一种可用高盐废水冷却的新型急冷塔系统的制作方法

本实用新型属于高盐废水处理技术领域，尤其是涉及一种可用高盐废水冷却的新型急冷塔系统。

背景技术：

废弃物焚烧过程中产生二噁英的机理主要有三种：1)高温合成，进入到焚烧炉中的废物由于暂时性缺氧使部分有机物同氯化氢反应生成PCDD/F。 2)低温从头合成，在低温条件下碳、氢、氧分子与飞灰基质中的有机氯生成PCDD/F。3)前驱物合成，不完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应可形成多种有机气相前驱物，如多氯苯酚和二苯醚，再由这些前驱物生成PCDD/F, 具体哪种机理起主要作用取决于炉型、工作状态和燃烧条件，总之焚烧炉内存在的有机氯、无机氯、氧、过渡金属阳离子(催化剂)是生成PCDD/F的前提。有研究表明，在升温或降温区间(250℃～500℃)是生成PCDD/F的敏感温度区域，因此要有效控制PCDD/F的合成必须尽量减少焚烧烟气在该区域的停留时间，并将该区域温度降低到200℃以下。而目前，急冷塔作为固体废物(如危废等)焚烧高温烟气的一种冷却方式，可以有效的抑制二噁英的重生，目前已得到广泛的应用。然而为有效抑制二噁英重生，急冷塔需要与引入大量的水，对烟气进行降温，但是，对于我国这种水资源缺乏的国家，直接用水对烟气降温，不仅造成水浪费资源，还会提高烟气处理成本。

随着工业的发展，高盐废水会在造纸、化工、印染以及石油、天然气的开采等生产过程中大量产生，这种废水成分复杂，含有大量杂质以及溶解性无机盐(如Na⁺、K⁺、Ca²⁺、SO₄^2-、Cl^-等)，而且还含有高浓度的有机物，处理难度大，若不加处理排放到环境中，会对生态系统造成破坏，然而现有的处理方法无法满足要求(生物法：易被盐类物质抑制；物理法：投资、维护费用高)。鉴于此，若能将高盐废水应用到现有的烟气处理系统(如急冷塔系统)中，代替原有的工业水，不仅可以节约水资源以及有效降低烟气的处理成本，还能解决高盐废水的难处理问题。但由于高盐废水的特殊性质，若直接将其应用到传统的急冷塔中来降低烟气温度较难，也影响后续的处理工艺，而且会对传统的急冷塔造成腐蚀，损坏急冷塔设备，增加维修频率及运营成本。由此如果能将高盐废水直接加入到急冷塔对烟气进行处理，不会造成设备损坏，同时实现对高盐废水的高效有效的处理，这是目前需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种可用高盐废水冷却的新型急冷塔系统，以解决现有技术无法将高盐废水应用于急冷塔及有效处理高盐废水的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种可用高盐废水冷却的新型急冷塔系统，包括急冷塔，所述急冷塔分别与高盐废水预处理装置、工业供水装置、紧急备用装置和空气压缩机连接；

所述急冷塔包括塔筒，其上端设有高温烟气入口和进水口，其下端设有低温烟气出口，所述高温烟气入口处安装有呈多层级设置的雾化喷枪，所述雾化喷枪上设有喷嘴、进液口和进气口，所述进液口与所述急冷塔上的进水口连通，所述进气口与所述空气压缩机连接，所述塔筒的内壁从外向内依次设有隔热层和耐腐蚀耐高温层，所述塔筒底部安装有废渣收集器，所述废渣收集器的出料口与破碎机进料口连通，所述破碎机通过螺旋输送机与渣仓连通。

进一步，所述塔筒的材质为Q235-B，其厚度为8-10mm。

进一步，所述雾化喷枪个数为3-5个，其外层安装有水夹套。

进一步，所述隔热层为纤维板，所述纤维板采用硅酸铝纤维压制，其厚度为60-80mm。

进一步，所述空气压缩机与所述雾化喷枪的进气口连接的管线上安装有第七电控阀和第三流量控制器。

进一步，所述耐腐蚀耐高温层为胶泥，其层厚度为100-150mm。

进一步，所述高盐废水预处理装置包括依次连接的Y型过滤器、絮凝池和高盐废水箱，所述Y型过滤器内部设有过滤网，所述过滤网采用18-30目筛，所述絮凝池的出水口和所述高盐废水箱的进水口间的管线上安装有第一电控阀，所述高盐废水箱上安装有第一液位传感器，所述高盐废水箱的出水口和所述急冷塔的进水口间的管线上安装有第二电控阀、第一流量控制器和高盐废水泵，所述高盐废水箱的顶部设有第一回水管，所述第一回水管与所述高盐废水箱与急冷塔间的管线连通，所述第一回水管上安装有第八电控阀。

进一步，所述工业供水装置包括急冷塔水箱，所述急冷塔水箱上安装有第二液位传感器，所述急冷塔水箱的进水口通过管线与工业水管连接，其管线上安装有第三电控阀，所述急冷塔水箱的出水口通过管线与所述急冷塔的进水口连接，其管线上设有第四电控阀、第二流量控制器和急冷塔水泵，所述急冷塔水箱顶部设有第二回水管，所述第二回水管上安装有第九电控阀。

进一步，所述紧急备用装置包括紧急备用注水箱，所述紧急备用水箱上安装有第三液位传感器，所述紧急备用注水箱的进水口通过管线与所述工业水管连接，其出水口通过管线与所述急冷塔的进水口连接，所述紧急备用注水箱与所述急冷塔的进水口间的管线上安装有第五电控阀和紧急注水泵，所述紧急备用注水箱的进水口与所述工业水管间的管线上安装有第六电控阀。

进一步，所述急冷塔、所述高盐废水预处理装置、所述工业供水装置、所述紧急备用装置和所述空气压缩机分别与中央处理器电连接，所述中央处理器分别与所述第一电控阀、所述第二电控阀、所述第三电控阀、所述第四电控阀、所述第五电控阀、所述第六电控阀、所述第七电控阀、所述第八电控阀、所述第九电控阀、所述第一液位传感器、所述第二液位传感器、所述第三液位传感器、所述第一流量控制器、所述第二流量控制器、所述第三流量控制器、所述高盐废水泵、所述急冷塔水泵和所述紧急注水泵电连接。

本实用新型所述的一种可用高盐废水冷却的新型急冷塔系统效果在于：

1、使用本实用新型所述的一种可用高盐废水冷却的新型急冷塔系统，可应用高盐废水对高温烟气进行降温，不仅抑制二噁英重生，而且有效的处理了高盐废水，实现了烟气及高盐废水的双重处理。

2、本实用新型应用高盐废水对烟气降温，高盐废水在急冷塔内与高温烟气换热，瞬间蒸发，停留时间1s，蒸发的同时，高盐废水中的盐分在塔内析出，在塔底得到了较大颗粒的盐分灰渣，其余小颗粒的盐分颗粒在后续的布袋除尘器中被捕集到，整个过程运行稳定，烟气系统也运行正常，烟气排放浓度也未见异常。

3、本实用新型有还设有工业用水输送装置及紧急备用系统，可以保证在紧急状况时，保证系统的正常运转。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型所述的一种可用高盐废水冷却的新型急冷塔系统示意图；

图2为本实用新型所述制备系统的工艺流程框图；

图3为本实用新型所述急冷塔的结构示意图；

图4为本实用新型所述一种可用高盐废水冷却的新型急冷塔系统电路框图；

图5为本实用新型所述急冷塔的A处放大图。

附图标记说明：

1-高盐废水；2-Y型过滤器；3-絮凝池；4-高盐废水箱；5-急冷塔水箱； 6-急冷塔；7-高温烟气入口；8-低温烟气出口；9-废渣收集器；10-紧急注水装置；11-絮凝剂；13-第一液位传感器；14-高盐废水泵；15-第一流量控制器；16-工业水管；17-急冷塔水泵；18-空气压缩机；19-破碎机；20-螺旋输送机；21-渣仓；22-紧急备用水箱；23-紧急注水泵；24-第二液位传感器；25-第三液位传感器；26-第二流量控制器；27-第三流量控制器；31-第一电控阀；32-第二电控阀；33-第三电控阀；34-第四电控阀；35-第五电控阀；36-第六电控阀；37-第七电控阀；38-第八电控阀；39-第九电控阀；61- 塔筒；62-雾化喷枪；63-胶泥；64-纤维板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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”、“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明实用新型。

如图1和图3所示，一种可用高盐废水冷却的新型急冷塔系统，主要包括急冷塔6，所述急冷塔分别与高盐废水预处理装置、工业供水装置、紧急备用装置和空气压缩机18(螺杆式空气压缩机，型号：SA-132A)连接，所述急冷塔包括塔筒61，其上端设有高温烟气入口7和进水口，其下端设有低温烟气出口8，所述高温烟气入口处安装有呈多层级设置的雾化喷枪62，所述雾化喷枪上设有喷嘴、进液口和进气口，所述进液口与所述急冷塔上的进水口连通，所述进气口与所述空气压缩机连接，所述塔筒的内壁从外向内依次设有隔热层和耐腐蚀层，所述塔筒底部安装有废渣收集器9，所述废渣收集器的出料口与破碎机19的进料口连通，所述破碎机通过螺旋输送机20与渣仓21连通，所述空气压缩机与所述雾化喷枪的进气口连接的管线上安装有第七电控阀37和第三流量控制器27(型号：EG-LKQ-01)。

所述塔筒的材质为Q235-B，其厚度为8-10mm，所述雾化喷枪为上下两层布置，所述喷枪个数为3-5个，所述雾化喷枪外层安装有水夹套，如图5 所示，所述隔热层为纤维板，所述纤维板采用硅酸铝纤维压制，其厚度为 60-80mm，所述耐腐蚀耐高温层为胶泥，其层厚度为100-150mm。

如图1所示，所述高盐废水预处理装置包括依次连接的Y型过滤器2、絮凝池3和高盐废水箱4，所述Y型过滤器内部设有过滤网，所述过滤网采用18-30目筛，所述絮凝池的出水口和所述高盐废水箱的进水口间的管线上安装有第一电控阀31，所述高盐废水箱上安装有第一液位传感器13(型号： XCM-D2145M12)，所述高盐废水箱的出水口和所述急冷塔的进水口间的管线上安装有第二电控阀32、第一流量控制器15(型号：EG-LKQ-01)和高盐废水泵14(卧式单级单吸离心泵，型号：50-315(I)B)，所述高盐废水箱的顶部设有第一回水管，所述第一回水管与所述高盐废水箱与急冷塔间的管线连通，所述第一回水管上安装有第八电控阀38，所述工业供水装置包括急冷塔水箱5，所述急冷塔水箱上安装有第二液位传感器24(型号： XCM-D2145M12)，所述急冷塔水箱的进水口通过管线与工业水管连接，其管线上安装有第三电控阀33，所述急冷塔水箱的出水口通过管线与所述急冷塔的进水口连接，其管线上设有第四电控阀34、第二流量控制器26(型号： EG-LKQ-01)和急冷塔水泵17(卧式单级单吸离心泵，型号：50-315(I)B)，所述急冷塔水箱顶部设有第二回水管，所述第二回水管上安装有第九电控阀 39，所述紧急备用装置包括紧急备用注水箱22，所述紧急备用水箱上安装有第三液位传感器25(型号：XCM-D2145M12)，所述紧急备用注水箱的进水口通过管线与所述工业水管连接，其出水口通过管线与所述急冷塔的进水口连接，所述紧急备用注水箱与所述急冷塔的进水口间的管线上安装有第五电控阀35和紧急注水泵23(端吸离心泵，型号：NIS65-40-250/22)，所述急备用注水箱的进水口与所述工业水管间的管线上安装有第六电控阀36。

如图4所示，所述急冷塔、所述高盐废水预处理装置、所述工业供水装置、所述紧急备用装置和所述空气压缩机分别与中央处理器电连接，所述中央处理器分别与所述第一电控阀、所述第二电控阀、所述第三电控阀、所述第四电控阀、所述第五电控阀、所述第六电控阀、所述第七电控阀、所述第八电控阀、所述第九电控阀、所述第一液位传感器、所述第二液位传感器、所述第三液位传感器、所述第一流量控制器、所述第二流量控制器、所述第三流量控制器、所述高盐废水泵、所述急冷塔水泵和所述紧急注水泵电连接。

一种可用高盐废水冷却的新型急冷塔系统的工作过程：如图1、图4所示，高盐废水从Y型管道过滤器中进入，除去较大的杂质，然后进入絮凝沉淀池沉淀，并在絮凝池中添加絮凝剂用于除去高盐废水中固体悬浮物，当絮凝池中的水位满时，会停止对注入高盐废水。当对烟气降温时，通过中央处理器开启第一电控阀，预处理后的高盐废水通过管线进入高盐废水箱，当第一液位传感器探测到液位的上线时，中央处理器关闭第一电控阀，并开启高盐废水泵、第二电控阀、空气压缩机、第七电控阀、第一流量控制器和第三流量控制器，高盐废水通过管线进入急冷塔中的雾化喷枪中，在压缩空气的作用下以雾化小水滴的形式对烟雾进行降温处理，第一流量控制器和第三流量控制器可以分别控制高盐废水和压缩空气的流量，当高盐废水箱中的水量降低到最低限位值时，第一液位传感器将信号反馈回中央处理器，中央处理器控制第一电控阀开启，经絮凝池沉淀的高盐废水管线中进入到高盐废水箱中，对高盐废水箱进行补水，当高盐废水箱中的水位达到第一液位传感器上线时，停止对高盐废水箱的补充。当高盐废水预处理装置需要检修或出现问题时，通过中央控制器关闭第一电控阀、高盐废水泵、第二电控阀、第一流量控制器，开启第四电控阀、急冷塔水泵，空气压缩机、第七电控阀、第三流量控制器，对烟雾进行降温，同样，当第二液位传感器探测到液位下线时，中央控制器控制第三电动阀的开启，对急冷塔进行工业水补充。在日常烟气处理中，工业供水装置是对高盐废水预处理装置的补充使用，当两个系统同时出现问题或者检修时，通过中央控制器关闭高盐废水预处理装置和工业供水装置中的电控阀、液位传感器和流量控制器，通过中央处理器，开启第五电控阀、紧急注水泵对急冷塔进行供水，当第三液位传感器探测到紧急备用水箱下线水位时，中央处理器开启第六电控阀对紧急备用水箱进行补水。本系统可以通过中央处理器实现自动控制喷入的水量，保障了烟气温度的达标及系统的正常运行，避免了“过喷”、“欠喷”现象的发生。通过中央处理器控制第一流量控制器，从而控制高盐废水箱与急冷塔的进水口间管线内的水流量，当水流量过大时，中央处理器可以控制第八电控阀开启，部分水将通过第一回水管倒流回高盐废水箱内，同样，在急冷塔水箱与急冷塔间的管线上设有第二流量控制器，通过对中央处理器设定参数，从而对其管线内的水的流量进行控制，当流量过大，同样第九电控阀开启，部分水可以从第二回水管回流到急冷塔水箱中。高盐废水从高盐废水箱中进入急冷塔中的喷枪中，在高压空气的带动下，从雾化喷枪的喷嘴喷出，对烟气进行直接喷淋，水瞬间蒸发，同时高盐废水中的盐析出，烟气也由高温(500℃-600℃)变为低温(180℃左右)，此过程约0.6～1.0秒。析出的较大颗粒物落入底部的集灰斗，较小的随烟气进入布袋除尘器而被捕捉下来，再通过破碎机及螺旋输送机输送到渣仓中。

该系统设有工业用水装置和紧急备用装置，以及备用水泵，且可以通过中央处理器实现自动切换使用，可以避免由于高盐废水装置检修、缺水或者设备损坏造成不必要的停产。

在急冷塔中，特殊设计的双层结构(胶泥+隔热层)，不仅减轻了设备重量，提高了胶泥附着力及强度，同时特殊设计的双层结构也保证了喷入高盐废水的完全蒸发，同时也避免了设备内部的腐蚀以及析出盐粒的粘壁，而设备的寿命及系统的检修周期不受影响。在急冷塔中，由于烟气的快速冲刷，也使盐在塔内不易结垢。

所述建于某危废焚烧厂新型的急冷塔，外形尺寸φ3500×22000mm，入口烟气量31500Nm³/h，入口烟气温度520℃，出口烟气温度180℃，雾化喷枪采用双流体喷枪，二层布置，数量共3支，喷嘴采用环流型，材料为哈氏合金。系统压降800Pa，对烟气直接喷淋降温，烟气停留时间1s。

经厂内处理站处理过的出水：高盐废水基本的水质参数如下：

(1)硬度：3.73mmol/L；总钙：53.23mg/L；COD：180-550mg/L；

(2)Na⁺：1500-4000mg/L；Cl⁺：1500-3500mg/L；K⁺：1400-3200mg/L； SO₄²⁺：1600-4200mg/L；

(3)pH：8-9；电导率：20000-35000μs/cm。

高盐废水经过系统的预处理系统储存在高盐废水箱中，通过高盐废水泵 (一用一备，6m³/h，扬程90m，变频，喷淋量可根据烟气量进行调节)打入急冷塔中的雾化喷枪中，设计工况下的喷淋量5600kg/h(水温常温)及压缩空气1100Nm³/h。当高盐废水量不足或设备检修时，中央处理器将自动切换到急冷塔水箱(有效容积20m³)供水，经过急冷塔水泵(一用一备，6m³/h，扬程90m，变频)打入急冷塔，设计工况下的喷淋量及压缩空气耗量保持不变。

使用本实用新型的新型急冷塔系统，高盐废水与高温烟气一同从急冷塔上部进入急冷塔，烟气进出温度520℃、180℃，塔内高盐废水瞬间蒸发，与烟气换热，停留时间1s。期间盐分析出，在塔底得到了较大颗粒的盐分灰渣，大量小颗粒的盐分在后续的布袋除尘器中被补集到。同时，喷入高盐废水期间，焚烧系统运行稳定，烟气排放浓度正常，用水量也正常，节约了喷入水。

所述新型急冷塔系统，可应用高盐废水对高温烟气进行降温，不仅抑制二噁英重生，而且有效的处理了高盐废水，实现了烟气及高盐废水的双重处理。高盐废水进入急冷塔与烟气换热，瞬间蒸发，停留时间1s，期间盐分析出，在塔底得到了较大颗粒的盐分灰渣，大量小颗粒的盐分在后续的布袋除尘器中被补集到，所述喷枪材质为耐高温耐腐蚀的不锈钢，并通过水夹套进行冷却保护，延长使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。