CN207227049U - 一种高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统，属于废物资源化利用技术领域，包括滚筒式喷雾预浓缩器和圆盘气化机，滚筒式喷雾预浓缩器内滚筒及圆盘气化机盘片均为中空式结构，中空式结构内流动介质为高温熔盐，废液经预浓缩形成盐渣后进入圆盘气化机进行气化脱毒，最终形成结晶盐产品。本实用新型的系统利用有机物高温(350‑560℃)气化原理，在滚筒式喷雾预浓缩器及惰性气氛下的圆盘气化机中实现高浓度有机含盐废液中的有机物和盐类的彻底分离，形成的结晶盐可以作为工业盐原料，有机蒸气返回焚烧炉焚烧；可嵌入危险废物焚烧系统中，有效降低高浓度有机含盐废液处理成本，避免了结晶盐沾染烟气中污染物的问题。

Description

一种高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统

技术领域

本实用新型属于废物资源化利用技术领域，具体涉及一种高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统。

背景技术

高浓度有机含盐废液一般指COD>100,000mg/L，含盐量>10,000mg/L的废液，一般产生于农药、医药等精细化工行业的废水蒸发浓缩、膜分离等工段，属于极难处理的有机工业废液。

针对高浓度有机含盐废液含盐量高，可生化性差的特点，国内外众多学者已开展了大量探索性研究。主要方法可分为膜分离法、吸附法、化学氧化法和热处理法等。其中膜分离法、吸附法、化学氧化法均为预处理方法，且都有二次危废产生。当前国内外高浓度有机含盐废液的热处理技术主要包括废液焚烧、蒸发结晶、热解气化等工艺。焚烧技术可以充分利用高含盐有机废液中的热值，但由于操作温度过高，易出现炉体结焦、结渣现象，盐分进入熔渣中后无法资源化利用，是一种终端热处理技术。蒸发结晶是在相对较低温度下进行的，以提高高含盐有机废液可生化性为目的的热处理技术，操作简单、能耗较低。但无法实现结晶盐的彻底解毒，综合处置成本较高。

彻底分离高浓度有机含盐废液中的有机物和盐分是是实现该种废液资源化利用处置的关键。要想使废液中的有机物和盐分彻底分离，首先要创造条件使盐分结晶，结晶过程的实质是将稀溶液变成过饱和溶液，从而析出结晶。使废液达到过饱和有两种方法，一种是冷却，使溶质因溶解度下降而达到过饱和，往往要耗费大量的电能；另一种是加热，使溶剂蒸发，常规的蒸发单元操作温度为100℃左右，虽然达到了蒸发水分的目的，但是废液中大量的有机毒物因为沸点较高，无法蒸发而残留在母液或结晶体中，从而带来晶体浸出毒性超标问题。加热温度进一步提高到800-1100℃即为焚烧处理工艺，虽然可以彻底分解废液中有机物，但在焚烧过程中容易形成二噁英等高毒物质，高温还会导致废液中盐分熔融结焦，影响焚烧炉的稳定运行。

热解过程是指在没有空气或通入惰性载气的条件下，将物质中大分子内部结构中的化学键通过热能切断，从而生成低分子量的气体和液体物质。热解技术已经被广泛应用于生物质、污泥、餐厨废物等固体废物的资源化处理。利用热解气化技术，高浓度有机含盐废液中的水和有机物在合适的高温下形成气化蒸汽从废液中挥发出来，废液中盐分因此而结晶析出。其与焚烧处理最大的区别就是热解气化过程是在无氧气氛下进行的，可以避免二噁英等高毒物质的二次合成；其次，热解气化温度往往低于盐分的熔融温度，避免了炉体结焦现象的产生。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于提供一种高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统，其利用滚筒式喷雾预浓缩器、圆盘气化机和间接式回转窑灼烧炉组合工艺进行高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒的系统，克服现行处理工艺二次危废量大、运行不稳定的问题；利用滚筒式喷雾预浓缩器、圆盘气化机和间接式回转窑灼烧炉处理高浓度有机含盐废液，不仅脱毒率高、二次污染小，而且新增能耗小、再生产品利用价值高。

技术方案：为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统，包括滚筒式喷雾预浓缩器，在所述的滚筒式喷雾预浓缩器上方设有雾化喷头，雾化喷头经废液输送泵与废液储罐相连，高浓度有机含盐废液储存在废液储罐中；所述的滚筒式喷雾预浓缩器的顶部与第一旋风分离器相连，第一旋风分离器经引风机与间接冷凝器相连；在所述的滚筒式喷雾预浓缩器内设有转动的滚筒；在所述的滚筒式喷雾预浓缩器的底部设置刮刀，在刮刀的下方设置预浓缩盐渣收集罐，预浓缩盐渣收集罐与布料器相连，布料器设置在圆盘气化机内的顶部；在所述的圆盘气化机内设有若干加热盘片，在每层加热盘片上方安装有搅拌刮片，预浓缩盐渣由布料器均匀布料后落入最上层加热盘片上，预浓缩盐渣在盘片空腔内高温熔盐的间接加热下逐渐脱除有机物和水分，残余的固态盐被搅拌刮片刮至加热盘片边缘后跌落至下一层加热盘片，最终形成结晶盐从圆盘气化机底部出料口排出进入结晶盐收集罐；在所述的圆盘气化机顶部设有出气口，该出气口与第二旋风分离器相连通，第二旋风分离器与回燃引风机相连。

所述的滚筒和加热盘片均为中空式结构，中空式结构内流动介质为高温熔盐。

所述的加热盘片进口与熔盐加热器出口相连，加热盘片出口与滚筒进口相连，滚筒的出口与熔盐加热器进口相连，形成熔盐循环回路，在熔盐循环回路中设有熔盐循环泵。

所述的加热盘片进口温度控制为350-560℃，为圆盘气化机提供热量后，熔盐进入滚筒式喷雾预浓缩器，滚筒进口熔盐温度控制为150-350℃，为滚筒式喷雾预浓缩器提供热量后熔盐返回熔盐加热器；熔盐回流入熔盐加热炉后利用原焚烧系统二燃室出口烟气余热再度加热后为圆盘气化机和滚筒式喷雾预浓缩器循环供热。

所述的搅拌刮片通过旋转电机驱动，刮动加热盘片上的预浓缩盐渣。

所述的旋转电机设置在圆盘气化机的顶部。

所述的在圆盘气化机底部设置结晶盐收集罐。

所述的圆盘干化机中排出的气化蒸气进入第二旋风分离器，部分未在圆盘干化机中被收集的结晶盐被捕捉下来，有机蒸气随后通过回燃引风机进入焚烧炉二燃室高温分解，并经焚烧炉尾气处理系统净化后排空。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的一种高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统利用有机物高温(350-560℃)气化原理，在滚筒式喷雾预浓缩器及惰性气氛下的圆盘气化机中实现高浓度有机含盐废液中的有机物和盐类的彻底分离，形成的结晶盐可以作为工业盐原料，有机蒸气返回焚烧炉焚烧；通过高浓度有机含盐废液气化技术嵌入危险废物焚烧系统中，利用危险废物焚烧炉的烟气余热、高温以及尾气处理系统，有效降低高浓度有机含盐处理成本；利用焚烧炉的热烟气加热熔盐，而废液气化热量由熔盐间接传热而来，避免了直接换热设备容易出现的结晶盐沾染烟气中污染物的问题。

附图说明

图1是高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统的系统图；

图2是高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型。

如图1所示，附图标记为：滚筒式喷雾预浓缩器1、预浓缩盐渣收集罐2、第一旋风分离器3、引风机4、废液储罐5、废液输送泵6、雾化喷头7、间接冷凝器8、滚筒9、刮刀10、圆盘气化机11、加热盘片12、结晶盐收集罐13、第二旋风分离器14、回燃引风机15、旋转电机16、熔盐加热器17、布料器18、搅拌刮片19和熔盐循环泵20。

如图1所示，高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统，包括滚筒式喷雾预浓缩器1，在滚筒式喷雾预浓缩器1上方设有雾化喷头7，滚筒式喷雾预浓缩器1的雾化喷头7经废液输送泵6与废液储罐5相连。高浓度有机含盐废液储存在废液储罐5中，通过废液输送泵6输送后，经雾化喷头7的作用下以雾化状态进入滚筒式喷雾预浓缩器1。

滚筒式喷雾预浓缩器1的顶部与第一旋风分离器3相连，第一旋风分离器3经引风机4与间接冷凝器8相连；在滚筒式喷雾预浓缩器1的底部设置刮刀10，在刮刀10的下方设置预浓缩盐渣收集罐2。

在滚筒式喷雾预浓缩器1内设有转动的滚筒9，滚筒9为中空式结构，空腔内流动介质为高温熔盐。高浓度有机废液雾滴在滚筒9表面形成料膜后被滚筒9内流动的熔盐加热，废液中的水分和部分有机物形成蒸发气从滚筒式喷雾预浓缩器1顶部排入第一旋风分离器3，第一旋风分离器3收集的预浓缩盐渣落入预浓缩盐渣收集罐2内，剩余蒸发气在引风机4的作用下进入间接冷凝器8，不凝结气送入焚烧炉高温分解，凝结液送污水处理设施处理达标后排放。残余的预浓缩盐渣被刮刀10刮离滚筒9表面跌落至预浓缩盐渣收集罐2内。

预浓缩盐渣收集罐2与布料器18相连，布料器18设置在圆盘气化机11内的顶部。在圆盘气化机11内设有若干加热盘片12，预浓缩盐渣由布料器18均匀布料后落入最上层加热盘片12上，加热盘片12为中空式结构，空腔内流动介质为高温熔盐。在每层加热盘片12上方安装有搅拌刮片19，搅拌刮片19在旋转电机16带动下刮动加热盘片12上的废液；旋转电机16设置在圆盘气化机11的顶部。

在圆盘气化机11顶部设有出气口，该出气口与第二旋风分离器14相连通，第二旋风分离器14与回燃引风机15相连。在被刮动的同时，盐渣和加热盘片12空腔内流动的高温熔盐进行间接换热，盐渣中的有机物和水分逐渐形成气化蒸气从圆盘气化机11顶部出气口排出；残余的固态盐被刮片刮至加热盘片12边缘后跌落至下一层加热盘片12，继续进行有机物和水分的气化过程。最终废液中有机物和水分完全气化后形成结晶盐进入圆盘气化机11底部结晶盐收集罐13中。气化蒸气从圆盘气化机11中排出后进入第二旋风分离器14，部分未在圆盘气化机11中被收集的细微粒径的结晶盐在这里被捕捉下来，有机蒸气随后通过回燃引风机15进入焚烧炉二燃室高温分解，并经焚烧炉尾气处理系统净化后排空。

加热盘片12进口与熔盐加热器17出口相连，加热盘片12出口与滚筒9进口相连，滚筒9的出口与熔盐加热器17进口相连，形成熔盐循环回路，在熔盐循环回路中设有熔盐循环泵20。

如图2所示，高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒方法，包括如下步骤：

1)高浓度有机含盐废液储存在废液储罐5中，通过废液输送泵6输送后，经雾化喷头7的作用形成液滴进入滚筒式喷雾预浓缩器1；

2)在滚筒式喷雾预浓缩器1内设有转动的滚筒9，高浓度有机废液雾滴在滚筒9表面形成料膜后被滚筒9内流动的熔盐加热，废液中的水分和部分有机物形成蒸发气从滚筒式喷雾预浓缩器1顶部排入第一旋风分离器3，第一旋风分离器3收集的预浓缩盐渣落入预浓缩盐渣收集罐2内，利用间接冷凝器8将蒸发气中水分冷凝下来，形成凝结液送污水处理设施处理达标后排放，不凝结气送入焚烧炉高温分解；残余的预浓缩盐渣被刮刀10刮离滚筒9表面跌落至预浓缩盐渣收集罐2内；

3)预浓缩盐渣收集罐2内的预浓缩盐渣由布料器18均匀布料后落入最上层加热盘片12上，在被刮动的同时，盐渣和加热盘片12空腔内流动的高温熔盐进行间接换热，盐渣中的有机物和水分逐渐形成气化蒸气从圆盘气化机11顶部出气口排出；残余的固态盐被加热盘片12逐级加热后，继续进行有机物和水分的气化过程；最终废液中有机物和水分完全气化后形成结晶盐进入圆盘气化机11底部结晶盐收集罐13中；气化蒸气从圆盘气化机11中排出后进入第二旋风分离器14，捕捉部分未被圆盘气化机11收集的结晶盐，有机蒸气随后通过回燃引风机15进入焚烧炉二燃室高温分解，并经焚烧炉尾气处理系统净化后排空。

圆盘气化机11内熔盐进口温度控制为350-560℃，为圆盘气化机11提供热量后，熔盐进入滚筒式喷雾预浓缩器1，滚筒式喷雾预浓缩器1熔盐进口温度控制为150-350℃，为滚筒式喷雾预浓缩器1提供热量后熔盐返回熔盐加热器17。

回转窑焚烧废物产生900℃左右高温烟气，从窑尾进入二燃室。二燃室内喷入轻质柴油将烟气温度提升至1100℃左右，随后高温烟气进入余热锅炉，余热锅炉高温烟气的余热产生水蒸气，出口烟气温度降至550℃左右。熔盐炉设置在二燃室之后、余热锅炉之前。

圆盘气化机11内熔盐进口温度控制范围350-560℃，温度过低废液中有机组分气化不完全，温度过高会造成盐分中碱金属结焦。滚筒式喷雾预浓缩器1顶部废液进料速率控制在0.1-1m³/h，预浓缩盐渣含水率控制在30-50％，保证圆盘气化机11密封良好，内部维持无氧气氛。正式运行开始前进行预热，将熔盐加热器17和熔盐循环泵20启动，使用纯水替代废液进入滚筒式喷雾预浓缩器1内作为预热阶段的浓缩介质。当滚筒式喷雾预浓缩器1内温度升至200℃并稳定1h后将纯水切换为高浓度有机含盐废液，开始正式处理废液。

Claims (8)

1.高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统，其特征在于：包括滚筒式喷雾预浓缩器，在所述的滚筒式喷雾预浓缩器上方设有雾化喷头，雾化喷头经废液输送泵与废液储罐相连，高浓度有机含盐废液储存在废液储罐中；所述的滚筒式喷雾预浓缩器的顶部与第一旋风分离器相连，第一旋风分离器经引风机与间接冷凝器相连；在所述的滚筒式喷雾预浓缩器内设有转动的滚筒；在所述的滚筒式喷雾预浓缩器的底部设置刮刀，在刮刀的下方设置预浓缩盐渣收集罐，预浓缩盐渣收集罐与布料器相连，布料器设置在圆盘气化机内的顶部；在所述的圆盘气化机内设有若干加热盘片，在每层加热盘片上方安装有搅拌刮片，预浓缩盐渣由布料器均匀布料后落入最上层加热盘片上，并被搅拌刮片刮至加热盘片边缘后跌落至下一层加热盘片；在所述的圆盘气化机顶部设有出气口，该出气口与第二旋风分离器相连通，第二旋风分离器与回燃引风机相连。

2.根据权利要求1所述的高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统，其特征在于：所述的滚筒和加热盘片均为中空式结构，中空式结构内流动介质为高温熔盐。

3.根据权利要求1所述的高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统，其特征在于：所述的加热盘片进口与熔盐加热器出口相连，加热盘片出口与滚筒进口相连，滚筒的出口与熔盐加热器进口相连，形成熔盐循环回路，在熔盐循环回路中设有熔盐循环泵。

4.根据权利要求3所述的高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统，其特征在于：所述的加热盘片进口温度控制为350-500℃，为圆盘气化机提供热量后，熔盐进入滚筒式喷雾预浓缩器，滚筒进口熔盐温度控制为150-350℃，为滚筒式喷雾预浓缩器提供热量后熔盐返回熔盐加热器；熔盐回流入熔盐加热炉后利用原焚烧系统二燃室出口烟气余热再度加热后为圆盘气化机和滚筒式喷雾预浓缩器循环供热。

5.根据权利要求1所述的高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统，其特征在于：所述的搅拌刮片通过旋转电机驱动，刮动加热盘片上的预浓缩盐渣。

6.根据权利要求1所述的高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统，其特征在于：所述的旋转电机设置在圆盘气化机的顶部。

7.根据权利要求1所述的高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统，其特征在于：所述的在圆盘气化机底部设置结晶盐收集罐。

8.根据权利要求1所述的高浓度有机含盐废液分段式气化脱毒系统，其特征在于：所述的圆盘干化机中排出的气化蒸气进入第二旋风分离器，部分未在圆盘干化机中被收集的结晶盐被捕捉下来，有机蒸气随后通过回燃引风机进入焚烧炉二燃室高温分解，并经焚烧炉尾气处理系统净化后排空。