CN220351767U - 一种有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，涉及到废水处理技术领域，包括喷雾蒸发室、急冷换热器、燃烧室、喷氨混合室、还原剂计量系统、催化反应器和预换热器，喷雾蒸发室连接急冷换热器和预换热器，急冷换热器连接燃烧室和喷氨混合室，喷氨混合室连接还原剂计量系统和催化反应器，催化反应器与预换热器连接。本实用新型中，能够最大化的实现烟气中的热能的回收，通过控制燃烧室的温度和烟气急冷，有效地较少了二噁英的再合成，其次，通过催化反应器的设置，能够将烟气中的剩余污染物净化并达标排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及到有机废水处理技术领域，尤其涉及到一种有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置。
背景技术
有机废水就是以有机污染物为主的废水，有机废水如处理不当不但会造成水质富营养化，还会影响水资源安全，危害比较大。例如，含酚污水作为有机废水中的一种。其中，含酚污水主要来源于煤气站煤气净化过程中的间接冷却器的冷凝水和水封用水，由酚类、氰化物、焦油、悬浮物等有害物质组成，简称为酚水。其中酚类以苯酚含量最高，其次还有间对甲酚。酚水目前最常用的处理工艺是高温燃烧法，即将含酚污水喷入焚烧炉，使酚类有机物在850～1100℃左右的高温下，发生氧化反应，最终生成CO2和H2O排放。例如现有技术201720324641.1中公开了一种煤气站酚水处理装置，通过将酚水通入到窑炉刚玉焚烧室进行焚烧气化，并经过辊道窑高温分解酚水，产生CO2和H2O，由窑炉风机直接排放。
然而，该现有技术中存在以下技术缺陷：该现有技术中将焚烧气化后的酚水高温分解后直接进行排放，但是由于酚水中含有二噁英合成的前体(氯和苯)，酚水燃烧气化过后经过高温分解和排放过程中容易合成大量的二噁英。而二噁英是一种具有较强生物毒性的有机化合物，具有不可逆的“致畸、致癌、致突变”毒性，其一旦渗透到环境之中，就很难自然降解消除。一旦控制不当，对大气环境将造成不可估量的负面影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，用于解决上述技术问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，包括喷雾蒸发室、急冷换热器、燃烧室、喷氨混合室、还原剂计量系统、催化反应器和预换热器，所述喷雾蒸发室连接所述急冷换热器和所述预换热器，所述急冷换热器连接所述燃烧室和所述喷氨混合室，所述喷氨混合室连接所述还原剂计量系统和所述催化反应器，所述催化反应器与所述预换热器连接。
作为优选，还包括废水过滤计量系统，所述废水过滤计量系统的出液口与所述喷雾蒸发室的第一进口连通。
作为优选，所述喷雾蒸发室的出口与所述急冷换热器的第一进口连通，所述急冷换热器的第一出口与所述燃烧室的进口连通，所述燃烧室的出口与所述急冷换热器的第二进口连通，所述急冷换热器的第二出口与所述喷氨混合室的第一进口连通。
作为优选，所述喷氨混合室的第二进口与所述还原剂计量系统连通。
作为优选，所述喷氨混合室的出口与所述催化反应器的进口连通，所述催化反应器的出口与所述预换热器第一进口连通。
作为进一步的优选，所述预换热器的第二进口与外部空气连通，所述预换热器的第一出口与外部连通，所述预换热器的第二出口与所述喷雾蒸发室的第二进口连通。
作为进一步的优选，还包括废水喷枪，所述喷雾蒸发室的第一进口处设有所述废水喷枪，所述废水过滤计量系统的出液口与所述废水喷枪连接。
作为进一步的优选，还包括加热器和蓄热层，所述燃烧室内靠近所述燃烧室的进口位置设有所述加热器，所述燃烧室内还设有所述蓄热层。
作为进一步的优选，还包括还原剂喷枪，所述喷氨混合室的第二进口处设有所述还原剂喷枪，所述喷氨混合室的第二进口与所述还原剂喷枪连接。
作为进一步的优选，还包括催化剂，所述催化反应器内部填充有所述催化剂。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
本实用新型中，能够最大化的实现烟气中的热能的回收，通过控制燃烧室的温度和烟气急冷，有效地较少了二噁英的再合成，其次，通过催化反应器的设置，能够将烟气中的剩余污染物净化并达标排放。
附图说明
图1是本实用新型中有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置的结构示意图。
图中：1、喷雾蒸发室；2、急冷换热器；3、燃烧室；4、喷氨混合室；5、还原剂计量系统；6、催化反应器；7、预换热器；8、废水过滤计量系统；9、废水喷枪；10、加热器；11、蓄热层；12、还原剂喷枪；13、催化剂。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
图1是本实用新型中有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置的结构示意图，请参见图1所示，示出了一种较佳的实施例，示出的一种有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，包括喷雾蒸发室1、急冷换热器2、燃烧室3、喷氨混合室4、还原剂计量系统5、催化反应器6和预换热器7，喷雾蒸发室1连接急冷换热器2和预换热器7，急冷换热器2连接燃烧室3和喷氨混合室4，喷氨混合室4连接还原剂计量系统5和催化反应器6，催化反应器6与预换热器7连接。本实施例中，预换热器7用于将外部的新鲜空气的温度由T1升高至T2，然后再进入到喷雾蒸发室1内与雾化状态的废液进行混合形成混合气体，由于废液汽化蒸发为吸热过程，因此混合气体的温度由T2降低至T3后进入到急冷换热器2内进行升温，并将混合气体的温度由T3升高至T4，然后进入到燃烧室3内进行燃烧，燃烧室3内将温度控制在一个恒定温度值T5，将混合气体进行燃烧氧化，以形成CO2和H2O。此过程中会伴随有少量的NOx的生成(污染物中的N元素与O2生成NOx)，然后经过焚烧后的混合气体产生烟气，并进入到急冷换热器2内迅速降低温度至T6，可以有效减少了二噁英的再合成。经过降温后的烟气会进入到喷氨混合室4内，与喷入到喷氨混合室4内的脱硝还原剂充分混合，使得温度降低至T7，然后再进入到催化反应器6内烟气中的NOx与还原剂NH3在催化剂13的作用下生成CO2和H2O；烟气中残留的二噁英在催化剂13的作用下分解为无害物质，净化后的烟气温度升至T8。经过净化后的烟气进入预热换热器，温度由T8降低至T9后达标排放标准。
本实用新型中不仅能够应用于含酚水的有机废水，也可以应用于其他有机废水的处理。
本实施例中，T1为0～50℃；T2为120～180℃；T3为40～80℃；T4为700～900℃；T5为850～1150℃(优选温度高于850℃，减少不完全燃烧，有效防止二噁英的合成)；T6为220～250℃；(二噁英的再合成温度窗口一般为250～500℃，通过急冷换热器2，在短时间内将温度降低至250℃以内，有效防止二恶英的再合成)T7为200～240℃；T8为200～280℃；T9为80～150℃。
其中，混合气体在燃烧室3内高温分解的化学式为：
CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2——xCO2+y/2H2O
其中，字母x，y，z均为自然数。
NOx与还原剂(氨)在催化剂13作用下的反应通式为：
4xNH3+6NOx催化剂(2x+3)N2+6xH2O
其中，字母x为自然数。
二噁英在催化剂13作用下分解反应通式：
C12HnCl8-nO2+(9+0.5n)O2 催化剂(n-4)H2O+12CO2+(8-n)HCl
其中，字母n为自然数。
进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括废水过滤计量系统8，废水过滤计量系统8的出液口与喷雾蒸发室1的第一进口连通。参见图1所示，废水过滤计量系统8具有进水口，外部的废水进入到废水过滤计量系统8内去除废水中的SS(悬浮物)和油性成分。然后再通过废水过滤计量系统8的出液口进入到喷雾蒸发室1内。
进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括废水喷枪9，喷雾蒸发室1的第一进口处设有废水喷枪9，废水过滤计量系统8的出液口与废水喷枪9连接。废水过滤计量系统8中的废水经过废水喷枪9(具有雾化喷头)喷入到喷雾蒸发室1内，并与经过升温后的新鲜空气进行混合形成混合气体。
进一步，作为一种较佳的实施方式，喷雾蒸发室1的出口与急冷换热器2的第一进口连通，急冷换热器2的第一出口与燃烧室3的进口连通，燃烧室3的出口与急冷换热器2的第二进口连通，急冷换热器2的第二出口与喷氨混合室4的第一进口连通。其中，急冷换热器2的第一进口以及急冷换热器2的第一出口为急冷换热器2内的热通道的进口和出口，急冷换热器2内的热通道用于将混合气体进行加热升温。而急冷换热器2的第二进口和第二出口为急冷换热器2内的冷通道的进口和出口，急冷换热器2内的冷通道对焚烧后的烟气进行急速降温，以减少二噁英的再合成。其中，急冷换热器2的热通道与冷通道之间相互独立设置。
进一步，作为一种较佳的实施方式，喷氨混合室4的第二进口与还原剂计量系统5连通。本实施例中，还原剂计量系统5中的还原剂通过喷氨混合室4的第二进口进入到喷氨混合室4内。其中，在喷氨混合室4的第二进口处设有还原剂喷枪12，喷氨混合室4的第二进口与还原剂喷枪12连接。还原剂通过还原剂喷枪12直接喷射在喷氨混合室4并与烟气进行混合，然后再进入到催化反应器6内。其中，还原剂优选的可以为氨气、氨水或尿素溶液中的一种。
进一步，作为一种较佳的实施方式，喷氨混合室4的出口与催化反应器6的进口连通，催化反应器6的出口与预换热器7第一进口连通。其中，与还原剂混合后的烟气由喷氨混合室4的出口进入到催化反应器6内，并在催化反应器6内，烟气中的NOx与还原剂NH3在催化剂13的作用下生成H2O和CO2；烟气中残留的二噁英在催化剂13的作用下分解为无害物质。然后再进入到预换热器7内，将烟气的温度降低，实现热能回收，达到排放标准。
进一步，作为一种较佳的实施方式，预换热器7的第二进口与外部空气连通，预换热器7的第一出口与外部连通，预换热器7的第二出口与喷雾蒸发室1的第二进口连通。其中，预换热器7的第一进口与第一出口为预换热器7内部的冷通道的进口和出口，而预换热器7的第二进口和第二出口为预换热器7内的热通道的进口和出口，预换热器7内的热通道和冷通道相互独立设置。其中，本实施例中的预热换热器和急冷换热器2的形式可以为间壁式换热器、热管换热器或蓄热式换热器中的一种。
进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括加热器10和蓄热层11，燃烧室3内靠近燃烧室3的进口位置设有加热器10，燃烧室3内还设有蓄热层11。本实施例中，设置的加热器10用于将焚烧室的温度T5控制在恒定值，设置的蓄热层11可以起到蓄热功能，减少了燃烧室3的温度波动，延长了混合气体在燃烧室3内的停留时间，提高污染物的氧化效率。
进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括催化剂13，催化反应器6内部填充有催化剂13。其中，催化反应器6设有催化剂13，用于将烟气中的NOx与还原剂NH3在催化剂13的作用下生成H2O和CO2；而烟气中残留的二噁英在催化剂13的作用下分解为无害物质。
本实用新型中的喷雾蒸发室1、急冷换热器2、燃烧室3、喷氨混合室4、还原剂计量系统5、催化反应器6、预换热器7、废水过滤计量系统8、废水喷枪9、加热器10和还原剂喷枪12的结构均为现有技术，在市场上都是常见的，此处便不再进行具体限定。
本实施例中的喷雾蒸发室1与急冷换热器2、废水过滤计量系统8以及预换热器7之间，急冷换热器2与燃烧室3以及喷氨混合室4之间，喷氨混合室4与还原剂计量系统5以及催化反应器6之间，催化反应器6与预换热器7之间均可通过管道进行连接。
以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，其特征在于，包括喷雾蒸发室、急冷换热器、燃烧室、喷氨混合室、还原剂计量系统、催化反应器和预换热器，所述喷雾蒸发室连接所述急冷换热器和所述预换热器，所述急冷换热器连接所述燃烧室和所述喷氨混合室，所述喷氨混合室连接所述还原剂计量系统和所述催化反应器，所述催化反应器与所述预换热器连接。
2.如权利要求1所述的有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，其特征在于，还包括废水过滤计量系统，所述废水过滤计量系统的出液口与所述喷雾蒸发室的第一进口连通。
3.如权利要求1所述的有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，其特征在于，所述喷雾蒸发室的出口与所述急冷换热器的第一进口连通，所述急冷换热器的第一出口与所述燃烧室的进口连通，所述燃烧室的出口与所述急冷换热器的第二进口连通，所述急冷换热器的第二出口与所述喷氨混合室的第一进口连通。
4.如权利要求1所述的有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，其特征在于，所述喷氨混合室的第二进口与所述还原剂计量系统连通。
5.如权利要求1所述的有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，其特征在于，所述喷氨混合室的出口与所述催化反应器的进口连通，所述催化反应器的出口与所述预换热器第一进口连通。
6.如权利要求5所述的有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，其特征在于，所述预换热器的第二进口与外部空气连通，所述预换热器的第一出口与外部连通，所述预换热器的第二出口与所述喷雾蒸发室的第二进口连通。
7.如权利要求2所述的有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，其特征在于，还包括废水喷枪，所述喷雾蒸发室的第一进口处设有所述废水喷枪，所述废水过滤计量系统的出液口与所述废水喷枪连接。
8.如权利要求3所述的有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，其特征在于，还包括加热器和蓄热层，所述燃烧室内靠近所述燃烧室的进口位置设有所述加热器，所述燃烧室内还设有所述蓄热层。
9.如权利要求4所述的有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，其特征在于，还包括还原剂喷枪，所述喷氨混合室的第二进口处设有所述还原剂喷枪，所述喷氨混合室的第二进口与所述还原剂喷枪连接。
10.如权利要求5所述的有机废液高效气化焚烧同步烟气净化的处理装置，其特征在于，还包括催化剂，所述催化反应器内部填充有所述催化剂。
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