CN211273317U - 高含盐、高浓度有机残液的等离子裂解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高含盐、高浓度有机残液的等离子裂解装置，包括第一等离子裂解发生器、炉膛、残液余热回收器和空气余热回收器，残液经残液余热回收器加热并气化后通入第一等离子裂解发生器裂解，经裂解后的裂解气进入炉膛，裂解气中气化后的无机盐在炉膛内冷凝成熔融的盐液落入熔盐液封区，再通过等离子辅助加热区后由排出区的盐液出口排出；裂解气中的其他气体从炉膛出气口排出，再依次进入残液余热回收器和空气余热回收器进行余热回收后排出。本实用新型适合处理高含盐、高浓度有机残液，在高温下熔盐形成玻璃体，彻底无害化且无二噁英产生；能够连续稳定的排盐，系统不易堵塞，能长期稳定运行。

Description

高含盐、高浓度有机残液的等离子裂解装置

技术领域

本实用新型涉及残液处理领域，尤其是涉及一种高含盐浓度有机残液的等离子裂解装置。

背景技术

随着社会经济和现代工业的发展，对于日益增多的各种废弃物的处理已经成为各国必须面对的环保问题，有毒有害的危险废弃物处理已经成为各国政府头疼的大课题，也是关系到人类发展与生态环境的难题。

这些废弃物中最难处理的是在化工生产、医药中间体合成过程中产生的高含盐、高浓度有机残液。这些残液具有有机物含量高，热值高；毒性大，对环境污染严重；难降解，常规方法很难处理；成分复杂，无害化难度大等特点。

传统的物理处理法，化学处理法，物理化学处理法，生物处理法等都难以处理，只能采用焚烧进行处理。

从上世纪60年代起，西欧、日本等发达国家普遍采用焚烧来处理这些废弃物，近年来我国也开始引进、生产焚烧设备。焚烧可使垃圾体积变小，但产生的二噁英一直备受关注的焦点。国际环保机构曾经发表了《焚烧炉与人类健康》的报告，对二噁英与焚烧炉的关系作了进一步专门的研究。报告称，在80年代至90年代初，焚烧炉已经成为二噁英排放的主要源头，估计约占各工业二噁英排放总量的40～80％，由于记录和统计方法有漏洞，实际数字可能更高。

同时传统的焚烧工艺使用明火去焚烧含盐残液，由于火焰温度在1000℃左右，导致废水中的无机盐熔融，而熔盐在排盐口处温度降低又会凝固，导致排盐管路堵塞，难以稳定排盐。

实用新型内容

本实用新型为了解决目前高含盐、高浓度的有机残液在处理时不但会产生二噁英，而且排盐不稳定的问题，为此提供了一种高含盐、高浓度有机残液的等离子裂解装置，包括第一等离子裂解发生器1、炉膛2、残液余热回收器3和空气余热回收器4，在炉膛2的顶部开设有炉膛出气口，炉膛2内的底部依次设有熔盐液封区7、等离子辅助加热区8和排出区9，在熔盐液封区上方还开设有炉膛进气口，第一等离子裂解发生器1的出气口与炉膛进气口连接，排出区设有盐液出口；

第一等离子裂解发生器1的等离子火炬旁开设有残液蒸汽入口，第一等离子裂解发生器1的顶部开设有第一出气口，第一出气口与炉膛进气口连接；

在残液余热回收器3内设有残液通道和第一裂解气通道，残液通道和第一裂解气通道紧靠相邻且不连通；在第一裂解气通道的两端开设有第二进气口和第二出气口，在残液通道的两端开设有残液入口和残液蒸汽出口；

在空气余热回收器4内设有空气通道和第二裂解气通道，空气通道和第二裂解气通道紧靠相邻且不连通，在第二裂解气通道的两端开设有第三进气口和第三出气口，在空气通道的两端开设有空气入口和空气出口；

炉膛出气口与第二进气口连接，第二出气口与第三进气口连接，残液蒸汽出口与残液蒸汽入口连接。

残液经残液余热回收器3加热并气化至300℃后直接喷入第一等离子裂解发生器1的等离子火炬上，在第一等离子裂解发生器内，残液中的有机物裂解成单元物质、无机盐汽化，这些物质和过热蒸汽形成，经裂解后的裂解气进入炉膛2，裂解气中气化后的无机盐在炉膛2内冷凝成熔融的盐液落入熔盐液封区，再通过等离子辅助加热区后由排出区的盐液出口排出；裂解气中的其他气体(如：CO₂、H₂O、NO₂、SO₃等)从炉膛出气口排出，炉膛出气口排出的裂解气进入第一裂解气通道，与残液通道内进入的残液换热后排出并进入空气余热回收器3，裂解气与空气通道内进入的常温空气换热后温度降至600℃以下排出，常温空气被加热至300℃后通入炉膛2中段，空气中的O与残液裂解的C、H、N、S等单原子物质重组生成稳定的CO₂、H₂O、NO₂、SO₃等稳定的氧化物。

第一等离子裂解发生器1为细长的管状结构，第一等离子裂解发生器1底部的等离子火炬内焰温度为7000℃，外焰温度为5000℃，第一等离子裂解发生器1顶部的裂解气排出口温度为2000℃。炉膛中靠近底部熔盐部分处的温度在1500℃左右，炉膛中段温度在1200℃左右，炉膛顶部出气口位置温度在1100℃左右。

本实用新型高含盐、高浓度有机残液的等离子裂解装置，炉膛为L形的结构，炉膛2内的底部由两块液封挡板5隔出熔盐液封区、等离子辅助加热区和排出区，其中一块隔出熔盐液封区和等离子辅助加热区的液封挡板由炉膛2的底部向上设置，该块液封挡板的上端不与炉膛2内壁接触；另一块隔出等离子辅助加热区和排出区的液封挡板则由上向下设置在L形炉膛底部突出的部分的内壁上，该块液封挡板的下端不与炉膛2底接触，且该块液封挡板的下端低于盐液出口。由于等离子炉在工作时处于负压运行状态，熔融的盐液和两块液封挡板配合之后可与炉膛负压形成液封，当形成的熔融的盐液过多，并超过盐液出口的高度时，多余的盐就会自动从盐液出口流出。因此，通过盐液进行液封有两个好处，一个是盐可以自动熔融流动排出炉体，另一个则是排盐口处会与炉体外空气形成隔绝，防止炉温下降。

在L形炉膛2底部突出的部分上还倒装有第二等离子裂解发生器6，第二等离子裂解发生器6的等离子火炬直接在等离子辅助加热区的上方燃烧，温度在1500-1800℃，来维持排盐系统一直处于1000℃的高温，以防止排盐口冷却结晶堵塞。

本实用新型高含盐、高浓度有机残液的等离子裂解装置，第一等离子裂解发生器1为细长的管状结构，第一等离子裂解发生器1底部的等离子火炬内焰温度为7000℃，外焰温度为5000℃，内焰温度高于外焰，第一等离子裂解发生器1顶部的裂解气排出口温度为2000℃。炉膛中靠近底部熔盐部分处的温度在1500℃左右，炉膛中段温度在1200℃左右，炉膛顶部出气口位置温度在1100℃左右。

本实用新型的有益效果是：

1、残液裂解充分且环保，无二噁英生成；

2、适合处理高含盐、高浓度有机残液，在高温下熔盐形成玻璃体，彻底无害化；

3、能够连续稳定的排盐，系统不易堵塞，能长期稳定运行。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

在描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示的一种高含盐、高浓度有机残液的等离子裂解装置，包括第一等离子裂解发生器1、炉膛2、残液余热回收器3和空气余热回收器4，在炉膛2的顶部开设有炉膛出气口，炉膛2内的底部依次设有熔盐液封区7、等离子辅助加热区8和排出区9，在熔盐液封区上方还开设有炉膛进气口，第一等离子裂解发生器1的出气口与炉膛进气口连接，排出区设有盐液出口；

第一等离子裂解发生器1的等离子火炬旁开设有残液蒸汽入口，第一等离子裂解发生器1的顶部开设有第一出气口，第一出气口与炉膛进气口连接；

在残液余热回收器3内设有残液通道和第一裂解气通道，残液通道和第一裂解气通道紧靠相邻且不连通；在第一裂解气通道的两端开设有第二进气口和第二出气口，在残液通道的两端开设有残液入口和残液蒸汽出口；

在空气余热回收器4内设有空气通道和第二裂解气通道，空气通道和第二裂解气通道紧靠相邻且不连通，在第二裂解气通道的两端开设有第三进气口和第三出气口，在空气通道的两端开设有空气入口和空气出口；

炉膛出气口与第二进气口连接，第二出气口与第三进气口连接，残液蒸汽出口与残液蒸汽入口连接。

残液经残液余热回收器3加热并气化至300℃后直接喷入第一等离子裂解发生器1的等离子火炬上，在第一等离子裂解发生器内，残液中的有机物裂解成单元物质、无机盐汽化，这些物质和过热蒸汽形成，经裂解后的裂解气进入炉膛2，裂解气中气化后的无机盐在炉膛2内冷凝成熔融的盐液落入熔盐液封区，再通过等离子辅助加热区后由排出区的盐液出口排出；裂解气中的其他气体(如：CO₂、H₂O、NO₂、SO₃等)从炉膛出气口排出，炉膛出气口排出的裂解气进入第一裂解气通道，与残液通道内进入的残液换热后排出并进入空气余热回收器3，裂解气与空气通道内进入的常温空气换热后温度降至600℃以下排出，常温空气被加热至300℃后通入炉膛2中段，空气中的O与残液裂解的C、H、N、S等单原子物质重组生成稳定的CO₂、H₂O、NO₂、SO₃等稳定的氧化物，这些氧化物再从炉膛出气口排出，进入残液余热回收器。

第一等离子裂解发生器1为细长的管状结构，第一等离子裂解发生器1底部的等离子火炬内焰温度为7000℃，外焰温度为5000℃，内焰温度高于外焰，第一等离子裂解发生器1顶部的裂解气排出口温度为2000℃。

所述炉膛为L形的结构，炉膛2内的底部由两块液封挡板5隔出熔盐液封区、等离子辅助加热区和排出区，炉膛中靠近底部熔盐部分处的温度在1500℃左右，炉膛中段温度在1200℃左右，炉膛顶部出气口位置温度在1100℃左右。其中一块隔出熔盐液封区和等离子辅助加热区的液封挡板由炉膛2的底部向上设置，该块液封挡板的上端不与炉膛2内壁接触；另一块隔出等离子辅助加热区和排出区的液封挡板则由上向下设置在L形炉膛底部突出部分的内壁上，该块液封挡板的下端不与炉膛2底接触，且该块液封挡板的下端低于盐液出口。由于等离子炉在工作时处于负压运行状态，熔融的盐液和两块液封挡板配合之后可与炉膛负压形成液封，当形成的熔融的盐液过多，并超过盐液出口的高度时，多余的盐就会自动从盐液出口流出。因此，通过盐液进行液封有两个好处，一个是盐可以自动熔融流动排出炉体，另一个则是排盐口处会与炉体外空气形成隔绝，防止炉温下降。

在L形炉膛2底部突出的部分上还倒装有第二等离子裂解发生器6，第二等离子裂解发生器6的等离子火炬直接在等离子辅助加热区的上方燃烧，温度在1500-1800℃，来维持排盐系统一直处于1000℃的高温，以防止排盐口冷却结晶堵塞。

上述依据本实用新型为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种高含盐、高浓度有机残液的等离子裂解装置，其特征在于，包括第一等离子裂解发生器(1)、炉膛(2)、残液余热回收器(3)和空气余热回收器(4)，在炉膛(2)的顶部开设有炉膛出气口，炉膛(2)内的底部依次设有熔盐液封区(7)、等离子辅助加热区(8)和排出区(9)，在熔盐液封区(7)上方还开设有炉膛进气口，排出区设有盐液出口；

第一等离子裂解发生器(1)的等离子火炬旁开设有残液蒸汽入口，第一等离子裂解发生器(1)的顶部开设有第一出气口，第一出气口与炉膛进气口连接；

在残液余热回收器(3)内设有残液通道和第一裂解气通道，残液通道和第一裂解气通道相邻且不连通；在第一裂解气通道的两端开设有第二进气口和第二出气口，在残液通道的两端开设有残液入口和残液蒸汽出口；

在空气余热回收器(4)内设有空气通道和第二裂解气通道，空气通道和第二裂解气通道相邻且不连通，在第二裂解气通道的两端开设有第三进气口和第三出气口，在空气通道的两端开设有空气入口和空气出口；

炉膛出气口与第二进气口连接，第二出气口与第三进气口连接，残液蒸汽出口与残液蒸汽入口连接。

2.根据权利要求1所述的高含盐、高浓度有机残液的等离子裂解装置，其特征在于，炉膛(2)内的底部由两块液封挡板(5)隔出熔盐液封区(7)、等离子辅助加热区(8)和排出区(9)，其中一块液封挡板由炉膛(2)的底部向上设置，该块液封挡板的上端不与炉膛(2)内壁接触；另一块液封挡板由上向下设置，该块液封挡板的下端不与炉膛(2)底接触，且该块液封挡板的下端低于盐液出口。

3.根据权利要求2所述的高含盐、高浓度有机残液的等离子裂解装置，其特征在于，炉膛(2)为L形，在L形炉膛(2)底部突出的部分上还装有第二等离子裂解发生器(6)，第二等离子裂解发生器(6)的等离子火炬直接在等离子辅助加热区的上方燃烧。

4.根据权利要求2所述的高含盐、高浓度有机残液的等离子裂解装置，其特征在于，由上向下设置的液封挡板，其顶部设置在L形炉膛(2)突出部分的内壁上。

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