CN112923382A - 一种高浓度有机废液等离子体裂解重组系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于等离子体废物处理技术，具体为一种高浓度有机废液等离子体裂解重组系统和方法，在裂解区的端部连接等离子体炬，重整室一侧通过管道依次急冷塔、碱洗塔和除雾器，除雾器通过引风机连接烟囱。将等离子体炬点火预热，将裂解区温度升高，含氟有机废液加热，在裂解区产生裂解气体，与空气混合后燃烧产生烟气混合物，然后进行冷却中和除雾后排放至烟囱。能够可提高裂解效率，污染物去除率高，有机废液裂解气燃烧彻底，不会产生二噁英等有毒物质，有效改善净化效果。

Description

一种高浓度有机废液等离子体裂解重组系统和方法

技术领域

本发明属于等离子体废物处理技术，具体涉及一种高浓度有机废液等离子体裂解重组系统和方法。

背景技术

目前，等离子体技术已经在机械、冶金、材料等领域广泛应用，将等离子体技术应用于废物处理是近二十年来发展起来的新工艺。等离子体处理废物技术是利用等离子体炬产生的高温热等离子体将废物快速分解破坏，其中有机物热解为可燃性的小分子物质，无机物被高温熔融后生成类玻璃体残渣。该技术具有反应速度快、二次污染小、适用范围广等特点，它克服了传统处理技术如焚烧、化学处理等二次污染大、工艺复杂、对废物有选择性等缺点。采用等离子体高温熔融固化技术可获得高于1500℃的高温，不产生二噁英(Dioxin)类物质，处理更为彻底。

高浓度有机废液目前已经成为危险废物处理领域的一个难题，有机物浓度高，化学需氧量大，毒性强，难降解。等离子体高温裂解焚烧可以快速破坏有机物，是解决高浓度有机废液难题最为彻底的方法。

中国专利(申请号201621365076.5)“高位废液处理装置”中，焚烧区域不够，存在处理不彻底的风险。该方法可将处理过程中的能量成本抑制在低水平，但安全性不够高，废物的处理不够彻底。

发明内容

本发明的目的是提供一种高浓度有机废液等离子体裂解重组系统和方法，分解效率高、处理彻底。

本发明的技术方案如下：

一种高浓度有机废液等离子体裂解重组方法，包括如下步骤：

1)等离子体炬点火预热，将裂解区温度达到800～1000℃；

2)将含氟有机废液放置在废液储罐中，加热至80～100℃，在裂解区产生裂解气体；

3)将裂解气体与空气混合，混合体积比为1.5:1～1:1，在900～1000℃的温度下燃烧，产生烟气混合物；

4)烟气混合物冷却至100～180℃；

5)将步骤4)冷却后的烟气混合物喷入碱液中和，降温至30～70℃；

6)将步骤5)的中和后的烟气混合物进行除雾后排放至烟囱。

所述的步骤3)产生的烟气混合物直接通过应急泄爆阀进行应急排放至烟囱。

所述的步骤1)等离子体炬点火预热的过程中添加硼硅酸盐。

所述的步骤2)中废液储罐的含氟有机废液可通过雾化头进入等离子体电弧区域裂解。

所述的燃烧产生的灰渣通过灰渣收集器排出。

所述的步骤5)中的碱液中和可以为两次碱液中和。

所述的步骤2)中，将含氟有机废液与压缩空气混合按照体积比1.5:1～1:1 混合后放置在废液储罐中。

所述的等离子体炬的工作气体中混入10～30％体积的水蒸气。

一种高浓度有机废液等离子体裂解重组系统，包括等离子体炬、裂解区和重整室，所述的裂解区位于重整室一侧的下端，在裂解区的端部连接等离子体炬，重整室一侧通过管道依次急冷塔、碱洗塔和除雾器，除雾器通过引风机连接烟囱。

所述的碱洗塔一级碱洗塔和二级碱洗塔，其下方碱液槽，重整室的顶部通过管道连接应急泄爆阀，应急泄爆阀通过管道连接烟囱。

本发明的显著效果如下：

有机废液经过雾化后喷入等离子体电弧，可提高裂解效率，污染物去除率高；

利用烟气余热来预热空气，加热有机废液，可降低系统处理成本；

步骤3重整室温度大于900℃，有机废液裂解气燃烧彻底，不会产生二噁英等有毒物质；

产生的烟气经过冷却、洗涤、吸收、除雾处理，改善净化效果。

附图说明

图1为高浓度有机废液等离子体裂解重组系统；

图中：1.废液储罐；2.等离子体炬；3.裂解区；4.灰渣收集器；5.重整室；6、风机；7.急冷塔；8.一级碱洗塔；9.二级碱洗塔；10.除雾器；11.碱液槽；12.引风机；13.烟囱；14.应急泄爆阀。

具体实施方式

下面通过附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1：

含氟有机废液等离子体裂解重组方法包括以下步骤：

步骤1、等离子体炬2点火预热，裂解区3温度达到800～1000℃；所述添加剂可以为硼硅酸盐。所述加热操作可在等离子体熔融炉中进行，熔渣收集可通过灰渣收集器4完成，此为本领域技术人员公知常识。

步骤2、含氟有机废液在废液储罐1中，由泵送至雾化头，管道中间可设加热器，将废液加热至80～100℃；雾化头喷出的液滴直接进入等离子体电弧区域(即裂解区3)，裂解产生CO、C_mHn、HF气体；

步骤3.将步骤2所述CO、CmHn、HF气体与空气混合，混合体积比为1.5:1～ 1:1；在900～1000℃的重整室5中燃烧，产生CO₂、H₂O、HF、N₂烟气混合物。其中的熔渣收集可通过灰渣收集器4完成。

步骤4.将步骤3产生的烟气混合物急速冷却至100～180℃以下，所述急冷操作可通过急冷塔7完成，此为本领域技术人员公知常识。

步骤5.将步骤4产生的烟气喷入碱液氢氧化钠，进行中和操作，吸收烟气中的酸性气体，烟气温度降至30～70℃。所述中和操作可通过碱洗塔(洗涤塔) 完成，此为本领域技术人员公知常识。本实施例中采集两级碱洗，即连续通过两个碱洗塔8、9完成中和操作。

步骤6.将步骤5产生的烟气除雾后排放剩余烟气。所述操作可在除雾器10 中完成，可将剩余烟气经引风机12通过烟囱13排放，此为本领域技术人员公知常识。

重整室5的顶部通过管道连接应急泄爆阀，进行应急排放，将废气排放至烟囱13。

安装上述的工艺过程，可以制作有机废液等离子体裂解重组系统。

如图1所示，裂解区3位于重整室5一侧的下端，在裂解区3的端部连接等离子体炬2，利用与废液储罐1连接的雾化头点燃。在重整室5的底部安装灰渣收集器4，同时利用风机6向重整室5吹风。

重整室5一侧通过管道依次急冷塔7、碱洗塔和除雾器10，除雾器10通过引风机12连接烟囱13。

碱洗塔可以设计两级，一级碱洗塔8和二级碱洗塔9，下方安装碱液槽11，收集废气碱液。

重整室5的顶部通过管道连接应急泄爆阀14，进行应急排放，将废气排放至烟囱13。

采用本方法处理后的产物包括灰渣和烟气，排出的气体参数见表1所示。

表1烟气成分表

实施例2

如图1所示，本实施例与实施例1的区别在于：

(1)步骤2中燃烧含氟有机废液与压缩空气混合后喷入等离子体电弧，提高雾化效果；

(2)在等离子体炬工作气体中混入水蒸气，提供给含氟有机废液裂解所需的活性氢离子和氧离子，将废液中的氟完全转化为氟化氢。

Claims (10)

1.一种高浓度有机废液等离子体裂解重组方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)等离子体炬(2)点火预热，将裂解区(3)温度达到800～1000℃；

2)将含氟有机废液放置在废液储罐(1)中，加热至80～100℃，在裂解区产生裂解气体；

3)将裂解气体与空气混合，混合体积比为1.5:1～1:1，在900～1000℃的温度下燃烧，产生烟气混合物；

4)烟气混合物冷却至100～180℃；

5)将步骤4)冷却后的烟气混合物喷入碱液中和，降温至30～70℃；

6)将步骤5)的中和后的烟气混合物进行除雾后排放至烟囱(13)。

2.如权利要求1所述的高浓度有机废液等离子体裂解重组方法，其特征在于：所述的步骤3)产生的烟气混合物直接通过应急泄爆阀(14)进行应急排放至烟囱(13)。

3.如权利要求1所述的高浓度有机废液等离子体裂解重组方法，其特征在于：所述的步骤1)等离子体炬(2)点火预热的过程中添加硼硅酸盐。

4.如权利要求1所述的高浓度有机废液等离子体裂解重组方法，其特征在于：所述的步骤2)中废液储罐(1)的含氟有机废液可通过雾化头进入等离子体电弧区域裂解。

5.如权利要求1所述的高浓度有机废液等离子体裂解重组方法，其特征在于：所述的燃烧产生的灰渣通过灰渣收集器(4)排出。

6.如权利要求1所述的高浓度有机废液等离子体裂解重组方法，其特征在于：所述的步骤5)中的碱液中和为两次碱液中和。

7.如权利要求1所述的高浓度有机废液等离子体裂解重组方法，其特征在于：所述的步骤2)中，将含氟有机废液与压缩空气混合按照体积比1.5:1～1:1混合后放置在废液储罐(1)中。

8.如权利要求1所述的高浓度有机废液等离子体裂解重组方法，其特征在于：所述的等离子体炬(2)的工作气体中混入10～30％体积的水蒸气。

9.一种高浓度有机废液等离子体裂解重组系统，包括等离子体炬(2)、裂解区(3)和重整室(5)，其特征在于：所述的裂解区(3)位于重整室(5)一侧的下端，在裂解区(3)的端部连接等离子体炬(2)，重整室(5)一侧通过管道依次急冷塔(7)、碱洗塔和除雾器(10)，除雾器(10)通过引风机(12)连接烟囱(13)。

10.如权利要求9所述的一种高浓度有机废液等离子体裂解重组系统，其特征在于：所述的碱洗塔包括一级碱洗塔(8)和二级碱洗塔(9)，其下方碱液槽(11)，重整室(5)的顶部通过管道连接应急泄爆阀(14)，应急泄爆阀(14)通过管道连接烟囱(13)。

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