含盐废液焚烧兼热能回收系统及工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种含盐废液焚烧兼热能回收系统，该系统包括依次连接的高压雾化装置、一次焚烧室、迷宫式沉降室、二次焚烧室、水冷式降温除尘器、余热锅炉以及尾气净化装置；所述迷宫式沉降室包括壳体、烟气进口和烟气出口，壳体内烟气进口和烟气出口之间垂直设置有多个挡板，挡板交叉设置使得烟气经迷宫式的曲折路线通过。与现有技术相比，本发明废液焚烧兼热能回收系统在余热回收前盐分回收更加安全、充分、彻底，避免了盐分在余热锅炉及管道中的沉积，有效提高了余热回收效率，保证了设备的长时间正常运转。
【专利说明】含盐废液焚烧兼热能回收系统及工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种化工废液的焚烧处理与热能回收系统，特别是高含盐含碱液的废液焚烧处理与余热蒸汽的回收焚烧系统及工艺。
【背景技术】
[0002]化工生产过程产生的废水种类很多，每一种废水水质成分、浓度因原料和工艺而异，既有原料、副产品、降解物，还有原辅材料，形成了大量有毒有害高浓度废液等，废水中污染物成分复杂，色度高，多数有强烈刺激性气味，是目前最难处理的废水之一。
[0003]很多化工废液水质变化大。由于废水成分、浓度各异，且排放无规律，造成废水排放量、水质变化很大且无规律可循；如采用化学处理法和生物化学处理废水，因工厂一部分废水浓度、水质变化大，工艺无法稳定运行，且污水处理后的大量污泥的产生又带来新的污染源。
[0004]化工企业排放水质越来越复杂且难于控制，同时人民环境保护意识越来越强，新的环境法规不断出台，对于废水排放要求也越来越高，这些都促使生产企业不断寻求废水处理的新技术、新工艺，熟悉和了解国内外工艺，辩证地分析其利弊，选择适用的高浓度废水焚烧处理新技术，这对企业治理有着重要的意义。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种含盐废液焚烧兼热能回收系统，该系统通过对雾化的含盐废液进行两次焚烧，对焚烧后的烟气经余热锅炉，回收余热，并且，通过在一次焚烧之后进行迷宫式沉降，二次焚烧后进行水冷式降温除尘，有效地分步骤地降低烟气中的含盐量，可有效防止盐分沉降在烟道或余热锅炉内，降低换热效果和焚烧效果O
[0006]为实现上述目的，本发明一种含盐废液焚烧兼热能回收系统包括依次连接的高压雾化装置、一次焚烧室、迷宫式沉降室、二次焚烧室、水冷式降温除尘器、余热锅炉以及尾气净化装置；所述迷宫式沉降室包括壳体、烟气进口和烟气出口，壳体内烟气进口和烟气出口之间垂直设置有多个挡板，挡板交叉设置使得烟气经迷宫式的曲折路线通过；根据焚烧的废液的热值产生的烟气量设定迷宫式沉降室的长度、宽度、高度，使得烟气在该迷宫式沉降室的流速为2-3米/秒，烟气在迷宫式沉降室中的滞留时间为1.5-2秒；所述水冷式降温除尘器中的烟气流速为3-4米/秒，烟气滞留时间为1.5-2秒。
[0007]现有技术中一次焚烧室出口没有设计沉降设备，导致大量盐颗粒进入二次焚烧室，降低了二次焚烧的效率，同时对后面烟气余热回收设备造成损害。通过一次焚烧和二次焚烧之间设置迷宫式沉降室可以有效降低进入二次焚烧室内的盐分。试验表明，进而二次焚烧室内的盐分降低95-98%，二次焚烧时能耗降低5-10%。
[0008]上述参数设置，实现了盐分沉降和生产效率、成本三者最大边际效应。烟气通过速度较快，沉降效果下降，通过速度较慢或者滞留时间较长则会必然导致生产效率的下降，以及在环节中热量损耗加大，影响整个系统的热能回收。本发明的参数设置则只是在不降低整体热能回收效率的前提下，最大化地实现了盐分在一次焚烧和二次焚烧之后沉降。
[0009]进一步，所述余热锅炉包括软水箱，所述水冷式降温除尘器的冷却水进口和出口分别经管路与软水箱连通，所述冷却水在水冷式降温除尘器与所述软水箱之间循环。
[0010]进一步，所述余热锅炉与所述尾气净化装置之间设置有空气换热器，空气换热器的进气口与补氧风机连接，空气换热器的出气口与所述一次焚烧室和/或所述二次焚烧室连通，补氧风机吹入空气换热器内的气体经加热后流入一次焚烧室和/或二次焚烧室。
[0011]进一步，所述尾气净化装置包括依次连接的碱液洗涤装置、雾水分离器、引风机和排气筒。
[0012]进一步，所述雾水分离器的出水口与所述碱液洗涤装置的碱液循环池连通，所述雾水分离器中分离出的碱液经过其出水口及管路回流到所述碱液循环池内。
[0013]一种含盐废液焚烧兼热能回收工艺，具体包括如下步骤:
1)含盐废液高压雾化并与空气混合后进入一次焚烧室内进行焚烧处理；一次焚烧的温度为750-800°C，雾化的废液在一次焚烧室中滞留时间为1.5-2.5秒；
2)将一次焚烧室产生的烟气导入迷宫式沉降室内进行沉降处理，去除烟气内的大颗粒盐类颗粒和粉尘；一次焚烧后的烟气在迷宫式沉降室中以每秒2-3米/秒速通过，烟气在沉降室中的滞留时间控制在1.5-2秒。
[0014]3)将经步骤2)后残留的烟气导入二次焚烧室进行二次焚烧处理，二次焚烧的燃烧温度为 1100-1150 V ；
4)将二次焚烧处理后的残留烟气进行水冷式除尘，除尘后的烟气温度降至750-800°C，烟气以3-4米/秒流速在水冷式降温除尘器通过，烟气在水冷式降温除尘器内的滞留时间为1.5-2秒；
5)将除尘降温后的烟气导入余热锅炉进行余热回收；
6)余热回收后烟气通过空气换热器，经换热后的烟气经净化处理达到安全标准后排入大气。
[0015]进一步，所述一次焚烧室内负荷取为106X 14KJ/(m3, h)。
[0016]进一步，所述一次焚烧室采用干法出渣，换热后的盐渣采用螺旋干法出渣系统出料。
[0017]一次焚烧室和二次焚烧室的焚烧炉主体均采用立式耐火式结构，因焚烧炉内温度高，废液在焚烧的过程中有一部分盐会气化随着烟气冷却变成盐颗粒，80-90%盐渣在一次焚烧室内落下，换热后的盐渣采用螺旋干法出渣系统出料，避免湿法出渣高温盐渣掉入水中出现气爆的危险。
[0018]进一步，所述迷宫式沉降室的出口压力控制在-10(T-120Pa。
[0019]进一步，所述烟气净化处理设备设计进气流度为0.6-1.2m/s，耗液量为
0.4-1.35L/m3 气体，设计阻力 200_390Pa。
[0020]进一步,所述含盐废液为COD浓度(Chemical Oxygen Demand化学需氧量)为5万-100万含盐废废液、PH值为3-12，其中废水中的盐熔点在800°C以上。
[0021]进一步，步骤6)中所述空气换热器的空气或富氧气体被预热后通入一次焚烧室或二次焚烧室。
[0022]进一步，所述步骤4)中的所述水冷除尘所用冷却水源自步骤5)中的所述余热锅炉的软水，并对该软水进行预热。
[0023]进一步，所述步骤6)中所述净化处理包括依次设置的碱液洗涤、雾水分离。
[0024]一次焚烧后的残留有害烟气进入二次焚烧，二次焚烧的温度达到1100°C以上，在高温状态下气化状态的盐容易进入余热回收设备，气化状态的盐与换热设备接触容积占在余热设备管壁上，盐渣粘在余热管壁容易腐蚀管壁且导致换热效果下将；影响焚烧工艺稳定运行。本发明通过在二次焚烧室后设置水冷式降温除尘器使得烟气在其中停留时间足够长，并且使其温度降至800°C以下，可有效降低余热回收时烟气的盐分，降低了盐分对余热锅炉的损害，保证了工艺的连续稳定运行。
[0025]与现有技术相比，本发明废液焚烧兼热能回收系统在余热回收前盐分回收更加安全、充分、彻底，避免了盐分在余热锅炉及管道中的沉积，有效提高了余热回收效率，保证了设备的长时间正常运转。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1-1为本发明一次焚烧部分结构示意图；
图1-2为本发明二次焚烧部分结构示意图；
图1-3为本发明净化处理部分结构示意图；
图2为本发明流程示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行说明。
[0028]实施例1
如图1-2所示，一种含盐废液焚烧兼热能回收系统包括依次连接的高压雾化装置、一次焚烧室、迷宫式沉降室、二次焚烧室、水冷式降温除尘器、余热锅炉以及尾气净化装置；迷宫式沉降室包括壳体、烟气进口和烟气出口，壳体内烟气进口和烟气出口之间垂直设置有多个挡板，挡板交叉设置使得烟气经迷宫式的曲折路线通过；根据焚烧的废液的热值产生的烟气量设定迷宫式沉降室的长度、宽度、高度，使得烟气在该迷宫式沉降室的流速为2-3米/秒，烟气在迷宫式沉降室中的滞留时间为1.5-2秒；水冷式降温除尘器中的烟气流速为3-4米/秒，烟气滞留时间为1.5-2秒。
[0029]余热锅炉包括软水箱，水冷式降温除尘器的冷却水进口和出口分别经管路与软水箱连通，冷却水在水冷式降温除尘器与软水箱之间循环。由此，通过水冷式降温除尘器可以将软水箱内的软水进行预先加热，由此有效提高了本系统的预热回收效率。
[0030]余热锅炉与尾气净化装置之间设置有空气换热器，空气换热器的进气口与补氧风机连接，空气换热器的出气口与一次焚烧室和/或二次焚烧室连通，补氧风机吹入空气换热器内的气体经加热后流入一次焚烧室和/或二次焚烧室。补氧风机吹出的氧气或空气与余热锅炉排出的烟气交换热量，被加热后的氧气或空气通入一次焚烧室或二次焚烧室内，提升了焚烧温度的同时，降低了辅助燃料的使用量，即有效降低了本系统的能量效率。
[0031]尾气净化装置包括依次连接的碱液洗涤装置、雾水分离器、引风机和排气筒。雾水分离器的出水口与所述碱液洗涤装置的碱液循环池连通，所述雾水分离器中分离出的碱液经过其出水口及管路回流到所述碱液循环池内。
[0032]实施例2
如图2所示，一种含盐废液焚烧兼热能回收工艺，具体包括如下步骤:
1)含盐废液高压雾化并与空气混合后进入一次焚烧室内进行焚烧处理；一次焚烧的温度为750-800°C，雾化的废液在一次焚烧室中滞留时间为2秒；
2)将一次焚烧室产生的烟气导入迷宫式沉降室内进行沉降处理，去除烟气内的大颗粒盐类颗粒和粉尘；一次焚烧后的烟气在迷宫式沉降室中以每秒2.5米/秒速通过，烟气在沉降室中的滞留时间控制在2秒。
[0033]3)将经步骤2)后残留的烟气导入二次焚烧室进行二次焚烧处理，二次焚烧的燃烧温度为1100°c左右(当该温度过高时，氮氧化物会急剧增加)。
[0034]4)将二次焚烧处理后的残留烟气进行水冷式除尘，除尘后的烟气温度降至750-800°C，烟气以3.5米/秒流速在水冷式降温除尘器通过，烟气在水冷式降温除尘器内的滞留时间为2秒；
5)将除尘降温后的烟气导入余热锅炉进行余热回收；
6)余热回收后烟气通过空气换热器，经换热后的烟气经净化处理达到安全标准后排入大气。空气换热器的空气或富氧气体被预热后通入一次焚烧室或二次焚烧室。净化处理包括依次设置的碱液洗涤、雾水分离。
[0035]其中，一次焚烧室内负荷取为106X 14KJ/(m3, h)。一次焚烧室采用干法出渣，换热后的盐渣采用螺旋干法出渣系统出料。螺旋干法出渣系统包括水冷夹套式出渣池和螺旋式除渣机，其中，水冷夹套式出渣池包括接渣器和水套，接渣器安装在水套内，水套内的冷却水包围接渣器的外壁；接渣器内贯穿设置有螺旋式除渣机，焚烧炉产生的碱渣盐渣排入接渣器内经过水套冷却后，由螺旋式除渣机输送排出。
[0036]现有技术中含盐废水焚烧技术在一次室出口设计烟气水冷却罐，高温烟气直接插入水冷却罐，因为炉内温度高，焚烧后落下的高温盐渣会与水发生气爆现象，而本发明的干法出渣系统则有效避免了气爆现象的发生。
[0037]一次焚烧室和二次焚烧室的焚烧炉主体均采用立式耐火式结构，因焚烧炉内温度高，废液在焚烧的过程中有一部分盐会气化随着烟气冷却变成盐颗粒，80-90%盐渣在一次焚烧室内落下，换热后的盐渣采用螺旋干法出渣系统出料，避免湿法出渣高温盐渣掉入水中出现气爆的危险。
[0038]迷宫式沉降室的出口压力控制在-10(T-120Pa。烟气净化处理设备设计进气流度为0.6-1.2m/s,耗液量为0.4-1.35L/m3气体，设计阻力200_390Pa。通过上述参数的设置，可以取得烟气中的灰渣、盐渣沉降和生产效率、生产成本三者之间的最大边际效应。
[0039]本方法所处理的含盐废液为COD浓度为5万-100万含盐废废液、PH值为3_12，其中废水中的盐熔点在800°C以上。
[0040]步骤4)中的所述水冷除尘所用冷却水源自步骤5)中的所述余热锅炉的软水，并对该软水进行预热。
[0041]一次焚烧后的残留有害烟气进入二次焚烧，二次焚烧的温度达到1100°C以上，在高温状态下气化状态的盐容易进入余热回收设备，气化状态的盐与换热设备接触容积占在余热设备管壁上，盐渣粘在余热管壁容易腐蚀管壁且导致换热效果下将；影响焚烧工艺稳定运行。本发明通过在二次焚烧室后设置水冷式降温除尘器使得烟气在其中停留时间足够长，并且使其温度降至800°C以下，可有效降低余热回收时烟气的盐分，降低了盐分对余热锅炉的损害，保证了工艺的连续稳定运行。
[0042]以上结合附图仅描述了本申请的几个优选实施例，但本申请不限于此，凡是本领域普通技术人员在不脱离本申请的精神下，做出的任何改进和/或变形，均属于本申请的保护范围。
【权利要求】
1.一种含盐废液焚烧兼热能回收工艺，其特征在于，该工艺具体包括如下步骤: 1)含盐废液高压雾化并与空气混合后进入一次焚烧室内进行焚烧处理；一次焚烧的温度为750-800°C，雾化的废液在一次焚烧室中滞留时间为1.5-2.5秒； 2)将一次焚烧室产生的烟气导入迷宫式沉降室内进行沉降处理，去除烟气内的大颗粒盐类颗粒和粉尘；一次焚烧后的烟气在迷宫式沉降室中以每秒2-3米/秒速通过，烟气在沉降室中的滞留时间控制在1.5-2秒； 3)将经步骤2)后残留的烟气导入二次焚烧室进行二次焚烧处理，二次焚烧的燃烧温度为 1100-1150 V ； 4)将二次焚烧处理后的残留烟气进行水冷式除尘，除尘后的烟气温度降至750-800°C，烟气以3-4米/秒流速在水冷式降温除尘器通过，烟气在水冷式降温除尘器内的滞留时间为1.5-2秒； 5)将除尘降温后的烟气导入余热锅炉进行余热回收； 6)余热回收后烟气通过空气换热器，经换热后的烟气经净化处理达到安全标准后排入大气。
2.如权利要求1所述回收工艺，其特征在于，所述迷宫式沉降室的出口压力控制在-100?-120Pa。
3.如权利要求1所述回收工艺，其特征在于，所述含盐废液为COD浓度为5万-100万含盐废废液、PH值为3-12，其中废水中的盐熔点在800°C以上。
4.如权利要求1所述回收工艺，其特征在于，步骤6)中所述空气换热器的空气或富氧气体被预热后通入一次焚烧室或二次焚烧室。
5.如权利要求1所述回收工艺，其特征在于，所述步骤4)中的所述水冷除尘所用冷却水源自步骤5)中的所述余热锅炉的软水，并对该软水进行预热。
6.如权利要求1所述回收工艺，其特征在于，所述步骤6)中所述净化处理包括依次设置的碱液洗涤、雾水分离。
7.一种含盐废液焚烧兼热能回收系统，其特征在于，其包括依次连接的高压雾化装置、一次焚烧室、迷宫式沉降室、二次焚烧室、水冷式降温除尘器、余热锅炉以及尾气净化装置；所述迷宫式沉降室包括壳体、烟气进口和烟气出口，壳体内烟气进口和烟气出口之间垂直设置有多个挡板，挡板交叉设置使得烟气经迷宫式的曲折路线通过；根据焚烧的废液的热值产生的烟气量设定迷宫式沉降室的长度、宽度、高度，使得烟气在该迷宫式沉降室的流速为2-3米/秒，烟气在迷宫式沉降室中的滞留时间为1.5-2秒；所述水冷式降温除尘器中的烟气流速为3-4米/秒，烟气滞留时间为1.5-2秒。
8.如权利要求7所述回收系统，其特征在于，所述余热锅炉包括软水箱，所述水冷式降温除尘器的冷却水进口和出口分别经管路与软水箱连通，所述冷却水在水冷式降温除尘器与所述软水箱之间循环。
9.如权利要求7所述回收系统，其特征在于，所述余热锅炉与所述尾气净化装置之间设置有空气换热器，空气换热器的进气口与补氧风机连接，空气换热器的出气口与所述一次焚烧室和/或所述二次焚烧室连通，补氧风机吹入空气换热器内的气体经加热后流入一次焚烧室和/或二次焚烧室。
10.如权利要求7所述回收系统，其特征在于，所述尾气净化装置包括依次连接的碱液洗涤装置、雾水分离器、引风机和排气筒。
【文档编号】F23G7/04GK104344408SQ201410611267
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】王志军 申请人:宜兴市智博环境设备有限公司