CN1259523C - 处理高浓度有机废液的双温双床气化氧化流化床焚烧炉 - Google Patents
处理高浓度有机废液的双温双床气化氧化流化床焚烧炉 Download PDFInfo
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Abstract
处理高浓度有机废液的双温双床气化氧化流化床焚烧炉，它涉及一种处理高浓度有机废液的流化床焚烧装置。本发明低温烟道(21)的另一端与高温氧化循环流化床(60)相连接，高温空气管道(30)的两端分别与高温空气预热器(15)和低温气化流化床(50)相连接。本发明低温气化流化床低温气化与高温氧化循环流化床高温燃烧组合解决了流化床床料结团、结焦问题，有效地脱除了高浓度有机废液焚烧后产生的HCl、SO2和NOx等有害气体，充分地在炉内抑制了二英的生成，并且能够将废液中的有毒有机物彻底焚毁，焚毁去除率达到99.99%以上。该装置几乎解决了利用流化床焚烧高浓度有机废液遇到的所有难题。
Description
技术领域：
本发明涉及一种处理高浓度有机废液的流化床焚烧装置，具体涉及将流化床低温气化与循环流化床高温氧化组合起来，处理各种有毒有害高浓度有机废液的装置。
背景技术：
近年来，随着我国经济的快速发展，所产生和排放的高浓度有机废液逐年增加，每年石油、化工、制药、印染和造纸行业产生的高浓度有机废液达数千万吨。高浓度有机废液是造成水环境污染的主要污染源之一，它的肆意排放严重破坏生态环境，威胁人类健康。由于其中相当一部分高浓度有机废液不易生物降解，采用常规的生化或化学氧化法处理，存在耗时长、设备占地面积大、处理不彻底等问题。目前国内外使用较多的焚烧高浓度有机废液的装置是液体喷射炉，但需要燃油或燃气作为辅助燃料，炉内不能脱除SO2、HCl，运行成本较高，不太符合目前我国国情，相比之下，流化床焚烧炉应用低温(850～900℃)燃烧技术，热力型NOx可以忽略不计，采用分级燃烧，燃料型NOx的产生量可大幅度减少，适合处理各类有机废液。对于含硫、氯的有机废液，为了控制SO2、HCl排放，可以向循环流化床内添加石灰石或白云石，在850℃左右Ca/S摩尔比为2时，可脱去85～90％的SO2和部分HCl。此外流化床焚烧炉可以采用煤为辅助燃料，可大幅度降低运行成本，比较符合目前国情。但是，采用流化床焚烧处理高浓度有机废液也存在一些问题：(1)通常高浓度有机废液中含有不同浓度的无机钠、钾盐，废液焚烧后因无灰而不能形成床料，需采用媒体流化床，通常媒体采用河沙或石英砂，无机钠、钾盐与SiO2(砂子的主要成分)反应生成硅酸钠(玻璃)，其熔点在635～815℃范围内，在流化床运行温度下呈熔融状态，容易导致床料结团，甚至严重结焦，无法保证流化床正常运行，因此流化床焚烧炉的许多优点无法发挥出来；(2)在流化床正常运行温度下(850～900℃)，焚烧含氯的高浓度有机废液时吸收剂(石灰)脱氯效率只有20～30％，这样焚烧后产生浓度较高的HCl，一方面会导致余热锅炉的高温、低温腐蚀；另一方面也可导致二噁英生成量增加的可能性。
发明内容：
本发明的目的是提供一种处理高浓度有机废液的双温双床气化氧化流化床焚烧炉，它具有解决现有流化床焚烧炉在焚烧含无机钠、钾盐的废液时发生的床料结焦问题，以及流化床焚烧炉内吸收剂脱氯效率低等问题，实现高效脱硫、脱氯、脱硝，降低二噁英排放，达到有机物焚毁去除率大于99.99％的特点。本发明包含低温气化流化床50、高温氧化循环流化床60、旋风分离器3、第一回料装置4、低温烟道21、高温旋风分离器11、第二回料装置12、高温排气烟道23、高温空气预热器15、省煤器17、第一低温空气预热器18、第二低温空气预热器24、二次空气管道28、一次空气管道29、高温空气管道30；旋风分离器3上部的一侧与低温气化流化床50的上部固定连接，旋风分离器3的下端与第一回料装置4的一侧固定连接，第一回料装置4的另一侧与低温气化流化床50的下部固定连接，低温烟道21的一端与旋风分离器3的上端固定连接，低温烟道21的另一端与高温氧化循环流化床60的下部相连接，高温旋风分离器11上部的一侧与高温氧化循环流化床60的上部一侧固定连接，高温旋风分离器11的下端与第二回料装置12的一侧固定连接，第二回料装置12的另一侧与高温氧化循环流化床60的下部固定连接，高温排气烟道23的入口与高温旋风分离器11的上端固定连接，高温空气预热器15设置在高温排气烟道23内的上部，第一低温空气预热器18和第二低温空气预热器24分别设置在高温排气烟道23内的下部，二次空气管道28的两端与高温氧化循环流化床60和第一低温空气预热器18相连接，一次空气管道29的两端与高温氧化循环流化床60和第二低温空气预热器24相连接，省煤器17固定在第一低温空气预热器18上侧的高温排气烟道23内，省煤器17与高温氧化循环流化床60的上部相连接，高温空气管道30的两端分别与高温空气预热器15和低温气化流化床50的下部相连接。本发明低温气化流化床低温气化与高温氧化循环流化床高温燃烧组合解决了流化床床料结团、结焦问题，有效地脱除了高浓度有机废液焚烧后产生的HCl、SO2和NOx等有害气体，充分地在炉内抑制了二噁英的生成，并且能够将废液中的有毒有机物彻底焚毁，焚毁去除率达到99.99％以上。该装置几乎解决了利用流化床焚烧高浓度有机废液遇到的所有难题，并且高温氧化循环流化床以煤为辅助燃料，降低了运行成本，符合我国目前的国情。
附图说明：
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式：
具体实施方式一：(参见图1)本实施方式由低温气化流化床50、高温氧化循环流化床60、旋风分离器3、第一回料装置4、低温烟道21、高温旋风分离器11、第二回料装置12、高温排气烟道23、高温空气预热器15、省煤器17、第一低温空气预热器18、第二低温空气预热器24、二次空气管道28、一次空气管道29、高温空气管道30组成；旋风分离器3上部的一侧与低温气化流化床50的上部固定连接，旋风分离器3的下端与第一回料装置4的一侧固定连接，第一回料装置4的另一侧与低温气化流化床50的下部固定连接，低温烟道21的一端与旋风分离器3的上端固定连接，低温烟道21的另一端与高温氧化循环流化床60的下部相连接，高温旋风分离器11上部的一侧与高温氧化循环流化床60的上部一侧固定连接，高温旋风分离器11的下端与第二回料装置12的一侧固定连接，第二回料装置12的另一侧与高温氧化循环流化床60的下部固定连接，高温排气烟道23的入口与高温旋风分离器11的上端固定连接，高温空气预热器15设置在高温排气烟道23内的上部，第一低温空气预热器18和第二低温空气预热器24分别设置在高温排气烟道23内的下部，二次空气管道28的两端与高温氧化循环流化床60和第一低温空气预热器18相连接，一次空气管道29的两端与高温氧化循环流化床60和第二低温空气预热器24相连接，省煤器17固定在第一低温空气预热器18上侧的高温排气烟道23内，省煤器17与高温氧化循环流化床60的上部相连接，高温空气管道30的两端分别与高温空气预热器15和低温气化流化床50的下部相连接。低温气化流化床50由炉体32、石灰仓及给料装置19、第一排灰管25、辅助燃烧器20、布风板31、废液喷枪51组成；布风板31固定在炉体32内的下部，第一排灰管25的上端与布风板31的下侧固定连接，第一排灰管25的下端设在炉体32下端的外侧，布风板31的下侧与炉体32内的底部空间形成流化床风室5，布风板31的上侧与炉体32内的中部空间形成流化床密相区1，炉体32内的上部空间形成流化床稀相区2，辅助燃烧器20固定在流化床风室5外壁上，石灰仓及给料装置19固定在流化床密相区1上部的炉体32的外壁上，辅助燃烧器20的外端与高温空气管道30的一端相连接，废液喷枪51固定在流化床密相区1外的炉体32上。高温氧化循环流化床60由床体33、流化床布风板34、第二排灰管26、水冷壁9、汽包10、煤斗及送煤装置22、旋转二次风口7、旋转烟气入口8组成，流化床布风板34固定在床体33内的下部，第二排灰管26的上端与流化床布风板34的下侧固定连接，第二排灰管26的下端设在炉体33下端的外侧，流化床布风板34的下侧与床体33内的底部之间形成空气风室13，流化床布风板34上侧的床体33内形成高温氧化循环流化床燃烧室6，旋转烟气入口8固定在流化床布风板34上侧的床体33内，并与低温烟道21相连通，一次空气管道29与床体33内的空气风室13相连通，煤斗及送煤装置22固定在旋转烟气入口8与流化床布风板34之间的床体33的外壁上，旋转二次风口7固定在旋转烟气入口8上侧的床体33内并与二次空气管道28相连通，水冷壁9固定在旋转二次风口7上侧的床体33内，水冷壁9与床体33外部的汽包10相连通，汽包10与省煤器17由管道27相连接。
具体实施方式二：(参见图1)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于，在高温旋风分离器11与高温空气预热器15之间的高温排气烟道23上增加有高温过热器14。在高温空气预热器15与省煤器17之间的高温排气烟道23上增加有低温过热器16。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
本发明可日处理有机废液200～1000t/d。当将冷空气经过高温空气预热器15预热到500～550℃后送入流化床风室5，在流化床风室5的入口布置辅助燃烧器20，当流化床密相区1内温度低于500℃时启动，高于600℃时自动停止，保证流化床密相区1内温度控制在500～600℃。高浓度有机废液经喷枪51雾化后直接送入流化床密相区1的正压区内。流化床风室5上面的布风板31可采用水冷，保证较高空气温度下布风板31不变形。在流化床密相区1上的床料(河沙)中添加粒径小于2mm的CaO颗粒吸收剂，用于除去含氯有机废液气化后产生的HCl气体，在500～600℃下，可去除HCl85～90％左右，流化床密相区1内采用鼓泡床操作方式，减少床料和添加剂的扬析量，采用旋风分离器3将烟气携带出的床料及添加剂通过第一回料装置4回送到流化床内，提高添加剂的利用率。当流化床风室5内风压增加到15000Pa时，从流化床密相区1的第一排灰管25排出部分床料，维持流化床密相区1内的物料平衡。上部流化床稀相区2内为微正压缺氧燃烧，温度控制在500～600℃。脱除85～90％HCl的烟气经旋风分离器3出口，经旋转烟气入口8进入高温氧化循环流化床燃烧室6内。在高温氧化循环流化床燃烧室6内，辅助燃料煤通过煤斗及送煤装置22送入高温氧化循环流化床燃烧室6内，在850～900℃下燃烧，在燃烧室内布置切向旋转二次风口7，送给燃烧所需的二次空气，风温为150℃左右，燃烧产生的热量通过水冷壁9吸收，燃烧室出口温度保持在850～900℃。当空气风室13的风压超过14000Pa时，通过第二排灰管26排出部分床料，维持循环流化床内的物料平衡。从低温空气预热器24来的空气送入空气风室13，从低温空气预热器18来的空气经过旋转二次风口7送入高温氧化循环流化床燃烧室6用于加强混合，保证充分燃烧。在高温氧化循环流化床燃烧室6内，采用分级燃烧(二次风以下是缺氧燃烧，二次风以上是富氧燃烧)控制NOx排放，NOx排放浓度可低于200mg/m3。通过添加石灰石，当Ca/S＝2.0时，可脱除80％以上的SO2，同时保证废液中的有毒有害有机物彻底焚毁，有机物的焚毁去除率大于99.99％。从高温氧化循环流化床燃烧室出口进入尾部烟道，依次布置高温过热器14、高温空气预热器15、低温过热器16、省煤器17、低温空气预热器18和低温空气预热器24。排气温度为140～150℃进入除尘器和烟囱后排入大气。产生的3.82MPa、450℃过热蒸汽可用于发电，配3000KW-12000KW发电机组。日处理200t以下有机废液时产生的1.6～2.45MPa饱和蒸汽可用于供暖和生产用汽，蒸汽量≤20t/h。
Claims (4)
1、处理高浓度有机废液的双温双床气化氧化流化床焚烧炉，它包含低温气化流化床(50)、高温氧化循环流化床(60)、旋风分离器(3)、第一回料装置(4)、低温烟道(21)、高温旋风分离器(11)、第二回料装置(12)、高温排气烟道(23)、高温空气预热器(15)、省煤器(17)、第一低温空气预热器(18)、第二低温空气预热器(24)、二次空气管道(28)、一次空气管道(29)、高温空气管道(30)；其特征在于旋风分离器(3)上部的一侧与低温气化流化床(50)的上部固定连接，旋风分离器(3)的下端与第一回料装置(4)的一侧固定连接，第一回料装置(4)的另一侧与低温气化流化床(50)的下部固定连接，低温烟道(21)的一端与旋风分离器(3)的上端固定连接，低温烟道(21)的另一端与高温氧化循环流化床(60)的下部相连接，高温旋风分离器(11)上部的一侧与高温氧化循环流化床(60)的上部一侧固定连接，高温旋风分离器(11)的下端与第二回料装置(12)的一侧固定连接，第二回料装置(12)的另一侧与高温氧化循环流化床(60)的下部固定连接，高温排气烟道(23)的入口与高温旋风分离器(11)的上端固定连接，高温空气预热器(15)设置在高温排气烟道(23)内的上部，第一低温空气预热器(18)和第二低温空气预热器(24)分别设置在高温排气烟道(23)内的下部，二次空气管道(28)的两端与高温氧化循环流化床(60)和第一低温空气预热器(18)相连接，一次空气管道(29)的两端与高温氧化循环流化床(60)和第二低温空气预热器(24)相连接，省煤器(17)固定在第一低温空气预热器(18)上侧的高温排气烟道(23)内，省煤器(17)与高温氧化循环流化床(60)的上部相连接，高温空气管道(30)的两端分别与高温空气预热器(15)和低温气化流化床(50)的下部相连接。
2、根据权利要求1所述的处理高浓度有机废液的双温双床气化氧化流化床焚烧炉，其特征在于低温气化流化床(50)由炉体(32)、石灰仓及给料装置(19)、第一排灰管(25)、辅助燃烧器(20)、布风板(31)、废液喷枪(51)组成；布风板(31)固定在炉体(32)内的下部，第一排灰管(25)的上端与布风板(31)的下侧固定连接，第一排灰管(25)的下端设在炉体(32)下端的外侧，布风板(31)的下侧与炉体(32)内的底部空间形成流化床风室(5)，布风板(31)的上侧与炉体(32)内的中部空间形成流化床密相区(1)，炉体(32)内的上部空间形成流化床稀相区(2)，辅助燃烧器(20)固定在流化床风室(5)外壁上，石灰仓及给料装置(19)固定在流化床密相区(1)上部的炉体(32)的外壁上，辅助燃烧器(20)的外端与高温空气管道(30)的一端相连接，废液喷枪(51)固定在流化床密相区(1)外的炉体(32)上。
3、根据权利要求1所述的处理高浓度有机废液的双温双床气化氧化流化床焚烧炉，其特征在于高温氧化循环流化床(60)由床体(33)、流化床布风板(34)、第二排灰管(26)、水冷壁(9)、汽包(10)、煤斗及送煤装置(22)、旋转二次风口(7)、旋转烟气入口(8)组成，流化床布风板(34)固定在床体(33)内的下部，第二排灰管(26)的上端与流化床布风板(34)的下侧固定连接，第二排灰管(26)的下端设在炉体(33)下端的外侧，流化床布风板(34)的下侧与床体(33)内的底部之间形成空气风室(13)，流化床布风板(34)上侧的床体(33)内形成高温氧化循环流化床燃烧室(6)，旋转烟气入口(8)固定在流化床布风板(34)上侧的床体(33)内，并与低温烟道(21)相连通，一次空气管道(29)与床体(33)内的空气风室(13)相连通，煤斗及送煤装置(22)固定在旋转烟气入口(8)与流化床布风板(34)之间的床体(33)的外壁上，旋转二次风口(7)固定在旋转烟气入口(8)上侧的床体(33)内并与二次空气管道(28)相连通，水冷壁(9)固定在旋转二次风口(7)上侧的床体(33)内，冷水壁(9)与床体(33)外部的汽包(10)相连通，汽包(10)与省煤器(17)由管道(27)相连接。
4、根据权利要求1所述的处理高浓度有机废液的双温双床气化氧化流化床焚烧炉，其特征在于在高温旋风分离器(11)与高温空气预热器(15)之间的高温排气烟道(23)上增加有高温过热器(14)，在高温空气预热器(15)与低温空气预热器(18)之间的高温排气烟道(23)上增加有低温过热器(16)和省煤器(17)。
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