CN115654511B - 一种环氧丙烷装置废气废液处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废气废液处理技术领域，具体是涉及一种环氧丙烷装置废气废液处理系统。包括焚烧炉，焚烧炉包括炉体以及与炉体连接的燃烧器、蒸发单元和供热单元；炉体设有隔板，隔板上设有连通孔，上腔室顶部设有排烟管，下腔室设有回液管；燃烧器的燃烧部延伸至上腔室；蒸发单元设在下腔室，碗状结构设有液体缓冲槽，炉体上设有注液管，注液管的出液口延伸至液体缓冲槽；碗状结构设有回液口；供热单元紧贴碗状结构的碗壁的外侧，本发明通过供热单元能够将废水快速的蒸发，以废气作为燃料气在焚烧炉里点燃后焚烧气态的废水，蒸发效率高，避免因蒸发量较少而导致燃烧器频繁或持续的点火造成的能源浪费。本发明还涉及一种环氧丙烷装置废气废液处理方法。

Description

一种环氧丙烷装置废气废液处理系统

技术领域

本发明涉及废气废液处理技术领域，具体是涉及一种环氧丙烷装置废气废液处理系统。本发明还涉及一种环氧丙烷装置废气废液处理方法。

背景技术

对于有机化工废液的处理，通常的方法包括物理法如离心分离法、粗粒化法、膜分离法；化学法如酸化法、化学氧化法、光催化氧化法；物理化学法如浮选法、吸附法、磁吸附分离法以及生物化学法如活性污泥法、生物膜法。上述方法虽然具有良好的处理效果，但是对于大部分有机化工废液来说上述方法耗时长、成本高，而且运行操作也比较复杂，同时还需要较大的处理空间。目前，虽然国内外出现了用焚烧法处理有机化工废液的方法，但是此过程往往造成了热量和能源的流失，产生新的污染物等等弊端。

环氧丙烷生产工段中会产生混合C3，混合C3中含有丙烯、丙烷等其它杂质，由于量少且回收分离较困难。与此同时，环氧丙烷生产工段在运行过程中会产生高COD废水，如果直接送去污水处理，一方面处理困难，另一方面处理成本较高。

现有废液焚烧炉需要消耗大量燃料，从而达到焚烧，也可以进行余热回收，但是存在流程复杂，体积庞大，投资成本高等弊端。因此提高废液焚烧效率，减少燃料的消耗量，降低焚烧装置建造成本极为重要。

中国专利CN102829478B公开了一种节能型两段式有机化工废液热处理炉，包括炉体和炉体支架，炉体为立式圆筒型结构，炉体支架的钢板中心设有点火孔、加热点火装和防护罩；炉体由上、下两节构成，两节之间设有圆锥形隔板并将炉体分隔成两个燃烧室，隔板上设有出气口并设有长燃火装置；第一燃烧室内有垂直的浓缩管，浓缩管的上部呈弯管状并伸出炉外，第一燃烧室外设有进液管并进入浓缩管内，第二燃烧室外设有进氧气管并进入长燃火装置处。该热处理炉通过对废液直接焚烧，效率较低，无法完全处理。

中国专利CN104482546B公开了一种内置蒸发装置的废液焚烧炉，包括焚烧炉炉体以及设置在焚烧炉炉体内的焚烧室和蒸发装置，焚烧室的废气进口通过废液喷枪和管道与蒸发装置的废液流道出口相连通，焚烧室的烟气出口与蒸发装置的烟气流道进口相连通，焚烧室流出的高温烟气与待焚烧的废液通过蒸发装置实现热交换，使废液在焚烧前蒸发为气体，以提高焚烧效率。该焚烧炉的蒸发面积有限，出汽率较低，焚烧室频繁或持续的点火会造成能源的浪费。

发明内容

针对上述问题，提供一种环氧丙烷装置废气废液处理系统，通过能够将废液以液膜的形式被蒸发，蒸发效率高，解决了现有的焚烧炉因蒸发面积有限而导致焚烧室频繁或持续点火会造成能源浪费的问题。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种环氧丙烷装置废气废液处理系统，包括焚烧炉，焚烧炉包括炉体以及与炉体连接的燃烧器、蒸发单元和供热单元；炉体设有将其内部空间分割为上腔室和下腔室的隔板，所述隔板上设有连通上腔室和下腔室的连通孔，上腔室的顶部设有排烟管，下腔室的底部设有回液管；燃烧器的燃烧部延伸至上腔室内；蒸发单元安装在下腔室内，蒸发单元为开口朝上的碗状结构，所述碗状结构设有围绕碗口一圈的液体缓冲槽，炉体上还设有延伸至下腔室内的注液管，所述注液管的出液口延伸至液体缓冲槽内；所述碗状结构的碗底设有与回液管连通的回液口；供热单元紧贴所述碗状结构的碗壁的外侧设置。

优选地，液体缓冲槽与碗状结构之间设置有第一突出部，液体缓冲槽的外侧设置有向上延伸的第二突出部，第二突出部的上沿高于第一突出部的上沿。

优选地，所述蒸发单元至少有两个，蒸发单元的外侧与炉体的内壁具有可供气体通过的间隙。

优选地，焚烧炉还包括中空的轴件，轴件设置在下腔室中，轴件的底端与回液管连通，轴件上还设有排液口，蒸发单元同轴地设置在轴件上，所述碗体结构的碗底与排液口连通。

优选地，所述碗体结构的碗底开口且向下延伸以形成固定筒，轴件包括至少两个安装筒，安装筒一端的外圆周面设置有第一筒状槽，安装筒另一端的内圆周面设置有第二筒状槽，一个安装筒通过第一筒状槽插接在另一个安装筒的第二筒状槽中，固定筒同轴插接在第一筒状槽和第二同轴槽之间，排液口位于固定筒上。

优选地，轴件内还设置有与其同轴的引流斗，引流斗的宽口与排液口的底端平齐。

优选地，供热单元与所述碗状结构的碗壁的外侧具有供热腔，所述供热单元上设置有延伸至炉体外的第一管件和第二管件。

优选地，第一管件通过气泵与排烟管连通。

优选地，所述供热腔中具有与其同轴的螺旋导流片，热流自第一管件进入供热腔在供热腔中螺旋流动后并通过第二管件排出。

本发明还涉及一种环氧丙烷装置废气废液处理方法，包括以下步骤：

步骤一，将废液在焚烧炉里以液膜状态被蒸发成气态；

步骤二，以废气作为燃料气在焚烧炉里点燃后焚烧气态的废液。

本发明相比较于现有技术的有益效果是：

1.本发明通过将废水以液膜的形式在蒸发单元上流动，使得供热单元能够将废水快速的蒸发以形成气态，然后以废气作为燃料气在焚烧炉里点燃后焚烧气态的废水，蒸发效率高，避免因蒸发量较少而导致燃烧器频繁或持续的点火造成的能源浪费；

2.本发明通过在蒸发单元的底部设置供热单元，实现焚烧后的高温烟气与待焚烧且呈液膜状的废液之间进行热交换，废液经过热交换被蒸发为废液蒸汽，从而进入焚烧室进行焚烧，能够明显提高焚烧效率。

附图说明

图1是一种环氧丙烷装置废气废液处理系统中焚烧炉的立体图；

图2是一种环氧丙烷装置废气废液处理系统中焚烧炉的侧视图；

图3是图2的A-A截面处的立体剖视图；

图4是图2的A-A截面处的剖视图；

图5是图4的B处局部放大图；

图6是图4的C处局部放大图；

图7是一种环氧丙烷装置废气废液处理系统中焚烧炉的内部结构示意图；

图8是一种环氧丙烷装置废气废液处理系统中蒸发单元和轴件的立体图；

图9是一种环氧丙烷装置废气废液处理系统中蒸发单元和轴件的立体分解图。

图中标号为：

1-炉体；

101-隔板；

1011-连通孔；

102-排烟管；

103-回液管；

104-注液管；

2-燃烧器；

3-蒸发单元；

301-液体缓冲槽；

3011-第一突出部；

3012-第二突出部；

302-回液口；

303-固定筒；

4-供热单元；

401-第一管件；

402-第二管件；

403-螺旋导流片；

404-汇流管；

5-轴件；

501-排液口；

502-安装筒；

5021-第一筒状槽；

5022-第二筒状槽；

503-引流斗；

6-气泵；

7-蓄液箱；

8-液泵。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1-图9所示，本发明提供：

一种环氧丙烷装置废气废液处理系统，包括焚烧炉，焚烧炉包括炉体1以及与炉体1连接的燃烧器2、蒸发单元3和供热单元4；

炉体1设有将其内部空间分割为上腔室和下腔室的隔板101，所述隔板101上设有连通上腔室和下腔室的连通孔1011，上腔室的顶部设有排烟管102，下腔室的底部设有回液管103；

燃烧器2的燃烧部延伸至上腔室内；

蒸发单元3安装在下腔室内，蒸发单元3为开口朝上的碗状结构，所述碗状结构设有围绕碗口一圈的液体缓冲槽301，炉体1上还设有延伸至下腔室内的注液管104，所述注液管104的出液口延伸至液体缓冲槽301内；所述碗状结构的碗底设有与回液管103连通的回液口302；

供热单元4紧贴所述碗状结构的碗壁的外侧设置。

丙烯精馏塔回流罐V-2007内定期排放一部分丙烷丙烯混合物简称混合碳三，以降低循环丙烯中的丙烷含量。混合碳三主要成分是丙烷、丙烯、氮气和甲醇。目前做外送处理。增设一台丙烯丙烷精馏塔及其附属设置，从混合碳三中分离提纯各组分。塔底的甲醇和塔顶的丙烯、氮气混合物作为反应单元原料，分别输送至装置。侧线采出的丙烷作为锅炉燃料或者产品外售。通过分离提纯，实现了混合碳三的资源化利用，降低了成本，提高了效益。

环氧丙烷生产工段中会产生混合碳三，混合碳三中含有丙烯、丙烷等其它杂质，由于量少且回收分离较困难，因此可通过回收作为燃料气供废液炉使用，减少天然气含量，节约燃料成本。与此同时，环氧丙烷生产工段在运行过程中会产生高COD废水，如果直接送去污水处理，一方面处理困难，另一方面处理成本较高，因此考虑将高COD的废水先经过蒸发浓缩之后，将废水送入废液炉进行焚烧处理，一方面减少了废水量，另一方面有利于废水的达标排放，减少废液的处理成本。

处理系统还包括用于储存废水的蓄液箱7以及用于将废水泵入注液管104的液泵8，回液管103与蓄液箱7连通；液泵8将废水从蓄液箱7中泵出，废水首先注满液体缓冲槽301，废水充满液体缓冲槽301后，废水从液体缓冲槽301中溢出，从而使得废水以液膜的形式铺满碗状结构的内壁，因供热单元4紧贴所述碗装结构的碗壁外侧设置，因此供热单元4能够对蒸发单元3进行加热，因此在碗状结构内侧呈液膜状的废水能够被迅速蒸发，而未蒸发的废水在碗状结构的内侧向下流淌，进而通过回液口302和回液管103重新流入蓄液箱7，以此使得废水能够被循环往复的蒸发，且蒸发效率高；

燃烧器2的结构较为常见，为现有技术，例如可采用中国专利CN104482546B中使用的燃烧器2，该燃烧器2可利用混合碳三最为燃料器对气态的废液进行燃烧，以此提高能源利用率，降低成本；

隔板101用于将炉体1的内腔分为上腔室和下腔室，减小上腔室中的焚烧对下腔室中蒸发单元3和供热单元4的影响；

本发明通过将废水以液膜的形式在蒸发单元3上流动，使得供热单元4能够将废水快速的蒸发以形成气态，然后以废气作为燃料气在焚烧炉里点燃后焚烧气态的废水，蒸发效率高，避免因蒸发量较少而导致燃烧器2频繁或持续的点火造成的能源浪费。

如图6所示，液体缓冲槽301与碗状结构之间设置有第一突出部3011，液体缓冲槽301的外侧设置有向上延伸的第二突出部3012，第二突出部3012的上沿高于第一突出部3011的上沿。

蒸发单元3的外沿设置有液体缓冲槽301，通过外设的液泵8，能够将蓄液箱7中的废水抽送至液体缓冲槽301中，因液体缓冲槽301与碗状结构之间设置有第一突出部3011，液体缓冲槽301的外侧设置有向上延伸的第二突出部3012，第一突出部3011和第二突出部3012之间构成了用于液体缓冲槽301，泵出的液体首先会充满液体缓冲槽301，因第二突出部3012的上沿高于第一突出部3011的上沿，使得液体缓冲槽301中的废水无法越过第二突出部3012而直接下淌，废水首先会越过第一突出部3011的上沿而均匀的铺满蒸发单元3的内壁，废水以液膜的形式铺满蒸发单元3的内壁，呈液膜状废水的蒸发率更高，以便于有更多的气态废水能够被焚烧，使得焚烧室的焚烧效率更高。

如图4和图7所示，所述蒸发单元3至少有两个，蒸发单元3的外侧与炉体1的内壁具有可供气体通过的间隙。

通过在下腔室中设置至少两个蒸汽单元，因蒸发单元3的外侧与炉体1的内壁具有可供气体通过的间隙，使得其余的蒸汽单元产出的气体能够通过间隙向上溢入焚烧室中，以此能够提高下腔室中的产气率，使得焚烧室能够连续不断的焚烧气态的废水，以此提高能源的利用率，

如图7所示，焚烧炉还包括中空的轴件5，轴件5设置在下腔室中，轴件5的底端与回液管103连通，轴件5上还设有排液口501，蒸发单元3同轴地设置在轴件5上，所述碗体结构的碗底与排液口501连通。

通过将中空的轴件5设置在下腔室中，并使得轴件5的下端与回液管103连通，并将蒸发单元3同轴地设置在轴件5上，使得蒸发单元3上未蒸发的废水通过排液口501能够流入到轴件5中，而轴件5的下端又与回液管103连通，这使得未蒸发的废水会通过轴件5和回液管103重新流入蓄液箱7中，再次通过液泵8将蓄液箱7中的废水泵入到液体缓冲槽301中，以此实现废水的重复蒸发，从而实现对废水的重复处理。

如图5、图8和图9所示，所述碗体结构的碗底开口且向下延伸以形成固定筒303，轴件5包括至少两个安装筒502，安装筒502一端的外圆周面设置有第一筒状槽5021，安装筒502另一端的内圆周面设置有第二筒状槽5022，一个安装筒502通过第一筒状槽5021插接在另一个安装筒502的第二筒状槽5022中，固定筒303同轴插接在第一筒状槽5021和第二同轴槽之间，排液口501位于固定筒303上。

回液管103的顶端向上延伸至下腔室中，回液管103顶端的内圆周面中设置有与其同轴的阶梯槽，安装筒502可通过第一安置槽插接在阶梯槽中，以便于将安装筒502可拆卸的固定在下腔室中，

轴件5由多节安装筒502同轴固定连接，即在安装筒502一端的外圆周面设置第一筒状槽5021，而在安装筒502另一端的内圆周面设置第二筒状槽5022，使得一节安装筒502通过第一筒状槽5021插接到另一节安装筒502的第二筒状槽5022中，同时可将蒸发单元3的固定筒303预先套设在第一筒状槽5021上，使得两节安装筒502对接完成后，固定筒303位于第一筒状槽5021和第二同轴槽之间，以此将蒸发单元3固定在下腔室中，通过安装多节固定筒303，能够在下腔室中布置至少两个蒸发单元3，以此提高蒸发室的产气效率。

如图5和图9所示，轴件5内还设置有与其同轴的引流斗503，引流斗503的宽口与排液口501的底端平齐。

当蒸发单元3中未蒸发的废水通过排液口501流入到轴件5内时，上层排液口501流出的废水通过轴壁和下层排液口501重新流入到下层的蒸发单元3内，因此需要避免该种现象，需要在轴件5内设置与其同轴的引流斗503，使得未蒸发的废水通过引流斗503而沿轴件5的轴线向下流淌，从而避免上层未蒸发的废水通过下层排液口501而重新流入到下层蒸发单元3内，引流斗503的宽口与排液口501的底端平齐，以此确保废水不会在碗状结构的底部形成堆积，以此确保未蒸发的废水能够通过排液口501迅速向轴件5中流淌，从而提高排液效率。

如图6所示，供热单元4与所述碗状结构的碗壁的外侧具有供热腔，所述供热单元4上设置有延伸至炉体1外的第一管件401和第二管件402。

通过向第一管件401中注入热流体，使得热流体能够与蒸发单元3实现热交换，从而完成对蒸发单元3的加热，使得蒸发单元3内壁上的液膜能够被快速的蒸发，通过第二管件402能够向外排出已经完成热交换的流体，以维持供热腔中的温度，使得废水能够在蒸发单元3的内壁被持续蒸发。

如图4所示，第一管件401通过气泵6与排烟管102连通。

焚烧室产出的高温烟气通过气泵6与第一管件401连通，气泵6能够将高温烟气泵6入到第一管件401中，高温烟气能够在供热腔中流动并通过第二管件402向外排出，以此实现对高温烟气余温的利用，进而能够提高能源的利用率；

供热单元4还包括汇流管404，汇流管404与第二管件402连通，汇流管404的底端向上延伸至外界且开口，第二管件402排出且仍有温度的烟气会影响工作环境，通过汇流管404能够收集烟气并向外界排出，从而减小工作环境的温度，提高工作环境的舒适度。

如图9所示，所述供热腔中具有与其同轴的螺旋导流片403，热流自第一管件401进入供热腔在供热腔中螺旋流动后并通过第二管件402排出。

为提高高温烟气余热的利用率，通过在供热腔中设置与其同轴的螺旋导流片403，使得螺旋导流片403在供热腔中形成螺旋导流腔，热流自第一管件401进入供热腔后，通过螺旋导流腔的引导，热流可在供热腔中螺旋流动并最终通过第二管件402向外排出，以此提高了高温烟气余热的利用率，进而提高能源的利用率；

本发明通过在蒸发单元3的底部设置供热单元4，实现焚烧后的高温烟气与待焚烧且呈液膜状的废液之间进行热交换，废液经过热交换被蒸发为废液蒸汽，从而进入焚烧室进行焚烧，能够明显提高焚烧效率。

如图1-图9所示，一种环氧丙烷装置废气废液处理方法，包括以下步骤：

步骤一，将废液在焚烧炉里以液膜状态被蒸发成气态，即通过液泵将蓄液箱中的废水注入到液体缓冲槽301中，使得废水充满液体缓冲槽301，并溢出第二突出部3012，以使得废水在蒸发单元3的内壁呈液膜状向下流淌；焚烧产生的高温烟气在蒸发单元的底部进行加热，以此完成对液膜的蒸发；

步骤二，燃烧器2以废气作为燃料气在焚烧炉里点燃，燃烧部在上腔室中焚烧汽态的废液，从而完成对废液的处理。

本发明通过将废水以液膜的形式在蒸发单元上流动，使得供热单元能够将废水快速的蒸发以形成气态，然后以废气作为燃料气在焚烧炉里点燃后焚烧气态的废水，蒸发效率高，避免因蒸发量较少而导致燃烧器频繁或持续的点火造成的能源浪费。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种环氧丙烷装置废气废液处理系统，包括焚烧炉，其特征在于，焚烧炉包括炉体(1)以及与炉体(1)连接的燃烧器(2)、蒸发单元(3)和供热单元(4)；

炉体(1)设有将其内部空间分割为上腔室和下腔室的隔板(101)，所述隔板(101)上设有连通上腔室和下腔室的连通孔(1011)，上腔室的顶部设有排烟管(102)，下腔室的底部设有回液管(103)；

燃烧器(2)的燃烧部延伸至上腔室内；

蒸发单元(3)安装在下腔室内，蒸发单元(3)为开口朝上的碗状结构，所述碗状结构设有围绕碗口一圈的液体缓冲槽(301)，炉体(1)上还设有延伸至下腔室内的注液管(104)，所述注液管(104)的出液口延伸至液体缓冲槽(301)内；所述碗状结构的碗底设有与回液管(103)连通的回液口(302)；

供热单元(4)紧贴所述碗状结构的碗壁的外侧设置。

2.根据权利要求1所述的一种环氧丙烷装置废气废液处理系统，其特征在于，液体缓冲槽(301)与碗状结构之间设置有第一突出部(3011)，液体缓冲槽(301)的外侧设置有向上延伸的第二突出部(3012)，第二突出部(3012)的上沿高于第一突出部(3011)的上沿。

3.根据权利要求1或2所述的一种环氧丙烷装置废气废液处理系统，其特征在于，所述蒸发单元(3)至少有两个，蒸发单元(3)的外侧与炉体(1)的内壁具有可供气体通过的间隙。

4.根据权利要求3所述的一种环氧丙烷装置废气废液处理系统，其特征在于，焚烧炉还包括中空的轴件(5)，轴件(5)设置在下腔室中，轴件(5)的底端与回液管(103)连通，轴件(5)上还设有排液口(501)，蒸发单元(3)同轴地设置在轴件(5)上，所述碗状结构的碗底与排液口(501)连通。

5.根据权利要求4所述的一种环氧丙烷装置废气废液处理系统，其特征在于，所述碗体结构的碗底开口且向下延伸以形成固定筒(303)，轴件(5)包括至少两个安装筒(502)，安装筒(502)一端的外圆周面设置有第一筒状槽(5021)，安装筒(502)另一端的内圆周面设置有第二筒状槽(5022)，一个安装筒(502)通过第一筒状槽(5021)插接在另一个安装筒(502)的第二筒状槽(5022)中，固定筒(303)同轴插接在第一筒状槽(5021)和第二同轴槽之间，排液口(501)位于固定筒(303)上。

6.根据权利要求4所述的一种环氧丙烷装置废气废液处理系统，其特征在于，轴件(5)内还设置有与其同轴的引流斗(503)，引流斗(503)的宽口与排液口(501)的底端平齐。

7.根据权利要求1所述的一种环氧丙烷装置废气废液处理系统，其特征在于，供热单元(4)与所述碗状结构的碗壁的外侧具有供热腔，所述供热单元(4)上设置有延伸至炉体(1)外的第一管件(401)和第二管件(402)。

8.根据权利要求7所述的一种环氧丙烷装置废气废液处理系统，其特征在于，第一管件(401)通过气泵(6)与排烟管(102)连通。

9.根据权利要求7或8所述的一种环氧丙烷装置废气废液处理系统，其特征在于，所述供热腔中具有与其同轴的螺旋导流片(403)，热流自第一管件(401)进入供热腔在供热腔中螺旋流动后并通过第二管件(402)排出。

10.一种环氧丙烷装置废气废液处理方法，通过如权利要求1所述的一种环氧丙烷装置废气废液处理系统进行处理，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将废液在焚烧炉里以液膜状态被蒸发成气态；

步骤二，以废气作为燃料气在焚烧炉里点燃后焚烧气态的废液。

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