界冷空气倒灌。
图1是本发明一个较好实例的工艺流程图。如图1所示，本发明系统使用的焚烧炉(图中未表示)具有熔融态金属盐排盐口1，热源导流装置的排盐通道2的一端与所述熔融态金属盐排盐口1流体相连，所述排盐通道2带有补热设备4，用于确保在排盐通道2中的熔融无机盐不会冷却凝固在排盐通道内；热源导流装置的排盐通道2的另一端与冷却破碎装置3流体相连，熔融无机盐经所述排盐通道2流入冷却破碎装置3，在该冷却破碎装置3中冷却凝固后，破碎成小的固体颗粒，以便随后储存和运输。在本发明的一个实例中，所述冷却破碎装置3带有锁风设备5，用于在接纳熔融无机盐-冷却-破碎过程中防止外部空气倒灌，并且在冷却破碎装置3向外出料破碎的无机盐时能够向外开启。
在本发明的一个实例中，所述锁风设备5是一个单向阀，它能阻挡气体流动但是对于具有一定重量的无机盐颗粒无阻挡效果。
在本发明的一个实例中，所述冷却破碎装置3的一端与排盐通道2流体相连，另一端与一冷却设备8相连，破碎后的无机盐颗粒被送入该冷却设备8进一步冷却，以便最终输出的无机盐小颗粒的温度适合包装运输。
在本发明的一个实例中，本发明熔融无机盐外排设备包括集尘器设备6，该集尘器设备6通过排气通道11与所述冷却破碎装置3流体相连，以便收集所述冷却破碎装置3产生的烟尘。
在本发明的一个实例中，所述集尘器设备6装有引风机7，从而抽吸冷却破碎装置3的烟尘，并经集尘器设备6收集飞尘后将剩余的气体送至焚烧后系统10进行后处理。引风机7的另一个作用是使冷却破碎装置3的压力低于排盐通道的压力，以进一步防止外界冷空气倒灌。
在本发明的一个实例中，所述冷却设备8包括滚筒冷却机。
在本发明的一个实例中，所述冷却设备的输出端与一包装设备9相连，从而将经粉碎和冷却的无机盐颗粒包装后存储或运输。
在本发明的一个实例中，本发明热源导流系统包括与焚烧炉(图中未表示)熔融态金属盐排盐口1流体相连的排盐通道2、与排盐通道2流体相连的冷却破碎装置3，与所述冷却破碎装置3流体相连的排气通道11，排气通道11带有集尘器设备6，引风机7经集尘器设备6与排气通道11流体相连。
使用时，将高盐有机废水通入焚烧炉进行焚烧，焚烧产生的熔融无机盐由排盐口1进入排盐通道2，排盐通道2下部与冷却破碎机3相连。为保证将排盐通道2的温度控制在熔融无机盐不发生凝固的温度(例如950～1100℃的温度)，排盐通道2带有补热设备4作为补充热源；另外，排盐通道2内部铺设耐碱性耐高温浇注料，其厚度250～350mm。冷却破碎机3将熔融无机盐冷却并破碎，形成的无机盐颗粒经与锁风设备5连接的排渣出口排出。锁风设备5可以选用旋转阀或双层翻板阀。冷却破碎机3带有一个排气出口，该排气出口与集尘器设备6连接，集尘器设备6将烟气中含有的粉尘过滤，清洁尾气经引风机7连入焚烧后系统10。锁风设备5下部与滚筒冷却机8连接。滚筒冷却机排渣口与包装设备9连接，无机盐颗粒进入包装设备进行收集。滚筒冷却机排气可连入集尘器设备6，避免粉尘直接排入大气造成污染。
本发明的还涉及一种高盐有机废水的焚烧方法，它包括如下步骤：
在焚烧炉中焚烧高盐有机废水，形成熔融无机盐；
将熔融无机盐输入与所述焚烧炉流体相连的熔融无机盐外排设备的排盐通道，所述排盐通道的温度由补热装置控制在与焚烧炉的熔融无机盐出口温度基本相同的温度；
将排盐通道中的熔融无机盐输入与该排盐通道流体相连的冷却破碎装置，所述冷却破碎装置包括破碎物排出口和废气排气口，所述破碎物排出口带有锁风装置；和
打开所述锁风装置，排出破碎的无机盐颗粒。
在本发明中，术语“与焚烧炉的熔融无机盐出口温度基本相同的温度”是指排盐通道的温度与焚烧炉的熔融无机盐出口温度相差不超过80℃，较好不超过60℃，更好不超过40℃，宜不超过20℃，优选不超过10℃。
在本发明的一个实例中，所述排盐通道温度控制在950～1100℃。该温度下金属盐具有良好的流动性。可通过补热设备进行补充热量。
在本发明的一个实例中，所述冷却破碎装置的废气排气口的烟气温度不低于190℃。
本发明利用一个有补热装置的熔融无机盐排盐通道将焚烧炉与冷却破碎机相连接，从而确保在熔融无机盐的输送过程中不发生无机盐熔体凝聚现象，使整个输送管道保持畅通，延长了整个设备的检修间隔，降低了运行成本。
另外，本发明在冷却破碎机的输出管道上加装一个锁风设备5，避免外部冷空气倒灌进入本发明处理系统，从而确保整个管路不发生无机盐熔体凝固积聚现象，使整个输送管道保持畅通，进一步延长了整个设备的检修间隔，降低了运行成本。
在本发明的一个实例中，除了对排盐通道进行保温外，本发明方法还通过引风机经排气通道抽取冷却破碎机中的热量，同时使冷却破碎机的压力低于排盐通道的压力，在冷却无机盐的同时进一步防止外面的冷空气倒灌至排盐通道。

Claims (10)

1.一种用于焚烧高盐有机废水的系统，它包括焚烧炉，和与所述焚烧炉流体相连的熔融无机盐外排设备；
所述熔融无机盐外排设备包括热源导流装置和冷却破碎装置；
所述热源导流装置包括与所述焚烧炉熔融无机盐排出口流体相连的排盐通道，和用于控制所述排盐通道温度的补热装置；
所述冷却破碎装置与所述热源导流装置流体相连，并包括废气排气口和破碎物排出口，所述破碎物排出口带有锁风装置。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述冷却破碎装置的一端与排盐通道流体相连，另一端与一冷却设备相连。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述熔融无机盐外排设备包括集尘器设备，该集尘器设备通过排气通道与所述冷却破碎装置流体相连。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于所述集尘器设备装有引风机，从而抽吸冷却破碎装置的烟尘，并经集尘器设备收集飞尘后将剩余的气体送至焚烧后系统进行后处理。
5.如权利要求2所述的系统，其特征在于所述冷却设备包括滚筒冷却机。
6.如权利要求2所述的系统，其特征在于所述冷却设备的输出端与一包装设备相连，从而将经粉碎和冷却的无机盐颗粒包装后存储或运输。
7.一种高盐有机废水的焚烧方法，它包括如下步骤：
在焚烧炉中焚烧高盐有机废水，形成熔融无机盐；
将熔融无机盐输入与所述焚烧炉流体相连的熔融无机盐外排设备的排盐通道，所述排盐通道的温度由补热装置控制在与焚烧炉的熔融无机盐出口温度基本相同的温度；
将排盐通道中的熔融无机盐输入与该排盐通道流体相连的冷却破碎装置，所述冷却破碎装置包括破碎物排出口和废气排气口，所述破碎物排出口带有锁风装置；和
打开所述锁风装置，排出破碎的无机盐颗粒。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述冷却破碎装置的一端与排盐通道流体相连，另一端与一冷却设备相连，打开所述锁风装置后排出的破碎无机盐颗粒在该冷却设备中进一步冷却至适合包装的温度，随后输送至包装设备进行包装存储。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述熔融无机盐外排设备包括集尘器设备，该集尘器设备通过排气通道与所述冷却破碎装置流体相连，焚烧过程中产生的部分废气经该集尘器设备过滤后送至焚烧后系统进行后处理。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述熔融无机盐外排设备包括引风机，该引风机通过排气通道与所述冷却破碎装置流体相连，从而使冷却破碎装置的压力低于排盐通道的压力。
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