专利名称：一种等离子体焚烧有机氟残液的装置和方法
技术领域：
本发明属于使用流体燃烧的方法和设备的领域，具体地为ー种等离子体焚烧有机氟残液的装置和方法。
背景技术：
有机卤化物是氟化学エ业产生的废物之一。焚烧的方法是处理有机氟残液的常规方法。其中等离子体焚烧因焚烧的温度不同常规燃烧的方法，具有其自身的问题。焚烧的时候，压缩空气与有机氟残液分别由不同的进料管道输送至焚烧炉等离子体电弧区，在高温等离子体(热源)作用下，有机氟残液与压缩空气发生反应，形成大量的碳黑、氟化氢等无机物。由于有机氟残液与压缩空气分别由不同的管道流入电弧区，因而有机氟残液与压缩空气混合非常不均匀，仅形成表面接触，同时，在电弧区的停留时间约I 3秒，大部分压 缩空气未与残液发生反应而进入尾气中。残液在高温等离子体作用下裂解，形成大量碳黑，被尾气带入下一操作単元。在高温下剧毒有机氟残液等离子体焚烧后的尾气中，产生的大量碳黑，会堵塞填料、管件，传动设备，粘附在风机的叶轮上，导致装置运行非常不稳定，在堵塞严重的情况下，装置会“憋压”，发生设备损坏甚至爆炸事故。通过改变焚烧炉进料方式，改进燃烧效果，減少炭黑的产生是极为节约有效的方法。
发明内容
针对现有的有机氟残液焚烧处理技术所存在的问题，本发明提出ー种混合有机氟残液和空气的进料装置。本发明进一歩的目的是提出包含有所述进料装置的等离子体焚烧有机氟残液装置。本发明的再进ー步的目的是提出ー种使用上述装置焚烧有机氟残液的方法。本发明目的通过下述技术方案来实现一种焚烧有机氟残液的焚烧炉，包括进料装置、等离子体喷枪、等离子体电弧区(电弧区是温度最高区域，是焚烧的主要区域)，焚烧炉炉壁、排渣口和气体出口，其中，所述进料装置由ニ个文丘里混合器组成，ニ个文丘里混合器对称于焚烧炉的中心线安装，与水平面平行，与焚烧炉中心线呈45°夹角。等离子体喷枪与进料装置的文丘里混合器的延长线交于一点，该点落在等离子体电弧区的中心。其中，所述文丘里混合器的长径比L : D = 5 7 : I。其中，所述有机氟残液是径向进入文丘里混合器、空气是轴向进入文丘里混合器。其中，所述等离子体喷枪与进料装置的文丘里混合器的延长线交于一点，该点落在焚烧炉的电弧中心区。ー种使用本发明所述的焚烧炉焚烧有机氟残液的方法，包括步骤
I)空气和有机氟残液稳定连续地进入文丘里混合器，在混合器内的停留时间为I 3s ;2)混合均匀的气液混合物被等离子体喷枪输送至高温等离子体燃烧区(电弧区)，焚烧炉膛温度为800°C ；3)对燃烧后产生的气体进行水吸收和碱洗。其中，所述有机氟残液和空气的流量比为lkg/h 2. 2 2. 6NM3/h(标准立方米/小时)。其中，所述进入文丘里混合器的空气的压カ为O. 5MPa。其中，所述焚烧炉内的压カ为_300Pa _800Pa。
其中，所述水吸收和碱洗是采用水吸收焚烧产生的气体中的酸(HF)，然后用无机碱溶液吸收气体中残留的酸。本发明的有益效果本发明在有机氟残液焚烧炉进ロ安装文丘里混合器，压缩空气作为推动力，将有机氟残液吹入混合器，有机氟残液与压缩空气以一定的比例在混合器中混合均匀后，进入高温等离子体电弧区燃烧反应，使得有机氟残液能充分燃烧，防止了大量碳黑的产生，比改进之前的技术产生的碳黑少90%，促使其转化生成ニ氧化碳等无机气相物质，保证了该装置能够达到长期稳定运行。用水吸收焚烧后气体中的HF，得到的氢氟酸符合有关产品标准，产生了良好的经济效益。
图I为本发明焚烧有机氟残液的エ艺流程图。图中P为压カ检测装置，T为温度检测装置；图2为本发明文丘里混合器、等离子体喷枪的设备布置俯视图。图I和图2中，I为进入文丘里混合器的空气，2为进入文丘里混合器的残液，3为文丘里混合器，4为等离子体喷枪，5为焚烧炉，6为焚烧炉气体出ロ，7为焚烧炉排渣ロ。
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例I :文丘里混合器和焚烧炉參见图2，在焚烧炉原料进ロ处安装ニ个316L钢所制文丘里混合器，以等离子体喷枪为对称轴对称安装。文丘里混合器与水平面平行，文丘里混合器中心轴与焚烧炉中心线的夹角为45°。文丘里混合器的长径比为6 1，喉道直径是管道直径的1/3。进入文丘里混合器的液体从切向进入，空气从轴向进入，空气进入的压カ为O. 5MPa，空气和有机氟残液的进入的体积比为lkg/h 2. 6NM3/h(标准立方米)，有机氟残液和空气在文丘里混合器内混合均匀。參见图I。焚烧炉包含进料装置、等离子体喷枪、等离子体电弧区，焚烧炉炉壁、排渣口和气体出口 ；等离子体喷枪与进料装置的文丘里混合器的延长线交于一点，该点落在电弧中心区。等离子体喷枪把文丘里混合器的出口出来的气液混合物喷入焚烧炉的等离子焚烧区。
实施例2 :有机氟残液的焚烧I)有机氟高氟残液与空气按照比例lkg/h 2.5NM3/h，在文丘里混合器内停留1-3秒，被空气吹入混合器内，混合均匀后的气液混合物才能进入焚烧炉等离子体高温区。这里空气具有O. 5MPa压力，足以将残液吸进混合器中。2)混合均匀的气液混合物通过等离子枪被输送至高温等离子燃烧区使其充分燃烧，焚烧炉膛温度为800°C，同时避免了中间裂解产物炭黑等的生成，在此为了燃烧的更充分，焚烧炉的炉腔内保持微负压状态，压カ控制在_300pa。3)燃烧后的气体先用水喷淋吸收,吸收HF气体后，再用氢氧化钠水溶液喷淋吸收,中和去没有完全吸收掉的HF气体。燃烧后的气体中检测不到碳黑的含量。经过本实施例的装置的处理，減少了炭黑的排放，保证了气体经过的填料、管件、传动设备、风机的叶轮等装置的长期稳定运行。用水 吸收焚烧后气体中的HF，得到的氢氟酸符合有关产品标准氢氟酸含量> 40%，灼烧残渣(O. 01%，产生了良好的经济效益。实施例3 :有机氟残液的焚烧I)有机氟高沸残液与空气按照比例lkg/h 2. 6NM3/h，在文丘里混合器内停留2秒，被空气吹入混合器内，混合均匀后的气液混合物才能进入焚烧炉等离子体高温区。这里空气具有O. 5MPa压力，足以将残液吸进混合器中。2)混合均匀的气液混合物通过等离子枪被输送至高温等离子燃烧区使其充分燃烧，焚烧炉膛温度为800°C。同时避免了中间裂解产物炭黑等的生成，在此为了燃烧的更充分，焚烧炉的炉腔内保持微负压状态，压カ控制在_500Pa。3)燃烧后的无机气体和酸气先用水吸收其中的HF气体，再用氢氧化钠水溶液喷淋吸收。实施例4 :有机氟残液的焚烧I)有机氟高沸残液与空气按照比例lkg/h 2. 2NM3/h，在文丘里混合器内停留I秒，被空气吹入混合器内，混合均匀后的气液混合物才能进入焚烧炉等离子体高温区。这里空气具有O. 5MPa压力，足以将残液吸进混合器中。2)混合均匀的气液混合物通过等离子枪被输送至高温等离子燃烧区使其充分燃烧，同时避免了中间裂解产物炭黑等的生成，在此为了燃烧的更充分，焚烧炉的炉腔内保持微负压状态，压カ控制在_800Pa，焚烧炉膛温度为800°C。3)燃烧后的气体先用水喷淋吸收,再用氢氧化钠水溶液喷淋吸收。
权利要求
1.一种焚烧有机氟残液的焚烧炉，包括进料装置、等离子体喷枪、等离子体电弧区，焚烧炉炉壁、排渣口和气体出口，其特征在于，所述进料装置由二个文丘里混合器组成，二个文丘里混合器对称于焚烧炉的中心线安装，与水平面平行，与焚烧炉中心线夹角为45° ;等离子体喷枪与进料装置的文丘里混合器的延长线交于一点，该点落在等离子体电弧区的中心。
2.如权利要求I所述的焚烧炉，其特征在于，所述文丘里混合器的长径比L: D = 5 7 1。
3.如权利要求I所述的焚烧炉，其特征在于，所述有机氟残液是径向进入文丘里混合器、空气是轴向进入文丘里混合器。
4.如权利要求I所述的焚烧炉，其特征在于，所述等离子体喷枪与进料装置的文丘里混合器的延长线交于一点，该点落在焚烧炉的电弧中心区。
5.一种使用如权利要求I 4所述的焚烧炉焚烧有机氟残液的方法，其特征在于，包括步骤 1)空气和有机氟残液稳定连续地进入文丘里混合器，在混合器内的停留时间为I 3s ； 2)混合均匀的气液混合物被等离子体喷枪输送至高温等离子体电弧区，焚烧炉膛温度为 800。。； 3)对燃烧后产生的气体进行水吸收和碱洗。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机氟残液和空气的流量比为Ikg/h 2. 2 2. 6NM3/h。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述进入文丘里混合器的空气的压力为0.5MPa。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述焚烧炉内的压力为_300Pa -800Pa。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述水吸收和碱洗是采用水吸收焚烧产生的气体中的酸，然后用无机碱溶液吸收气体中残留的酸。
全文摘要
本发明提供一种焚烧有机氟残液的焚烧炉，包括进料装置、等离子体喷枪、等离子体电弧区，焚烧炉炉壁、排渣口和气体出口，其进料装置由二个文丘里混合器组成，二个文丘里混合器对称于焚烧炉的中心线安装，与水平面平行、与焚烧炉的中心线呈45°角度。等离子体喷枪与进料装置的文丘里混合器的延长线交于一点，该点落在等离子体电弧区的中心。本发明还提供使用所述的焚烧炉焚烧有机氟残液的方法。本发明的焚烧炉在有机氟残液进口安装文丘里混合器，使得有机氟残液能与空气充分混合和燃烧，防止了大量碳黑的产生，保证了该装置能够长期稳定运行。
文档编号F23G7/04GK102679374SQ20121014418
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者冯启凤, 张峰, 曾本忠, 李嘉, 杨林茂, 谭梅芳 申请人:中昊晨光化工研究院