CN114484471A - 一种合成革高浓度dmf废液中三废资源化利用系统和工艺 - Google Patents

Abstract

本发明针对合成革废液处理过程中废气、废液、釜残处理难度大、成本高的问题，本发明公开了一种合成革高浓度DMF废液中三废资源化利用系统和工艺，其主要包括：废气输送装置、废液输送装置、釜残输送装置、焚烧炉装置、余热锅炉以及烟气净化装置。废气经过缓冲罐喷入焚烧炉、废液经过喷嘴喷入焚烧炉进行焚烧、釜残经过蒸汽伴热使其维持在流动状态，最后喷入焚烧炉，三废在焚烧炉内燃烧、产生的烟气经过余热锅炉进行烟气余热利用，最后烟气进行处理排放。实现对合成革高浓度DMF废液中三废的闭环处理，同时极大地降低了处理成本。

Description

一种合成革高浓度DMF废液中三废资源化利用系统和工艺

技术领域

本发明涉及合成革高浓度DMF废液的处理技术领域，尤其涉及一种合成革高浓度DMF废液中三废资源化利用系统和工艺。

背景技术

DMF作为一种万能溶剂广泛地应用在湿法合成革生产企业生产运营中，在湿法生产过程中会产生大量含有高浓度的DMF废液（DMF浓度约为20%），目前合成革企业会对废液中的DMF进行回收利用以节约成本。现有的DMF回收工艺中会产生大量的废气（DMF分解为二甲胺气体）、废液、以及半流动状态的釜残。现有工艺对废气用硫酸进行中和，对废液进行浓缩，不断地进行系统循环，对釜残处理则拉运至釜残处理场进行焚烧处理，这样导致生产成本居高不下，而且DMF回收系统周围由于二甲胺废气的外漏产生恶臭味（二甲胺废气有恶臭味道）严重地影响了生产以及居民地生活。

目前，DMF回收行业缺少一种对三废进行同时处理的装置，并实现对三废的资源化利用。

发明内容

本发明针对现有DMF回收系统三废处理导致的高成本、高能耗、高污染等现状，提供一种合成革高浓度DMF废液中三废资源化利用系统和工艺，能够解决现有技术存在的问题。本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种合成革高浓度DMF废液中三废资源化利用系统，包括废气输送装置、废液输送装置、釜残输送装置、焚烧炉装置、余热锅炉和烟气净化装置，所述废气输送装置、废液输送装置、釜残输送装置依次分别与焚烧炉装置连通，所述焚烧炉装置顶端与余热锅炉连通，所述余热锅炉与烟气净化装置连通；废气、废液和釜残在焚烧炉装置内燃烧分解，余热锅炉利用其烟气热量产生蒸汽，后经烟气净化装置进行烟气处理，所生蒸汽回收利用。

可选的，所述焚烧炉装置包括焚烧炉本体、点火装置、天然气输送装置和送风机，所述点火装置设置在焚烧炉本体底端，靠近点火装置的所述焚烧炉本体侧壁上连通天然气输送装置，天然气输送装置上端的所述焚烧炉本体侧壁上设置送风机。

可选的，所述焚烧炉本体的内壁上设有导流片，所述导流片形成径向旋流结构的助燃空气通道，进风机的工作端与助燃空气通道的起始端连通；废气输送装置的出口端设有废气出口，废液输送装置的出口端设有废液喷嘴，釜残输送装置的出口端设有釜残喷嘴，所述废气出口设在靠近点火装置的助燃空气通道上，所述废液喷嘴和釜残喷嘴设在助燃空气通道的中心处。

可选的，所述废气输送装置包括废气送风机、进气管道、出气管道和废气缓冲罐，所述进气管道和出气管道分别在废气缓冲罐的两侧，所述进气管道上设有废气送风机，所述废气缓冲罐通过出气管道与焚烧炉本体上的的废气出口连通。

可选的，所述废气送风机为增压风机；所述进气管道和出气管道外侧分别设有保温层。

可选的，所述废液输送装置包括进液管道、出液管道、增压泵、废液储罐、废液输送泵，所述进液管道和出液管道分别在废液储罐的两端，所述进液管道上设有增压泵，出液管道上设有废液输送泵，所述废液储罐通过出液管道与焚烧炉本体的废液喷嘴连通。

可选的，所述釜残输送装置包括系统釜残罐、釜残中间储存罐、釜残输送泵、蒸汽装置、釜残输送管，所述系统釜残罐通过釜残输送管与釜残中间储存罐连通，釜残中间储存罐通过釜残输送管与焚烧炉本体内的釜残喷嘴连通，所述釜残中间储存罐与焚烧炉本体之间的釜残输送管上设有釜残输送泵，所述釜残中间储存罐和釜残输送管的外表面设有蒸汽伴热保温层，所述蒸汽伴热保温层与蒸汽装置连通，所述蒸汽装置用于储存和产生蒸汽。

可选的，所述釜残中间罐的内部设有搅拌装置，所述釜残中间罐的出口处设置螺杆泵。

可选的，所述蒸汽伴热保温层包括在釜残中间储存罐和釜残输送管外侧的保温层，所述保温层与釜残中间储存罐和釜残输送管之间形成密封的蒸汽伴热层，所述蒸汽伴热层设有蒸汽进口和蒸汽出口；所述余热锅炉产生的蒸汽与蒸汽装置连通，蒸汽装置与蒸汽伴热层的蒸汽进口连通，蒸汽出口上设有单向阀。

一种合成革高浓度DMF废液中三废资源化利用系统的处理工艺：

天然气输送装置和送风机运行，焚烧炉本体上端的点火装置进行点火操作，按焚烧炉耐火砖升温曲线进行烘炉；当焚烧炉烘炉温度达到1100℃以上时，

（一）废气输送装置的废气送风机打开，合成革高浓度DMF废液中的废气经进气管道进入废气缓冲罐后，废气经出气管道进入焚烧炉本体的废气出口喷出进行燃烧，在此过程中的废气输送需要保温处理；

（二）合成革高浓度DMF废液中的废液在废液输送装置的废液输送泵的作用下经出液管道进入废液储罐，然后废液在增压泵的作用下经进液管道进入焚烧炉本体内，在废液喷嘴的作用下雾化燃烧；

（三）合成革高浓度DMF废液中的系统釜残罐内的釜残经釜残输送装置的釜残输送管传送至釜残中间储存罐内，釜残中间缓存罐内的釜残在釜残输送泵作用下通过釜残输送管送至焚烧炉本体内，经釜残喷嘴的作用下雾化燃烧；

上述步骤（一）（二）（三）内的废气、废液和釜残在焚烧炉本体内进行燃烧分解，燃烧产生的热量经余热锅炉生成蒸汽，将此蒸汽传送至蒸汽装置，蒸汽从蒸汽伴热层的蒸汽进口对釜残中间储存罐和釜残输送管进行加热保温，产生的尾气经烟气净化装置净化。

本发明相对于现有技术的有益效果：

（1）本发明采用焚烧方式对合成革高浓度DMF废液中产生的三废（废气、废液、釜残）同时进行处理，避免了现有工艺中釜残送至釜残处理厂，尾气用硫酸吸收的现状，使得企业在自身厂区内实现对三废的闭环处理，同时极大地降低了处理成本。

（2）本发明废气输送装置和釜残输送装置采用缓冲罐处理，可以有效满足对三废连续生产和间歇生产等工况，避免了DMF回收系统因为开机、停机、导致三废产生量不稳定等问题。

（3）本发明釜残输送装置采用实时蒸汽伴热，避免釜残由于温度下降而导致凝固现象，进而降低燃烧质量和难度。

（4）本发明的废液、釜残末端输送均采用喷嘴设计，能够将废液、釜残最大程度地均匀散布，从而提高燃烧充分度。

（5）本发明配有余热锅炉能够将三废燃烧过程中产生的烟气余热进行回收，极大对燃烧产生的烟气进行余热资源化利用产生了一定量的蒸汽，所产蒸汽用于主工艺和釜残输送装置的蒸汽伴热和，进一步节约了整体处理系统的运行成本。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1 本发明实施例的三废资源化利用系统及工艺流程图；

图中各标号表示为：1-废气送风机、2-废气缓冲罐、3-废液储罐、4-废液输送泵、5-系统釜残罐、6-釜残中间储存罐、7-釜残输送泵、8-蒸汽装置、9-釜残喷嘴、10-焚烧炉本体、11-点火装置、12-天然气输送装置、13-送风机、14-余热锅炉、16-烟气净化装置、18-废液喷嘴。

具体实施方式

下面结合本发明中一种用于合成革高浓度废液回收系统的废物焚烧装置来对本发明的处理工艺进行详细说明，如图1所示。

本发明的一种合成革高浓度DMF废液中三废资源化利用系统，包括废气输送装置、废液输送装置、釜残输送装置、焚烧炉装置、余热锅炉14和烟气净化装置16，所述废气输送装置、废液输送装置、釜残输送装置依次分别与焚烧炉装置连通，所述焚烧炉装置顶端与余热锅炉14连通，所述余热锅炉14与烟气净化装置16连通；废气、废液和釜残在焚烧炉装置内燃烧分解，余热锅炉14利用其烟气热量产生蒸汽，后经烟气净化装置16进行烟气处理，所生蒸汽回收利用。本发明将合成革高浓度DMF废液中的三废（废气、废液、釜残）都进入焚烧炉装置进行焚烧处理，焚烧过程中产生的热量经余热锅炉14产生蒸汽，剩下的尾气经烟气净化装置16净化处理，所产生蒸汽一部分用于釜残输送装置的蒸汽伴热，另一部分回到主工艺，对资源充分利用。在此需要说明的是，余热锅炉14和烟气净化装置16的为现有技术，故不再赘述。

具体的，所述焚烧炉装置包括焚烧炉本体10、点火装置11、天然气输送装置12和送风机13，所述点火装置11设置在焚烧炉本体10底端，靠近点火装置11的所述焚烧炉本体10侧壁上连通天然气输送装置12，天然气输送装置12上端的所述焚烧炉本体10侧壁上设置送风机13。所述焚烧炉本体10的内壁上设有导流片，所述导流片形成径向旋流结构的助燃空气通道，旋流数可达到2.5～3，可以有效的形成回流区，提高燃烧效率。进风机的工作端与助燃空气通道的起始端连通；废气输送装置的出口端设有废气出口，废液输送装置的出口端设有废液喷嘴18，釜残输送装置的出口端设有釜残喷嘴9，所述废气出口设在靠近点火装置11的助燃空气通道上，所述废液喷嘴18和釜残喷嘴9设在助燃空气通道的中心处。焚烧炉点火方式采用天然气长明灯自动点火，辅助燃料采用天然气。

所述废气输送装置包括废气送风机1、进气管道、出气管道和废气缓冲罐2，所述进气管道和出气管道分别在废气缓冲罐2的两侧，所述进气管道上设有废气送风机1，所述废气缓冲罐2通过出气管道与焚烧炉本体10上的的废气出口连通。

为避免废气输运过程中废气冷凝同时溶解二甲胺，输送管道全程保温，即所述进气管道和出气管道外侧分别设有保温层。但由于二甲胺为低闪点气体，所以不需要采用蒸汽伴热。废气经过增压风机输送至焚烧界区内的缓冲罐2进行短暂稳压后送入至焚烧炉本体10进行燃烧。

所述废液输送装置包括进液管道、出液管道、增压泵、废液储罐3、废液输送泵4，所述进液管道和出液管道分别在废液储罐3的两端，所述进液管道上设有增压泵，出液管道上设有废液输送泵4，所述废液储罐3通过出液管道与焚烧炉本体10的废液喷嘴18连通。

废液通过增压泵运送至废液储罐3内，废液储罐3是具有一定容积的储罐，可以在焚烧炉装置停机维修期间主工艺装置正常运行。废液经过废液输送泵4送至焚烧炉本体10进行燃烧。

所述釜残输送装置包括系统釜残罐5、釜残中间储存罐6、釜残输送泵7、蒸汽装置8、釜残输送管，所述系统釜残罐5通过釜残输送管与釜残中间储存罐6连通，釜残中间储存罐6通过釜残输送管与焚烧炉本体10内的釜残喷嘴9连通，所述釜残中间储存罐6与焚烧炉本体10之间的釜残输送管上设有釜残输送泵7，所述釜残中间储存罐6和釜残输送管的外表面设有蒸汽伴热保温层，所述蒸汽伴热保温层与蒸汽装置8连通，所述蒸汽装置8用于储存和产生蒸汽。

合成革高浓度DMF废液中产生的釜残，无论是间接产生还是连续产生釜残系统，通过釜残中间罐6进行暂时储存，同时可满足15小时存储需求。釜残中间罐6设置保温、蒸汽伴热及搅拌装置，保证釜残流动性釜残中间罐6出口设置两台螺杆泵，将流动状态下的釜残从釜残中间罐6送至焚烧炉本体的釜残喷嘴，雾化后喷入炉内进行焚烧处理。在釜残整个输送过程中，所有管道设置蒸汽伴热及保温。同时可以在装置区内设置一台30m³的应急釜残缓存储罐，系统短暂停炉检修时可将釜残转运至应急罐内，该应急罐可储存48h产生的釜残量。

具体的，所述蒸汽伴热保温层包括在釜残中间储存罐6和釜残输送管外侧的保温层，所述保温层与釜残中间储存罐6和釜残输送管之间形成密封的蒸汽伴热层，所述蒸汽伴热层设有蒸汽进口和蒸汽出口；所述余热锅炉14产生的蒸汽与蒸汽装置8连通，蒸汽装置8与蒸汽伴热层的蒸汽进口连通，蒸汽出口上设有单向阀。

余热锅炉14采用全膜式壁锅炉，有效防止盐堵塞。余热锅炉14系单锅筒、自然循环水管锅炉，烟气进口在炉膛底部接入，余热锅炉14采用支吊结合结构，汽包支撑在炉顶板梁上，其余部分悬吊于炉顶板梁上，它可自由地向下膨胀。余热锅炉14给水由除氧器水箱来，经锅炉给水泵将水泵至汽包，沿下降管到水冷壁下集箱在辐射冷却室内吸热形成汽水混合物再回到汽包，所产饱和蒸汽送釜残输送装置和主工艺使用。

在此为本发明的一种合成革高浓度DMF废液中三废资源化利用系统的处理工艺：

天然气输送装置12和送风机13运行，焚烧炉本体10上端的点火装置11进行点火操作，按焚烧炉耐火砖升温曲线进行烘炉；当焚烧炉烘炉温度达到1100℃以上时，

（一）废气输送装置的废气送风机1打开，合成革高浓度DMF废液中的废气经进气管道进入废气缓冲罐2后，废气经出气管道进入焚烧炉本体10的废气出口喷出进行燃烧，在此过程中的废气输送需要保温处理；

（二）合成革高浓度DMF废液中的废液在废液输送装置的废液输送泵4的作用下经出液管道进入废液储罐3，然后废液在增压泵的作用下经进液管道进入焚烧炉本体10内，在利用压缩空气高效雾化法人废液喷嘴18的作用下雾化燃烧；

（三）合成革高浓度DMF废液中的系统釜残罐5内的釜残经釜残输送装置的釜残输送管传送至釜残中间储存罐6内，釜残中间缓存罐内的釜残在釜残输送泵7作用下通过釜残输送管送至焚烧炉本体10内，在利用压缩空气高效雾化的釜残喷嘴9的作用下雾化燃烧；

上述步骤（一）（二）（三）内的废气、废液和釜残中的有机物在焚烧炉本体10中充分挥发出来，并进行燃烧分解，保证焚烧炉燃烧温度为1100℃，保证焚烧去除率，同时避免二噁英在高温条件下的产生；燃烧产生的热量经余热锅炉14生成蒸汽，将此蒸汽传送至蒸汽装置8，蒸汽从蒸汽伴热层的蒸汽进口对釜残中间储存罐6和釜残输送管进行加热保温，产生的尾气经烟气净化装置净化。

为了得到较好的雾化质量，提高燃烧效率，一般采用气动雾化喷嘴。气动雾化喷嘴利用高速气流与液体相撞，最终破碎为细小的雾滴。相比于机械式雾化喷嘴，气动雾化喷嘴的优势在于所需供应压力小，雾化粒径小，雾滴出口速度小，炉内停留时间长等。

焚烧炉本体采用分级燃烧方式，将送风机后含氧量较低温度较低的部分烟气引入焚烧炉主燃烧区下游，从而降低NO_x的产生。

炉膛结构设计主要是根据空气及废液分解后形成的烟气量、流速和反应时间来确定其直径和长度。废液焚烧炉为立式焚烧炉，为保证废液的充分分解，控制燃气温度在1100℃左右。炉膛所选用的耐火材料必须具备优异的耐高温、耐冲刷、耐腐蚀性能；选用材料为具备较高的耐火度、较高的强度，必须提高材料的荷重软化点以及耐腐蚀性能。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种合成革高浓度DMF废液中三废资源化利用系统，其特征在于：包括废气输送装置、废液输送装置、釜残输送装置、焚烧炉装置、余热锅炉（14）和烟气净化装置（16），所述废气输送装置、废液输送装置、釜残输送装置依次分别与焚烧炉装置连通，所述焚烧炉装置顶端与余热锅炉（14）连通，所述余热锅炉（14）与烟气净化装置（16）连通；废气、废液和釜残在焚烧炉装置内燃烧分解，余热锅炉（14）利用其烟气热量产生蒸汽，后经烟气净化装置（16）进行烟气处理，所生蒸汽回收利用。

2.根据权利要求1所述的三废资源化利用系统，其特征在于：所述焚烧炉装置包括焚烧炉本体（10）、点火装置（11）、天然气输送装置（12）和送风机（13），所述点火装置（11）设置在焚烧炉本体（10）底端，靠近点火装置（11）的所述焚烧炉本体（10）侧壁上连通天然气输送装置（12），天然气输送装置（12）上端的所述焚烧炉本体（10）侧壁上设置送风机（13）。

3.根据权利要求2所述的三废资源化利用系统，其特征在于：所述焚烧炉本体（10）的内壁上设有导流片，所述导流片形成径向旋流结构的助燃空气通道，进风机的工作端与助燃空气通道的起始端连通；废气输送装置的出口端设有废气出口，废液输送装置的出口端设有废液喷嘴（18），釜残输送装置的出口端设有釜残喷嘴（9），所述废气出口设在靠近点火装置（11）的助燃空气通道上，所述废液喷嘴（18）和釜残喷嘴（9）设在助燃空气通道的中心处。

4.根据权利要求3所述的三废资源化利用系统，其特征在于：所述废气输送装置包括废气送风机（1）、进气管道、出气管道和废气缓冲罐（2），所述进气管道和出气管道分别在废气缓冲罐（2）的两侧，所述进气管道上设有废气送风机（1），所述废气缓冲罐（2）通过出气管道与焚烧炉本体（10）上的的废气出口连通。

5.根据权利要求4所述的三废资源化利用系统，其特征在于：所述废气送风机（1）为增压风机；所述进气管道和出气管道外侧分别设有保温层。

6.根据权利要求3所述的三废资源化利用系统，其特征在于：所述废液输送装置包括进液管道、出液管道、增压泵、废液储罐（3）、废液输送泵（4），所述进液管道和出液管道分别在废液储罐（3）的两端，所述进液管道上设有增压泵，出液管道上设有废液输送泵（4），所述废液储罐（3）通过出液管道与焚烧炉本体（10）的废液喷嘴（18）连通。

7.根据权利要求3所述的三废资源化利用系统，其特征在于：所述釜残输送装置包括系统釜残罐（5）、釜残中间储存罐（6）、釜残输送泵（7）、蒸汽装置（8）、釜残输送管，所述系统釜残罐（5）通过釜残输送管与釜残中间储存罐（6）连通，釜残中间储存罐（6）通过釜残输送管与焚烧炉本体（10）内的釜残喷嘴（9）连通，所述釜残中间储存罐（6）与焚烧炉本体（10）之间的釜残输送管上设有釜残输送泵（7），所述釜残中间储存罐（6）和釜残输送管的外表面设有蒸汽伴热保温层，所述蒸汽伴热保温层与蒸汽装置（8）连通，所述蒸汽装置（8）用于储存和产生蒸汽。

8.根据权利要求7所述的三废资源化利用系统，其特征在于：所述釜残中间罐的内部设有搅拌装置，所述釜残中间罐的出口处设置螺杆泵。

9.根据权利要求7所述的三废资源化利用系统，其特征在于：所述蒸汽伴热保温层包括在釜残中间储存罐（6）和釜残输送管外侧的保温层，所述保温层与釜残中间储存罐（6）和釜残输送管之间形成密封的蒸汽伴热层，所述蒸汽伴热层设有蒸汽进口和蒸汽出口；所述余热锅炉（14）产生的蒸汽与蒸汽装置（8）连通，蒸汽装置（8）与蒸汽伴热层的蒸汽进口连通，蒸汽出口上设有单向阀。

10.一种利用上述权利要求1-9任一所述的三废资源化利用系统处理合成革高浓度DMF废液中三废的工艺：

天然气输送装置（12）和送风机（13）运行，焚烧炉本体（10）上端的点火装置（11）进行点火操作，按焚烧炉耐火砖升温曲线进行烘炉；当焚烧炉烘炉温度达到1100℃以上时，

（一）废气输送装置的废气送风机（1）打开，合成革高浓度DMF废液中的废气经进气管道进入废气缓冲罐（2）后，废气经出气管道进入焚烧炉本体（10）的废气出口喷出进行燃烧，在此过程中的废气输送需要保温处理；

（二）合成革高浓度DMF废液中的废液在废液输送装置的废液输送泵（4）的作用下经出液管道进入废液储罐（3），然后废液在增压泵的作用下经进液管道进入焚烧炉本体（10）内，在废液喷嘴（18）的作用下雾化燃烧；

（三）合成革高浓度DMF废液中的系统釜残罐（5）内的釜残经釜残输送装置的釜残输送管传送至釜残中间储存罐（6）内，釜残中间缓存罐内的釜残在釜残输送泵（7）作用下通过釜残输送管送至焚烧炉本体（10）内，经釜残喷嘴（9）的作用下雾化燃烧；

上述步骤（一）（二）（三）内的废气、废液和釜残在焚烧炉本体（10）内进行燃烧分解，燃烧产生的热量经余热锅炉（14）生成蒸汽，将此蒸汽传送至蒸汽装置（8），蒸汽从蒸汽伴热层的蒸汽进口对釜残中间储存罐（6）和釜残输送管进行加热保温，产生的尾气经烟气净化装置净化。

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