CN113816553A - 一种高浓高盐有机废液无害化处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高浓高盐有机废液无害化处理系统及方法，包括：依次连接的过滤装置、干燥装置、热解装置和尾气处理装置，热源与干燥装置、热解装置和尾气处理装置分别连接；干燥装置自上而下依次设置喷雾段和流化段；烟气分别自喷雾段上部和流化段下部进入，从第一烟气出口排出并进入热解装置；流化段设有内置换热器，其热源烟气经过内置换热器后，自第二烟气出口排出；第二烟气出口排出的烟气部分进入喷雾段上部的烟气入口循环利用。本发明干燥装置采用中间排风设计，整个装置内热烟气既有顺流又有逆流的过程，增加了热烟气在塔内的停留时间，提高了热烟气的热能利用率。

Description

一种高浓高盐有机废液无害化处理系统及方法
技术领域
本发明涉及有机废液无害化处理技术领域，尤其涉及一种高浓高盐有机废液无害化处理系统及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
水污染是当前面临的主要环境问题之一，其中高浓高盐有机废水排放总量的增加，给当前的废水处理与回收利用带来了巨大的技术挑战。该类废水主要来源于精细化工、石化、煤化工、医药、印染、造纸和农药等生产过程，还包括其他如纳滤、反渗透、电渗析、蒸发浓缩等废水处理过程中产生的浓盐水。高浓高盐有机废水成分复杂、毒性大、具有强酸或强碱性；如处理不当将严重威胁周边的生态安全和人民健康。
目前高盐高浓有机废水的处理技术主要有膜分离法、嗜盐生物法、电化学法、催化氧化法、蒸发结晶法、焚烧法等，其中主流技术是蒸发结晶法、焚烧法，蒸发结晶法可回收水资源及有价值的副产品，但其残留下来的盐浆废盐仍需要作为危废最终处置，焚烧虽然可彻底解决工业废水的环境污染问题，但焚烧法存在焚烧后需用大量水进行急冷而造成水资源浪费及后续处理工艺复杂、因焚烧温度远高于盐的熔点而产生盐的熔融和堵塞与腐蚀设备等问题。
现有技术公开了采用两个焚烧炉进行二次焚烧实现高盐废液焚烧处理的方法，这种方式能耗大、成本高。现有技术公开了一种高盐废水焚烧除盐处理方法，采用干燥除盐加焚烧去除有机物的方法处理高盐废水，该工艺干燥装置采用直接加热的方式进行干燥，导致焚烧装置处理量大大增加，处理成本高等问题，并且余热蒸汽发生器产生的蒸汽也没有得到更好的利用。另外净化排放装置存在占地面积大、处理成本高等问题。
因此，现有技术公开的高盐废水处理方法基本需要二次焚烧，焚烧后需用大量水进行急冷，存在处理成本高、占地面积大等问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种高浓高盐有机废液无害化处理系统及方法，设计喷雾流化床干燥废液，能够提高干燥效率，降低能耗。
在一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种高浓高盐有机废液无害化处理系统，包括：依次连接的过滤装置、干燥装置、热解装置和尾气处理装置，热源与干燥装置、热解装置和尾气处理装置分别连接；
所述干燥装置自上而下依次设置喷雾段和流化段；烟气分别自喷雾段上部和流化段下部进入，从第一烟气出口排出并进入热解装置；
所述流化段设有内置换热器，其热源烟气经过内置换热器后，自第二烟气出口排出；第二烟气出口排出的烟气部分进入喷雾段上部的烟气入口循环利用。
作为进一步地方案，通过过滤装置去除废液中的悬浮物和颗粒性杂质，通过干燥装置实现喷雾造粒和流化床干燥后，进入料仓经螺旋输送机送入热解装置热解炭化，热解后的尾气经过尾气处理装置处理后排空。
作为进一步地方案，所述喷雾段顶部设置喷雾装置，上部侧壁设有废液进口和第一烟气入口；所述流化段内设有布风装置，流化段底部设置第二烟气入口；在喷雾段和流化段的中间位置，分别设有第一烟气出口和第二烟气出口；所述第二烟气出口与第一烟气入口连通。
作为进一步地方案，干燥装置干燥后的颗粒进入流化床的同时，烟气气流反向向上运行，从干燥装置中部排出。
作为进一步地方案，所述热解装置为内加热流化床热解炉，炉体内设有至少一组烟气集箱，各烟气集箱首尾连接，形成S形。
作为进一步地方案，所述内加热流化床热解炉上部设有破碎装置，用于将干燥后的废盐进行破碎。
作为进一步地方案，所述尾气处理装置包括蓄热式焚化炉和洗涤塔，所述蓄热式焚化炉炉体被陶瓷蓄热体分成两个及以上的蓄热室，每个蓄热室依次经历蓄热-放热-清扫过程。
在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种高浓高盐有机废液无害化处理方法，包括：
去除废液中的悬浮物和颗粒性杂质；
将过滤后的废液雾化进入干燥烟气流，产生的雾化液滴由气流带动进入流化床，实现喷雾造粒和流化床干燥；
干燥后的颗粒进入料仓经螺旋输送机进行热解炭化；
热解后的尾气依次进入蓄热式焚化炉和洗涤塔处理后排空；
热解后的无机盐送入移动冷却床冷却。
作为进一步地方案，将过滤后的废液雾化进入干燥烟气流，具体包括：
在压缩空气的辅助作用下，废液通过气液两相流雾化喷嘴或压力式喷嘴或高压螺旋喷嘴喷射，喷射方向与烟气流向一致；所述喷嘴按照网格法要求布置。
作为进一步地方案，经过干燥后产生的尾气中，部分烟气返回烟气入口循环利用，剩余烟气被排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明干燥装置采用中间排风设计，整个装置内热烟气既有顺流又有逆流的过程，增加了热烟气在塔内的停留时间，提高了热烟气的热能利用率。比传统的上进风下排风过程节约8％～10％。喷雾流化床干燥机的流化段采用内置换热器换热，热能利用率高。
(2)本发明干燥后的颗粒进入流化床的同时，气流反向向上运行，从干燥塔中部被排出；投资运行费用低，同规格干燥设备，上排风塔比下排风塔建筑高度低5～7米，节约了投资。有机物的去除采用蓄热式焚化炉(RTO)和洗涤塔处理相比一般焚烧炉+急冷装置+尾气处理装备工艺流程短，设备投资少，运行费用低。
(3)本发明系统布局紧凑，占地小，故障率低，连续运行时间长，回收盐纯度好，品质高，环保，市场出路广，可实现废液零排放，彻底实现高浓高盐有机废液的无害化、减量化、资源化；尾气采用蓄热式焚化炉(RTO)和洗涤塔处理，有机污染物焚烧彻底，去除率可达99％以上，尾气达标排放。
本发明的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例中的高浓高盐有机废液无害化处理系统结构示意图；
其中，1.泵；2.喷雾装置；3.喷雾段；4.流化段；5.第一烟气入口；6.第二烟气入口；7.第三烟气入口；8.第一烟气出口；9.布风装置；10.第一排料口；11.第二烟气出口；12.料仓；13.螺旋输送机；14.破碎装置；15.内加热流化床热解炉；16.第三烟气出口；17.第二排料口；18.第四烟气入口；19.气体入口；20.移动冷却床；21.尾气处理装置；22.进料口；23.第五烟气入口；24.第四烟气出口。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
在一个或多个实施方式中，公开了一种高浓高盐有机废液无害化处理系统，参照图1，具体包括：依次连接的过滤装置、干燥装置、热解装置和尾气处理装置21，热源与干燥装置、热解装置和尾气处理装置21分别连接。
本实施例中，通过过滤装置去除废液中的悬浮物和颗粒性杂质，通过干燥装置实现喷雾造粒和流化床干燥后，进入料仓12经螺旋输送机13送入热解装置热解炭化，热解后的尾气一部分返回干燥装置作为干燥装置的热源一部分经过尾气处理装置21处理后排空。
具体地，干燥装置自上而下依次设置喷雾段3和流化段4；在喷雾段3的顶部设有喷雾装置2，上部侧壁设有废液进口和第一烟气入口5，喷雾段3的下部为锥型结构，初步干燥造粒后的物料经锥型结构缓慢落入流化段4；在流化段4设有布风装置9，底部侧面设有第二烟气入口6，在喷雾段3和流化段4的中间位置，废液进口和第一烟气入口5的另一侧设有第一烟气出口8，流化段4下部设有第一排料口10。
烟气经第一烟气入口5和第二烟气入口6分别进入喷雾段3和流化段4，与物料充分接触后，由第一烟气出口8排出喷雾流化床干燥机。
由第二烟气入口6进入流化段4内加热流化床内的，是作为携湿气体的150～350℃的烟气，其主要作用是将干燥释放的水分带出干燥机。
流化段4为一内加热流化床，其干燥热源70～90％来源于内置换热器，内置换热器的热源为温度为150～350℃烟气，该烟气通过设置在流化段4下部的第三烟气入口7进入内置换热器，内置换热器的尾气中60～90％的烟气循环利用(即由第二烟气出口11进入第一烟气入口5)，10～40％的烟气排出干燥机。
本实施例中，内置换热器排出的烟气部分进入喷雾段3上部的烟气入口循环利用，一方面节约能耗，另一方面烟气返回上部，也可以起到调温的作用，防止温度过高或过低。
本实施例中，热解装置为内加热流化床热解炉15，穿流床形式，第四烟气入口18设在炉体上部，设在炉体下部的第三烟气出口16与尾气处理装置21连接，第二排料口17与进料口22连接；炉体上部设有破碎装置14，将干燥后的废盐进行破碎，防止结团；炉体内设有至少一组烟气集箱组成的内置换热器，各烟气集箱首尾连接，整个管程为S形，保证烟气流通通畅；在首尾的烟气集箱处分别设有第五烟气入口23和第四烟气出口24，相邻烟气集箱内设有若干个换热管，各换热管两端垂直方向设有管板；在炉体下部是喷射排管式布风装置，被预热的烟气经过布风装置进入床层，使物料松动并携带挥发分。
内加热流化床热解炉15内置换热器内通750～850℃高温烟气，热解炭化后无机盐的排料温度在350～400℃。内置换热器的第四烟气出口24一路与内加热流化床热解炉15的烟气出口(第三烟气出口)16连接后一路返回干燥装置，一路经尾气处理装置21处理后排空。
热解后的尾气依次进入蓄热式焚化炉(RTO)和洗涤塔处理后排空；蓄热式焚化炉(RTO)，为旋转式RTO，炉体被陶瓷蓄热体分成两个(含两个)以上的区或室，每个蓄热室依次经历蓄热放热-清扫等程序，周而复始，连续工作。可以把内加热流化床热解炉15的尾气加热到800℃以上，使尾气中的有机物(VOC)氧化分解成二氧化碳和水，VOC去除率可达99％以上。该蓄热式焚化炉与常规的焚烧工艺相比，可以蓄热，不需要另外补充能量。
空气经过气体入口19进入移动冷却床20，热解后的无机盐由第二排料口17排出并经进料口22送入移动冷却床20冷却，冷却后的尾气送入喷雾流化床干燥机。
本实施例干燥装置采用喷雾流化床设计，提高了干燥效率，进而降低能耗；内加热流化床干燥机换热效率高，换热后的热能再利用；内加热流化床热解炉15能源利用率高，部分热解后的尾气也返回系统余热利用。
本实施例系统运行成本低，实现了废液的无害化资源化。采用过滤装置去除废水中的悬浮物和颗粒性杂质。采用干燥热解装置实现液变固的转化，并能有效去除固体上面残留的有机物质；采用采用蓄热式焚化炉(RTO)+洗涤塔处理尾气中的有机气体，处理后的废盐纯度高，相比一般焚烧炉+极冷装置+尾气处理装备工艺流程短，设备投资少，运行费用低，且不会产生大量废水。
实施例二
在一个或多个实施方式中，公开了一种高浓高盐有机废液无害化处理方法，具体包括以下过程：
(1)高浓高盐有机废液经过过滤装置去除废水中的悬浮物和颗粒性杂质；
(2)经过滤后的高浓高盐有机废液通过浆液泵1输送到位于干燥装置顶部空气分配器内的喷雾装置2中；
本实施例中，高浓高盐有机废液雾化装置选用气液两相流雾化喷嘴，采用压缩空气辅助雾化，压缩空气采用高压输送，压力为20～30MPa，喷枪为四个喷枪，喷嘴喷射粒径可达到60μm，喷射角为20°～30°，喷射方向与烟气流向一致，喷嘴按照网格法要求布置，液滴获得最大的表面积，与热风充分接触，提高了热空气的传热效率；当然，喷嘴也可采用压力式喷嘴或者高压螺旋喷嘴等。
(3)喷雾装置2将液体雾化进入高速的干燥烟气流，产生的雾化液滴由气流带动向下朝内置流化床运行，同时被干燥成颗粒；
本实施例中，干燥装置的烟气进气温度为150～350℃；内置换热器的热源为温度为150～350℃烟气，携湿气体为温度为150～350℃的烟气；内置换热器的尾气中60～90％的烟气循环利用，10～40％的烟气排出干燥装置。
(4)颗粒进入流化床的同时，气流反向向上运行，从干燥塔中部被排出；
(5)颗粒进入流化床干燥后由下部的排料装置排出，并有输送装置送入热解装置(内加热流化床热解炉15)内，热解炭化；干燥后的废盐颗粒温度为80～120℃。
(6)热解后的尾气依次进入蓄热式焚化炉(RTO)和洗涤塔处理后排空；
(7)热解后的无机盐送入移动冷却床20冷却，采用风冷，冷却后的尾气送入流化床干燥机。当然，本领域技术人员也可以根据需要采用粉体流(水冷)冷却。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种高浓高盐有机废液无害化处理系统，其特征在于，包括：依次连接的过滤装置、干燥装置、热解装置和尾气处理装置，热源与干燥装置、热解装置和尾气处理装置分别连接；
所述干燥装置自上而下依次设置喷雾段和流化段；烟气分别自喷雾段上部和流化段下部进入，从第一烟气出口排出并进入热解装置；
所述流化段设有内置换热器，其热源烟气经过内置换热器后，自第二烟气出口排出；第二烟气出口排出的烟气部分进入喷雾段上部的烟气入口循环利用。
2.如权利要求1所述的一种高浓高盐有机废液无害化处理系统，其特征在于，通过过滤装置去除废液中的悬浮物和颗粒性杂质，通过干燥装置实现喷雾造粒和流化床干燥后，进入料仓经螺旋输送机送入热解装置热解炭化，热解后的尾气经过尾气处理装置处理后排空。
3.如权利要求1所述的一种高浓高盐有机废液无害化处理系统，其特征在于，所述喷雾段顶部设置喷雾装置，上部侧壁设有废液进口和第一烟气入口；所述流化段内设有布风装置，流化段底部设置第二烟气入口；在喷雾段和流化段的中间位置，分别设有第一烟气出口和第二烟气出口；所述第二烟气出口与第一烟气入口连通。
4.如权利要求1所述的一种高浓高盐有机废液无害化处理系统，其特征在于，干燥装置干燥后的颗粒进入流化床的同时，烟气气流反向向上运行，从干燥装置中部排出。
5.如权利要求1所述的一种高浓高盐有机废液无害化处理系统，其特征在于，所述热解装置为内加热流化床热解炉，炉体内设有至少一组烟气集箱，各烟气集箱首尾连接，形成S形。
6.如权利要求5所述的一种高浓高盐有机废液无害化处理系统，其特征在于，所述内加热流化床热解炉上部设有破碎装置，用于将干燥后的废盐进行破碎。
7.如权利要求1所述的一种高浓高盐有机废液无害化处理系统，其特征在于，所述尾气处理装置包括蓄热式焚化炉和洗涤塔，所述蓄热式焚化炉炉体被陶瓷蓄热体分成两个及以上的蓄热室，每个蓄热室依次经历蓄热-放热-清扫过程。
8.一种高浓高盐有机废液无害化处理方法，其特征在于，包括：
去除废液中的悬浮物和颗粒性杂质；
将过滤后的废液雾化进入干燥烟气流，产生的雾化液滴由气流带动进入流化床，实现喷雾造粒和流化床干燥；
干燥后的颗粒进入料仓经螺旋输送机进行热解炭化；
热解后的尾气依次进入蓄热式焚化炉和洗涤塔处理后排空；
热解后的无机盐送入移动冷却床冷却。
9.如权利要求8所述的一种高浓高盐有机废液无害化处理方法，其特征在于，将过滤后的废液雾化进入干燥烟气流，具体包括：
在压缩空气的辅助作用下，废液通过气液两相流雾化喷嘴或压力式喷嘴或高压螺旋喷嘴喷射，喷射方向与烟气流向一致；所述喷嘴按照网格法要求布置。
10.如权利要求8所述的一种高浓高盐有机废液无害化处理方法，其特征在于，经过干燥后产生的尾气中，部分烟气返回烟气入口循环利用，剩余烟气被排出。
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刘广文: "《干燥设备选型及采购指南》", 30 November 2004, 中国石化出版社 *

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