CN112555864B - 一种同时处理含高盐有机废水和固体废物的焚烧工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业废弃物处理技术,具体一种同时处理含高盐有机废水和固体废物的焚烧方法。将含有高盐的工业有机废液和/或固体废物在焚烧一体炉内进行焚烧处理,含有高盐的工业有机废液进入焚烧一体炉的流化室进行热解造粒,生成烟气经气固分离,分离出固体回用到焚烧一体炉流化室内,气体经冷凝后进行再次焚烧实现无害化处理,产生的高温烟气;将含有高盐的工业有机废液产生的高温烟气和/或焚烧一体炉处理含有高盐的固体废物产生的高温烟气回收,部分烟气回流至焚烧一体炉中,其余未回流烟气进行热交换,热交换后部分气体再回流至焚烧一体炉中,部分气体回流至焚烧系统中,部分气体与换热后剩余气体混合后进行尾气处理。本发明方法合理解决分离去除高盐有机废水难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业废弃物处理技术领域,具体涉及一种同时处理含高盐有机废水和固体废物的焚烧工艺方法。
背景技术
目前我国改革开放四十多年,工业生产总产量突飞猛增,不同行业的废水(液)量日益剧增,其中工业废水中主流就是高盐废水,如农药、医药、染料行业产生的废水是难处理的废水,根据不同行业,不同工厂以及生产过程不同,所含种类及化学性质差异较大。大多数工业废水含盐量较高,同时伴有难降解的有机物和无机物或者剧毒物,如氰化钠等。目前,我国面对处理高盐有机废水的处理方式比较多,但是真正能做到成本低,工业化处理大规模的高盐有机废水成熟技术很少,如何实现无害化,可回收,资源化,已成为亟待解决的问题。
现有的高盐有机废水处理方式有:湿式氧化技术,多维电催化技术,萃取剂分离技术,生物氧化技术等,但是这些由于具有选择性,处理范围小,有些情况下无法处理,处理的同时容易造成二次污染或者设备不稳定等问题。
工业上高盐有机废水比较成熟的处理方式是MVR降膜蒸发+MVR强制循环+离心分离技术,然而缺点在于设备造价高,又由于有效温差小,换热面积大,设计蒸发量正负空间小原因,长时间使用容易导致压缩机损耗加快,增加能耗,严重点容易被迫停车。其次,需要三段工艺分离固液相,相对比较复杂,处理后的有机残渣需要再焚烧处理,母液也是危废物还需要再处理,同时如果遇到有毒有害的含盐等有机废水,将无法处理。
此外,基于目前许多化工园区,建立了危险固体废物处理中心,将园区内的工业固体和含盐废水一起放到回转窑+二燃室系统处理,焚烧具有处理速度快,减容大,全季侯操作,厂房占地少等特点,但是该方法存在的问题是高盐废水中含盐量多时,在二燃焚烧室1100℃以上容易变成熔融状态,容易腐蚀耐火材料,造成焚烧设备检修频繁,也容易对后面的余热锅炉设备和烟道管道造成盐块板结化堵塞,降低传热效率和腐蚀设备,系统运行稳定性和运行时间下降的隐患。
此前有人用流化造粒焚烧的技术来处理高盐有机废水(专利号200410021472.1),分离效果明显,能够有效地脱出有机物使得完全热解,同时生成的盐粒能够达到工业要求。但是该工艺在高盐有机废水前处理工艺上容易出现废气溢出造成大气污染,同时燃烧后的尾气只有旋风分离和碱洗塔处理,实际应用中尾气合格不稳定,运行成本较高。此外,另一个处理有机高盐废水的方法把前面的不足加以改进(专利号201210587735.X),造粒产生的烟气经过二燃室焚烧,同时合理利用热量减低能耗,但是存在的问题是盐粒处理方式是热裂解,盐粒可能会存在积碳或者氧化不充分残留有机物现象,而且处理盐粒产生的烟气没有经过高温氧化处理容易产生有毒有害气体,如果再加一个高温处理环节,整体耗能会增大。这两项处理工艺仅针对高盐废水,不能同时焚烧处理固体废物,不能满足目前企业多需求化的现状。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术对含高盐有机废水处理方法的不足,提供一种同时处理含高盐有机废水和固体废物的焚烧工艺方法。
为了实现上述目的,本发明人采用的技术方案为:
一种同时处理含高盐有机废水和固体废物的焚烧工艺方法,其特征在于:将含有高盐的工业有机废液和/或固体废物在焚烧一体炉内进行焚烧处理,含有高盐的工业有机废液进入焚烧一体炉的流化室进行热解造粒,生成烟气经气固分离,分离出固体回用到焚烧一体炉流化室内,气体经冷凝后进行再次焚烧实现无害化处理,产生的高温烟气;将含有高盐的工业有机废液产生的高温烟气和/或焚烧一体炉处理含有高盐的固体废物产生的高温烟气回收,部分烟气回流至焚烧一体炉中,其余未回流高温烟气通过风冷急冷器与外部空气进行热交换,热交换后的外部空气的部分气体再回流至焚烧一体炉中,另一部分回流至二燃室中,多余的部分与换热后的未回流烟气混合后排放。。
所述含有高盐的工业有机固体废物输送到焚烧一体炉进行焚烧,产生的烟气通过气固分离引入至二燃室进行焚烧,产生的高温气体以循环回流的方式返回于焚烧一体炉,作为其流化室热源,待温度达到500~700℃时,将含有高盐的工业有机废液通入至焚烧一体炉进行热解流化,整风板气化产生的有机烟气进行气固分离,分离出的盐粒回流至焚烧一体炉的流化室内,分离出的烟气经过冷凝降温后,烟气进入二燃室使烟气彻底无害化;二次焚烧产生的高温烟气进入余热锅炉经处理后产生的高温烟气,一部分高温烟气回流至焚烧一体炉的流化室内进行干燥流化造粒,另一部分烟气通过引风机引入气固分离器,分离后高温烟气与外部空气进行热交换,交换热量后外部空气通过三通阀分别供给,交换后烟气通入喷淋塔净化酸气而后进行尾气处理排放。
所述高温烟气通过风冷急冷设备瞬时进行冷热交换,换热后高温烟气降到200℃以下。
所述含有高盐的工业有机废液于焚烧一体炉内经喷枪处理成雾化状进入流化室内,成雾化状态废液与盐种充分接触,在床层压差3000pa~8000pa,停留时间为10~30min下,使雾状含盐有机废液在流化状态下被气化均匀地分散在盐种表面生成盐粒,热解产生的烟气进行下一步的气固分离,盐粒返回至焚烧一体炉中;其中,含有高盐的工业有机废液雾化时雾化液气压力比0.3~1.0;废液的流化速度为1.1~2倍盐种临界流化速度。
进一步具体为:
如图1,将固体废物通过进料装置输送到焚烧一体炉(A)进料口进行进料焙烧,产生的烟气经过气固分离器(B)、冷凝器(C),而后通过引风机(D)进入二燃室(E)进行焚烧,焚烧产生气体进入余热锅炉(F)经处理后产生的高温烟气,通过打开的阀门(N)将经余热锅炉(F)回收的二燃室产生的高温气体以循环回流的方式(一般回流2次左右)返回于焚烧一体炉(A),作为其流化室热源,待温度(大致温度为600℃左右)满足造粒流化室要求时,启动水泵以加压加料方式将含有高盐的工业有机废液加入至焚烧一体炉(A)的流化室中在高温作用下形成雾化状实现流化成盐。
其中,通过整风板和流化介质作用及床层温度控制其流化的稳定性;所述含有高盐的工业有机废液成雾化状态,同时废液的流化速度为1.1~2倍盐种(盐种为细小盐粒或者灰尘)临界流化速度充分接触,雾化液气压力比0.5~1.0,床层压差3000pa~8000pa,足够停留时间为10~30min。
上述雾状含盐有机废液在流化状态下被气化均匀地分散在粒种表面生成盐粒,热解产生的烟气送往气固分离器(B),产生的盐粒在焚烧一体炉(A)进行处理;热解烟气在气固分离器中气固分离,分离出的有机烟气进入冷凝器(C)并通过引风机(D)引入高温二燃室(E)进行二次焚烧处理,使烟气彻底无害化,二燃室(E)分离出的粉尘通过自重回到焚烧一体炉流化室内;二次焚烧产生的高温烟气进入余热锅炉(F)进行部分热量回收产生蒸汽附加值,产生的烟气一部分通过阀门(N)控制回流烟气流量的大小,最终回流至焚烧一体炉(A)流化室作为热气源补偿,另一部分高温烟气通过引风机(H)动力使其进入固液分离器(G),气固分离的高温烟气继续进入风冷急冷器(K)与通过鼓风机(L)输入的室外空气进行瞬时换热(可实现1s内降温),换热后室外空气通过三通阀控制分三路供给,急冷换热后的高温烟气降至200℃以下经过喷淋塔组(I)进行净化酸气后再出口与换热后一路室外空气中和后由烟囱(Z)排放,减少白烟现象。
其中,高温烟气通过风冷急冷器(K)与外部空气换热,使外部空气温度升高,而后外部空气通过三通阀控制流量分三路供给;其中,一路(a)返回至焚烧一体炉,一路(b)返回至二燃室,一路(c)与急冷换热降至200℃以下的高温烟气经过喷淋塔组进行净化后中和由烟囱排放,减少白烟现象。
上述三通阀根据实际需要控制各路的流量,使其满足实际需求。
上述经过造粒后的盐粒自重进入焚烧一体炉(A)中和固体废物焚烧一起焚烧后排出,也可单独运行流化室造粒后焚烧或者单独焚烧处理固废物。其中造粒后的盐粒可以通过自重无需外加机械设备运送,由于是一体炉内部直接进入焚烧室进行焚烧处理。产生烟气作为流化室的动力源,如果气源不足可以从系统后端回流烟气加以补充,流速的大小和回流比通过两个引风机合理控制,回流烟气量占总排出烟气量为0.01~0.4。
上述气固分离器可为电除尘、旋风分离除尘等,一种或多种组合使用,或者单独使用。
所述冷凝器为喷淋冷凝器、气体交换冷凝器、液体间壁冷凝器等冷凝作用装置。其中空气间壁冷凝器回收的热气体可以接入系统中利用;其中水间壁冷凝回收的热水可以接入系统中利用。此外连接位置位于焚烧一体炉和二燃室之间。
所述风冷冷凝器(K)采用的翘片板式间壁换热器,能够使高温烟气1s内降温到200℃以下。
所述焚烧一体炉为立式或卧式;由焚烧室和流化室组成,能够同时进料处理;焚烧室内温度≥250℃。
所述焚烧一体炉包括点火装置(1)、进料器(3)、整流板(5)、雾化装置(7)、挡板(8)及炉体(9),其中炉体(9)分为焙烧室(2)、热风室(4)及流化造粒室(6),所述热风室(4)位于流化造粒室(6)下方,该热风室(4)与流化造粒室(6)之间设有整流板(5);所述流化造粒室(6)顶部开设有烟气出口(15),该烟气出口(15)的下方设有安装于所述流化造粒室(6)内的挡板(8),所述挡板(8)与整流板(5)之间的流化造粒室(6)内壁上安装有雾化装置(7);所述热风室(4)底部的进风管道(13)伸入焙烧室(2)的前端内部,所述进料器(3)的进料口位于炉体(9)外部,该进料器(3)的出料口伸入所述焙烧室(2)的前端内部,所述焙烧室(2)内设有点火装置(1)。
所述焙烧室(2)的末端开设有出料口(10),前端留有烟道备用口a(11)。
所述进风管道(13)伸入焙烧室(2)前端内部部分的长度方向中心线与焙烧室(2)的长度方向中心线之间的夹角为钝角,该进风管道(13)的端部为呈喇叭口状进烟气口。
所述整流板(5)由边缘向中间逐渐向下凹或由边缘向中间逐渐向上凸,该整流板(5)上开设有多个安装孔,每个安装孔内均安装有下沉式的风扇(14);气体从所述风扇(14)底部进入后经过风扇(14)的整流后向上成漩涡状气体流出,在所述流化造粒室(6)内产生的颗粒由所述安装孔的侧壁及所述风扇(14)的扇叶之间的间隙流入下端的所述热风室(4),最后在自重的作用下流入所述焙烧室(2)。
所述热风室(4)上开设有烟道备用口b(12)。
所述挡板(8)的边缘与流化造粒室(6)的内壁之间留有间隙,该挡板(8)上方的流化造粒室(6)为锥台状,顶部开有所述烟气出口(15)。
所述流化造粒部分优选湍动流化床或快速流化床,其中装有开孔率范围在60%~80%的气体分布板,床层温度控制在101~150℃,流化速度为1.2~2倍粒种临界流化速度,保证粒种良好流化状态且在床层内有足够停留时间到达充分形成盐粒;进一步优选的流化速度为1.4倍粒种流化速度;盐粒自重流入焚烧室内,跑出流化室的细小盐粒被气固分离器捕捉返回流化室内。所谓临界流化速度是指固体盐种能够流化的最小速度0.5~3m/s,根据所处理废水中无机盐种类和颗粒直径变化,一般在0.1~0.3mm/s。所述的足够停留时间为盐粒中的含盐量占高盐有机废水(液)含盐量的≥98%所需时间,大致在5~30min。
通过上述方法,固体焚烧和盐粒焚烧后的烟气可以利用作为流化室的气源,节省能量,如有气源和热量不足可以利用后端烟气回流一部分作为补偿气源。同时通过阀门(N)和两台引风的控制经行稳定系统运行。固废物和盐粒同时焚烧时消除过程中盐结块和熔融盐腐蚀耐火材料的可能性;如果单独处理盐粒,可以适当进行调节燃烧室的温度,温度一般低于盐分的熔融温度,从而消除了焙烧过程结块和熔盐腐蚀耐火材料的现象。焙烧后排放的盐粒中TOC含量低于工业用盐标准,通过过筛可资源化利用或填埋处理。
与现有技术相比,本发明所具有以下优点:
本发明处理方法既能使高盐有机废水合理有效地分离和热分解氧化掉有机物,保证盐与有机废气各自达标处理,既能同时处理固体废物,兼顾能量的有效循环利用,降低高盐有机废水的处理成本。处理过程中通过焚烧一体炉,二燃室,余热锅炉,气固分离器,冷凝器等,回收热量再利用等工序的集成,对含有高盐有机废水(液)进行处理,不但实现了本发明的目的,而且能够充分利用固废焚烧回转窑工艺进行相互耦合,合理有效利用能量,减少整体设备的维护和运行成本;具体为:
1、本发明提出的工艺能够同时处理含高盐有机废水和固体废物,也能单独处理高盐有机废水或者固体废物,可灵活选择性较高,同时满足企业多样化需求,节省成本;
2、系统热量利用率好,本发明充分回收利用焚烧一体炉的烟气和部分后端高温烟气回流的方式,以及风冷急冷达到瞬间降温同时,热量得到合理利用,降低整体能耗的损失、运行成本,同时系统整体稳定性良好;
3、采用焚烧一体炉能使含盐废水在流化室造粒,同时焚烧室产生的粉尘可以进入流化室作为晶种,这样可以达到再利用,减少有部分后端分离负荷并;也可以使高盐废水预先调成碱性水中和酸性气体,这样大大降低了整个系统后端设备腐蚀或者结块堵塞现象,使整体设备使用寿命延长;
4、实用性强,在现有的固废焚烧系统进行设备改造,就可以同时实现处理高盐有机废水的能力,能耗相对减少、处理能力增大,改造成本增加不高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的含有高盐的工业有机废液和/或固体废物的焚烧工艺流程图。
图2为本发明实施例提供的焚烧造粒一体炉整体结构示意图;其中:1为点火装置,2为焙烧室,3为进料器,4为热风室,5为整流板,6为流化造粒室,7为雾化装置,8为挡板,9为炉体,10为出料口,11为烟道备用口a,12为烟道备用口b,13为进风管道,14为风扇。
图3为本发明实施例提供的焚烧造粒一体炉中整流板的结构俯视图。
图4为本发明实施例提供的焚烧造粒一体炉中整流板及风扇的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明进一步描述和说明以便能更好地理解本发明,在此声明所述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有突破性创新下所获得的所有实施例,都属于本发明专利的保护范围。
本发明提供的方法处理高盐有机废水能够高效节能地收集含盐成分,去除废水有机物成分,耦合固废焚烧系统同时满足焚烧固体废物,合理解决分离去除高盐有机废水难题,此外,能源回收综合利用,降低运行成本。过程中高盐不熔融,能够同时处理固废焚烧处理或选择性焚烧,使用系统运行稳定。一站式解决,减容、减量、减污,不产生二次污染,处理效果好等特点。
本发明处理方法效果良好,运行稳定的高盐有机废水(液)和固体危废物同时处理或者单独处理高盐有机废水、固体废物,降低运行成本,符合企业需求,合格达标排放。
实施例1
如图2所示,装置包括点火装置1、进料器3、整流板5、雾化装置7、挡板8及炉体9,其中炉体9分为焙烧室2、热风室4及流化造粒室6,热风室4位于流化造粒室6下方,该热风室4与流化造粒室6之间设有整流板5;流化造粒室6顶部开设有烟气出口15,该烟气出口15的下方设有安装于流化造粒室6内的挡板8,挡板8与整流板5之间的流化造粒室6内壁上安装有雾化装置7;热风室4底部的进风管道13伸入焙烧室2的前端内部,进料器3的进料口位于炉体9外部,该进料器3的出料口伸入焙烧室2的前端内部,焙烧室2内设有点火装置1。
所述焙烧室2为卧式结构,其长度方向的中心线倾斜于水平面,倾斜角度为2°~10°;焙烧室2可旋转,所述焙烧式2采用回转窑中的冶金化工窑。焙烧室2的前端与热风室4的进风管道13及进料器3相连为一体,且前端留有烟道备用口a11,焙烧室2的末端开设有出料口10。所述点火装置1安装于焙烧室2内的末端,可采用现有技术中的进针式点火器。
所述进风管道13伸入焙烧室2前端内部部分的长度方向中心线与焙烧室2的长度方向中心线之间的夹角为钝角(可为120°),该进风管道13的端部为呈喇叭口状进烟气口;进风管道13位于焙烧室2外部的部分设有阀门,可手动或自动控制阀门的开关。本实施例在进风管道13上方的热风室4上开设有烟道备用口b12。
所述进料器3为现有技术中的螺旋进料器、推杆进料器、刮板进料器或履带进料器。
整流板5由边缘向中间逐渐向下凹或由边缘向中间逐渐向上凸。如图2及图3所示,所述整流板5由边缘向中间逐渐向下凹(呈漏斗状),该整流板5上开设有多个圆形的安装孔,每个安装孔内均安装有下沉式的风扇14,下沉距离为1~10mm;气体从风扇14底部进入后经过风扇14的整流后向上成漩涡状气体流出,在流化造粒室6内产生的颗粒由安装孔的侧壁及风扇14的扇叶之间的间隙流入下端的热风室4,最后在自重的作用下流入焙烧室2。本实施例的整流板5上的安装孔中间呈“十”字型设置,该“十”字型分隔的四个区域内分别开设有多也安装孔;“十”字型上的安装孔中所安装的风扇14的扇叶多于分隔的四个区域内安装孔中所安装的风扇14的扇叶。本实施例整流板5上开设的各安装孔的直径在使用时可相同,也可不同,根据实际情况而定。本实施例整流板5的开孔率为80%。
雾化装置7为一个或多个,当为多个时沿流化造粒室6内壁的圆周方向均匀布置。雾化装置7可为现有技术中的气液混合喷枪、离心喷洒喷枪或气体压力喷枪,所述雾化装置7为两个气体压力喷枪,每个喷枪均与水平面的夹角为45°。
挡板8的边缘与流化造粒室6的内壁之间留有间隙,该挡板8上方的流化造粒室6为锥台状,顶部开有烟气出口15。本实施例的挡板8为一种起到遮挡颗粒、避免从烟气出口15过快带出过多颗粒的作用,其形式可为波纹板、孔板或折叠板。
实施例2
高盐有机废水(液)来源:处理农药百草枯废液是一种高盐有机废水,组成如下:氰化钠2%,氯化钠22%,有机物5%,71%的水,热值6229kJ/kg;采用燃料为液化气,热值48143kJ/kg;固废焚烧物为污泥(含水量为80%)热值13607kJ/kg。
将污泥(0.5t/h)通过进料装置投加到焚烧一体炉(A)进料口处进料进行焙烧处理,焙烧时间为1.5h,产生的烟气经过气固分离器、冷凝器,而后通引风机进入二燃室进行焚烧,打开阀门(N)将二燃室产生的高温气体以循环回流的方式(一般回流2次左右)返回于焚烧一体炉,当满足流化室的烟气量时将待处理高盐有机废水(1t/h)通入如图2所示焚烧一体炉(A)内进行雾化流化造粒,流化室中设有喷雾装置,使高盐有机废水瞬间形成雾化状,与成为流化态的粒种充分接触,均匀覆盖其表面,形成盐粒,固液气三相相互转化。湍动流化床的整风板开口率80%,流化造粒塔顶部设有布袋过滤器,流化床温度控制在120℃,塔顶温度在110℃,流化速度在1m/s,生成的盐粒经自重流入焚烧一体炉焚烧室,烟气再经过气固分离器(B)进行气固分离,细小粉尘返回焚烧一体炉流化室,烟气进入通过软水间壁冷凝器(C)中高温烟气中的水蒸气凝结带走粉尘,同时软水温度升高进入余热锅炉进行回收热量生成蒸汽。
上述流化热解烟气在气固分离器中气固分离出的有机烟气进入冷凝器(C)并通过引风机(D)引入高温二燃室(E)进行二次焚烧处理,二次焚烧产生的高温烟气进入余热锅炉(F)进行热量回收产生蒸汽使其能够附加增值;其中,通过冷凝器降温后的烟气通过引风机(D)引入二燃室(E)在1100℃下焚烧,烟气在焚烧炉中的停留时间≥2s,使烟气彻底无害化,二燃室(E)分离出的粉尘通过自重回到焚烧一体炉流化室内。
二燃室排出的高温烟气经余热锅炉回收部分热量烟气温度降为600℃,然后高温烟气一部分通过阀门(N)控制回流烟气流量的大小,最终回流至焚烧一体炉(A)流化室作为热气源补偿,另一部分高温烟气通过引风机(H)动力进入气固分离器(G),气固分离的高温烟气继续进入风冷急冷器(K)与通过鼓风机(L)输入的室外空气进行瞬时换热(可实现1s内降温),使高温烟气温度降到200℃以下,经过喷淋塔组(I)进行净化(经过一级碱性水喷淋,二级水喷淋吸收)酸气后再出口与换热后一路室外空气中和后由烟囱(Z)排放,减少白烟现象。其中经过风冷急冷装置后被加热的空气通过三通阀进行调节送往a、b、c三条管线,节省能耗再利用。
其中,高温烟气通过风冷急冷器(K)与外部空气换热,使外部空气温度升高,而后通过三通阀控制流量分别回收利用;其中,一路(a)返回至焚烧一体炉(A),一路(b)返回至二燃室,一路(c)与急冷换热后的高温烟气降至200℃以下经过喷淋塔组(I)进行净化后中和由烟囱(Z)排放,减少白烟现象。
上述处理后盐粒中的TOC为40mg/kg,达到工业盐使用标准。焙烧后的盐粒通过过筛可以用作资源化利用或者与焚烧后的污泥废渣进行固化填埋。整个系统运行安全稳定,运行成本较低。由于流化造粒部分的热源来自于本身固废焚烧系统,所以实际工况下处理1t/h高盐有机污水和500kg/h污泥的总消耗量为143kg/h燃料,最优化状态下为113kg/h燃料,而部分热量可以在余热锅炉(F)回收产生2.6t/h蒸汽;同比不采用烟气量循环利用和风冷急冷工艺总消耗燃料量为250kg/h以上。节能效率≥50%。
实施例3
高盐有机废水(液)来源:处理农药百草枯废液是一种高盐有机废水,组成如下:氰化钠2%,氯化钠22%,有机物5%,71%的水,热值6229kJ/kg;采用燃料为液化气,热值48143kJ/kg。
按照上述实施例处理后的体系,再次处理高盐废水时,直接启动二燃室进行升温1100度,利用循环回流至其中的高温气体,产生的烟气按照流程循序走到后端,在余热锅炉(F)后端通过打开阀门(N)进行回流循环,当满足流化室的烟气量时将待处理高盐有机废水(1t/h)通入焚烧一体炉(A)内进行雾化流化造粒,流化室中有特殊的喷雾装置,使高盐有机废水瞬间形成雾化状,与成为流化态的粒种充分接触,均匀覆盖其表面,形成盐粒,固液气三相相互转化。湍动流化床的整风板开口率80%,流化造粒塔顶部设有布袋过滤器,流化床温度控制在120℃,塔顶温度在105℃,流化速度在2m/s,生成的盐粒经自重流入焚烧一体炉焚烧室,烟气再经过气固分离器(B)进行气固分离,细小粉尘返回焚烧一体炉流化室,烟气进入通过软水间壁冷凝器(C)中水蒸气凝结带走粉尘进入二燃室,同时软水温度升高进入余热锅炉进行回收热量生成蒸汽。
热解烟气在气固分离器中气固分离出的有机烟气进入冷凝器并通过引风机引入高温二燃室进行二次焚烧处理,二次焚烧产生的高温烟气进入余热锅炉进行热量回收产生蒸汽使其能够附加增值,降温后的烟气通过引风机引入二燃室在1100℃下焚烧,烟气在焚烧炉中的停留时间≥2s,使烟气彻底无害化,二燃室(E)分离出的粉尘通过自重回到焚烧一体炉流化室内;焚烧炉排出的高温烟气经余热锅炉(F)回收部分热量烟气温度降为600℃,然后高温烟气一部分通过阀门(N)控制回流烟气流量的大小,最终回流至焚烧一体炉(A)流化室作为热气源补偿,另一部分高温烟气通过引风机(H)动力进入固液分离器(G),气固分离的高温烟气继续进入风冷急冷器(K)与通过鼓风机输入的室外空气进行瞬时换热(可实现1s内降温),使高温烟气温度降到200℃以下,经过喷淋塔组(I)进行净化(经过一级碱性水喷淋,二级水喷淋吸收)酸气后再出口与换热后一路室外空气中和后由烟囱(Z)排放,减少白烟现象。其中经过风冷急冷装置后被加热的空气通过三通阀进行调节送往a、b、c三条管线,节省能耗再利用。
其中,高温烟气通过风冷急冷器(K)与外部空气换热,使外部空气温度升高,而后通过三通阀控制流量分三路供给;其中,一路(a)返回至焚烧一体炉(A),一路(b)返回至二燃室,一路(c)与急冷换热后降至200℃以下的高温烟气经过喷淋塔组进行净化后中和由烟囱排放,减少白烟现象。
上述处理后盐粒中的TOC为20mg/kg,达到工业盐使用标准。焙烧后的盐粒可以用作资源化利用或者进行固化填埋。整个系统运行安全稳定,运行成本较低。由于流化造粒部分的热源来自于本身固废焚烧系统,所以实际工况下处理1t/h高盐有机污水总消耗量为72kg/h燃料,最优化状态下为52kg/h燃料,而部分热量可以在余热锅炉(F)回收产生1.7t/h蒸汽;同比采用专利201210587735.X工艺总消耗量燃料为60kg/h,无余热锅炉回收,由于此工艺没有经过高温焚烧尾气处理,如果加上高温焚烧处理总消耗燃料量为148.4kg/h。节能效率≥60%。
本发明所述的实施案例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明构思和范围进行限定,在不脱离本发明设计思想的前提下,本领域中工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明的保护范围,本发明请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。
Claims (8)
1.一种同时处理含高盐有机废水和固体废物的焚烧工艺方法,其特征在于:将含有高盐的工业有机废液和固体废物在焚烧一体炉内进行焚烧处理;
所述焚烧一体炉包括点火装置(1)、进料器(3)、整流板(5)、雾化装置(7)、挡板(8)及炉体(9),其中炉体(9)分为焙烧室(2)、热风室(4)及流化造粒室(6),所述热风室(4)位于流化造粒室(6)下方,该热风室(4)与流化造粒室(6)之间设有整流板(5);所述流化造粒室(6)顶部开设有烟气出口(15),该烟气出口(15)的下方设有安装于所述流化造粒室(6)内的挡板(8),所述挡板(8)与整流板(5)之间的流化造粒室(6)内壁上安装有雾化装置(7);所述热风室(4)底部的进风管道(13)伸入焙烧室(2)的前端内部,所述进料器(3)的进料口位于炉体(9)外部,该进料器(3)的出料口伸入所述焙烧室(2)的前端内部,所述焙烧室(2)内设有点火装置(1),所述焙烧室(2)的末端开设有出料口(10);
含有高盐的工业有机固体废物输送到焚烧一体炉进行焚烧,产生的烟气通过气固分离引入至二燃室进行焚烧,产生的高温气体以循环回流的方式返回于焚烧一体炉,作为其流化造粒室热源,待温度达到500~700℃时,将含有高盐的工业有机废液通入至焚烧一体炉进行热解流化,整流板气化产生的有机烟气进行气固分离,分离出的盐粒回流至焚烧一体炉的流化造粒室内,分离出的烟气经过冷凝降温后,烟气进入二燃室使烟气彻底无害化;二次焚烧产生的烟气进入余热锅炉经部分热量回收处理后产生的高温烟气,一部分高温烟气回流至焚烧一体炉的流化造粒室内进行干燥流化造粒,其余未回流高温烟气通过风冷急冷器与外部空气进行热交换,热交换后的外部空气的部分气体再回流至焚烧一体炉中,另一部分回流至二燃室中,多余的部分与换热后的未回流烟气混合后排放。
2.按权利要求1所述的同时处理含高盐有机废水和固体废物的焚烧工艺方法,其特征在于:所述高温烟气通过风冷急冷设备瞬时进行冷热交换,换热后高温烟气降至200℃以下。
3.按权利要求1所述的同时处理含高盐有机废水和固体废物的焚烧工艺方法,其特征在于:所述含有高盐的工业有机废液于焚烧一体炉内经喷枪处理成雾化状进入流化造粒室内,成雾化状态废液与盐种充分接触,在床层压差3000pa~8000pa,停留时间为10~30min下,使雾状含盐有机废液在流化状态下被气化均匀地分散在盐种表面生成盐粒,热解产生的烟气进行下一步的气固分离,盐粒返回至焚烧一体炉中;其中,含有高盐的工业有机废液雾化时雾化液气压力比0.3~1.0。
4.按权利要求1-3任意一项所述的同时处理含高盐有机废水和固体废物的焚烧工艺方法,其特征在于:所述焚烧一体炉为立式或卧式。
5.按权利要求1所述的同时处理含高盐有机废水和固体废物的焚烧工艺方法,其特征在于:前端留有烟道备用口a(11)。
6.按权利要求1所述的同时处理含高盐有机废水和固体废物的焚烧工艺方法,其特征在于:所述进风管道(13)伸入焙烧室(2)前端内部部分的长度方向中心线与焙烧室(2)的长度方向中心线之间的夹角为钝角,该进风管道(13)的端部为呈喇叭口状进烟气口。
7.按权利要求1所述的同时处理含高盐有机废水和固体废物的焚烧工艺方法,其特征在于:所述整流板(5)由边缘向中间逐渐向下凹或由边缘向中间逐渐向上凸,该整流板(5)上开设有多个安装孔,每个安装孔内均安装有下沉式的风扇(14);气体从所述风扇(14)底部进入后经过风扇(14)的整流后向上成漩涡状气体流出,在所述流化造粒室(6)内产生的颗粒由所述安装孔的侧壁及所述风扇(14)的扇叶之间的间隙流入下端的所述热风室(4),最后在自重的作用下流入所述焙烧室(2)。
8.按权利要求1所述的同时处理含高盐有机废水和固体废物的焚烧工艺方法,其特征在于:所述热风室(4)上开设有烟道备用口b(12)。
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