本发明涉及含盐废水处理技术领域，尤其涉及一种含钠盐废水的处理系统及处理工艺。
背景技术：
含盐废水是指废水中的总含盐量较高的废水，其主要来自化工厂、煤化工、石油和天然气的采集加工等行业，这种废水含有多种物质(包括盐、油、有机重金属和放射性物质)，特别是总含盐量不低于1％的高含盐废水。随着工业化大生产的持续发展，含盐废水的产生途径日趋广泛，水量也逐年增加。特别是很多化工废水中含有钠盐，且含有其它一些有机有害物质(有些是剧毒物质)或一些无机有害物质，成分复杂，难于处理。在全社会对绿色生产和环保可持续发展的关注下，含盐废水对环境造成的影响日益显著，含盐废水的处理已成为行业内必须积极面对而不能回避的问题。
通常对于废水的处理往往采用生物法进行处理，然而高浓度的钠盐等盐类物质对微生物具有抑制作用，所以采用物化法处理，投资大，运行费用高，且难以达到预期的净化效果。高温焚烧处理也是一种具有可行性的办法，可将有机有害物质通过和氧结合产生无机物质，无机有害物质可在高温下分解变成其它物质，即使产生污染环境的SO2和NOx，也可通过脱硫、脱硝设备进行吸收，从而达到排放标准要求。因此，采用焚烧法对含钠盐的废水进行处理，相比生物法处理，在投资要求和运行费用上，具有一定的优势。
行业内通常的含钠盐废水焚烧锅炉处理办法，是采用油或天然气作为热源来加热废水，废水中的钠盐在高温状态下发生熔化或气化，同时设置两个区域，一个钠盐快速冷却空间和一个高温烟气快速降温的空间。熔化的钠盐滴落在下部空间进行冷却收集，但容易粘附在壁面上，而且气化的钠盐快速凝结，气态钠盐容易渗透到炉墙内，造成炉墙局部松动、破坏，并且钠盐的凝结对炉墙的腐蚀性和破坏性很强，密封性能差，且需要定期清理凝结在炉墙上的钠盐；尾部设置余热锅炉吸收烟气余热，快速降温区域不布置受热面，且空间体积较大，造成锅炉的体积庞大；须采用风机持续抽取低温烟气送入高温烟气区域降温，长期运行，电耗很大；采用油和天然气加热废水能耗很大；处理钠盐设备占用空间很大。此外由于废水中的钠盐，因其熔点低，在高温燃烧状态下，呈液体状态，很容易在冷却过程中粘结在受热面上造成堵塞，导致锅炉不能正常运行，生产稳定性差。
因此，如何得到一种更为适宜的含钠盐废水的处理工艺及处理系统，既能够处理含钠盐废水，同时稳定性好，投资小又适于工业化应用，已成为行业内诸多化工生产企业亟待解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种低浓度含钠盐废水的处理系统及处理工艺，本发明提供的处理工艺技术，采用含钠盐废水制作水煤浆作为燃料，以循环流态化燃烧的方式，焚烧了废水中的有害物质的同时，还能通过媒体物料吸收钠盐，而且具有较高的稳定性，循环利用度高，适于工业化应用。
本发明提供了一种低浓度含钠盐废水的处理系统，包括：
水煤浆燃烧炉，以及与所述水煤浆燃烧炉上部烟气出口相连接的高温旋风分离器；
所述水煤浆燃烧炉的燃烧室具有水冷壁。
优选的，所述高温旋风分离器的媒体物料出口与所述水煤浆燃烧炉下部的返料口相连接。
优选的，还包括放渣管和压差计；
所述放渣管与所述水煤浆燃烧炉的燃烧室底部的媒体物料循环系统相连通；
所述压差计用于显示料床层的差压。
优选的，所述水煤浆燃烧炉为立式循环流化床燃烧炉。
优选的，还包括加料口；
所述加料口与所述水煤浆燃烧炉的媒体物料循环系统相连接，用于补充媒体物料进入媒体物料循环系统。
本发明还提供了一种低浓度含钠盐废水的处理工艺，包括以下步骤：
A)采用低浓度含钠盐废水制作水煤浆；
B)以上述步骤得到的水煤浆作为燃料，以媒体物料作为循环物料，进行燃烧，通过媒体物料的循环，与钠盐反应和钠盐沉积来吸收钠盐。
优选的，所述媒体物料包括石英砂和补充媒体物料；
所述补充媒体物料包括高岭土、白云石、高铝矾土、石灰石和煤灰渣中的一种或多种。
优选的，所述媒体物料中，石英砂的含量小于等于50％；
所述媒体物料的含水量小于等于10％；
所述媒体物料还包括惰性媒体物料；
所述惰性媒体物料包括石英砂、石灰石和煤灰渣中的一种或多种。
优选的，所述低浓度含钠盐废水中的钠盐含量小于等于所述水煤浆燃料的灰份和补充媒体物料量之和的3％。
优选的，还包括：
C)上述步骤得到的烟气经过旋风分离后，得到媒体物料，媒体物料返回步骤B)，再次进行燃烧和吸收。
本发明提供了一种含钠盐废水的处理系统，包括水煤浆燃烧炉，以及与所述水煤浆燃烧炉上部的烟气出口相连接的高温旋风分离器；所述水煤浆燃烧炉的燃烧室具有水冷壁。与现有技术相比，本发明针对现有的低浓度含钠盐废水处理技术的缺陷，生物法投资要求和运行费用昂贵，成本高，而且焚烧锅炉处理方法不稳定，导致锅炉不能正常运行，生产稳定性差的问题。本发明将低浓度含钠盐废水制做水煤浆作为燃料，投入水煤浆燃烧炉下部炽热的处于流化状态的媒体物料中进行燃烧，通过媒体物料吸收钠盐；从而实现了水煤浆的循环燃烧，而且用含钠盐废水制浆，还节约了大量的水资源，比常规的钠盐废水处理技术，节约了大量的能耗和空间，设备成本大大降低。实验结果表明，Na盐基本能够吸收，受热面无粘附堵塞现象。
附图说明
图1为本发明提供的含钠盐废水的处理系统的结构和流向示意简图。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
本发明提供了一种含钠盐废水的处理系统，包括：水煤浆燃烧炉，以及与所述水煤浆燃烧炉上部烟气出口相连接的高温旋风分离器；所述水煤浆燃烧炉的燃烧室具有水冷壁。
本发明对所述水煤浆燃烧炉没有特别限制，以本领域技术人员熟知的燃烧炉即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述水煤浆燃烧炉优选为流化床燃烧炉，更优选为循环流化床燃烧炉，具体优选为立式循环流化床燃烧炉。
本发明所述处理系统包括高温旋风分离器，所述高温旋风分离器与所述水煤浆燃烧炉上部的烟气出口相连接。在本发明实施例中，所述高温旋风分离器的媒体物料(固体粉料)出口优选与所述水煤浆燃烧炉下部的返料口相连接。其作用在于，在燃烧室出口设有高温旋风分离器，被热烟气带出的媒体物料和较大的水煤浆颗粒团被分离器分离、捕捉，通过分离器下部的返料口返回燃烧室，减少了媒体物料的损失，实现循环燃烧，从而获得媒体物料很高的利用率。在其他实施例中，所述处理系统也可以包括其他循环利用装置，或所述高温旋风分离器出来的媒体物料也可以与其他装置相连接，以实现循环燃烧，获得含钠盐废水更好的处理效果或媒体物料更高的利用率为优选方案。
在本发明实施例中，所述含钠盐废水的处理系统优选还包括放渣管和压差计。本发明所述放渣管与所述水煤浆燃烧炉的燃烧室底部的媒体物料循环系统相连通。本发明所述压差计优选与所述料床层相连接，用于显示料床层的差压。
在本发明实施例中，所述含钠盐废水的处理系统优选还包括加料口。本发明所述加料口与所述水煤浆燃烧炉的媒体物料循环系统相连接，用于填充补充媒体物料进入媒体物料循环系统(即用于将后期补充的媒体物料送入媒体物料循环系统)。本发明所述连接加料口的加料装置具体优选为由螺旋输送机。
在本发明中，由于废水制浆的灰份含量较低且媒体物料(石英砂和高岭土等)不断的消耗，因此采用流态化型式的锅炉燃烧时，为了保证锅炉的正常运行，必须在锅炉运行过程中添加媒体物料，在炉前设置石英砂和高岭土仓。根据配比的要求、床料的磨损情况，开启连接媒体物料和锅炉的加料装置如(螺旋输送机)，满足媒体物料流化和循环的要求。输送机采用螺旋式，通过料仓一定的物料高度，能够起到密封作用。
本发明上述步骤提供了一种低浓度含钠盐废水的处理系统，其中水煤浆燃烧炉的燃烧室具有水冷壁，通过炉膛灰内循环对少量粘附在水冷壁上Na盐的持续冲刷，有效解决Na盐在水冷壁上的粘附，有效的解决了现有的燃烧法处理时，熔化钠盐滴落在下部空间进行冷却收集，容易粘附在壁面上；而气化钠盐快速凝结，气态钠盐容易渗透到炉墙内，造成炉墙局部松动、破坏的问题。而且Na盐的凝结对炉墙的腐蚀性和破坏性很强，密封性能差，且需要定期清理凝结在炉墙上的Na盐。此外，现有的处理系统尾部设置余热锅炉吸收烟气余热，快速降温区域不布置受热面，且空间体积较大，造成锅炉的体积庞大，还须采用风机持续抽取低温烟气送入高温烟气区域降温，长期运行，电耗很大，采用油和天然气加热废水能耗很大；处理Na盐设备占用空间很大等诸多缺陷。
本发明提供了一种低浓度含钠盐废水的处理工艺，包括以下步骤：
A)采用低浓度含钠盐废水制作水煤浆；
B)以上述步骤得到的水煤浆作为燃料，以媒体物料作为循环物料，进行燃烧，通过媒体物料的循环，与钠盐反应和钠盐沉积来吸收钠盐。
本发明首先采用低浓度含钠盐废水制作水煤浆。
本发明对所述低浓度含钠盐废水没有特别限制，以本领域技术人员熟知的低浓度含钠盐废水的概念即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述低浓度含钠盐废水中的钠盐含量优选小于等于所述水煤浆燃料的灰份和补充媒体物料量之和的3％，更优选小于所述水煤浆燃料的灰份和补充媒体物料量之和的3％。本发明所述百分含量均优选为质量百分含量。
本发明对所述水煤浆没有特别限制，以本领域技术人员熟知的水煤浆的配比组成即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述水煤浆中煤的重量份数优选为60～67；所述含钠盐废水的重量份数优选为33～40。
本发明以上述步骤得到的水煤浆作为燃料，以媒体物料作为循环物料，进行燃烧，通过媒体物料的循环，与钠盐反应和钠盐沉积来吸收钠盐。
本发明对所述媒体物料没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于流化床燃烧的媒体物料，即媒体物料，也可称为热媒物料，是燃烧环境状态下各种功能的固体载体，包括石英砂、高岭土、石灰石等；惰性物料：在燃烧过程中不参与燃烧，仅参与换热，耐磨损，使用周期长；但可与废水中的物质发生反应。本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述媒体物料优选为用于循环流化床式燃烧的媒体物料，更具体优选包括石英砂和补充媒体物料。本发明所述补充媒体物料优选包括高岭土、白云石、高铝矾土、石灰石和煤灰渣中的一种或多种，更优选为高岭土、白云石、高铝矾土、石灰石或煤灰渣。本发明所述媒体物料优选还包括惰性媒体物料，所述惰性媒体物料优选包括石英砂、石灰石和煤灰渣中的一种或多种，更优选为石英砂、石灰石或煤灰渣。
本发明对所述媒体物料的参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于流化床燃烧的媒体物料的参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述媒体物料中，石英砂的含量(质量含量)小于等于50％；所述媒体物料的含水量优选小于等于10％。本发明所述媒体物料的粒径优选小于等于2mm。
通常处于流化状态的媒体物料称为床料，颗粒较大，不容易被烟气携带；一旦颗粒通过相互之间的冲击破碎变细能够被烟气携带就变成循环媒体物料。本发明采用流态化燃烧方式和媒体物料循环方式焚烧含Na盐废水制浆的锅炉处理技术，采用含Na盐废水制成的水煤浆作为燃料，其燃料里面的灰份较少；同时根据处理废水量的要求不同，容易造成燃料里面的灰份更少，媒体物料量不能满足要求；因此需要补充媒体物料量来满足所需灰浓度的要求；补充的惰性媒体物料以满足在高温状态下能和Na盐反应、能粘附Na盐为主，保证锅炉长期稳定运行。
另外不同形式的Na盐在高温熔化后，呈现液态和少量气化两种状态，采用高温循环媒体物料来和气态的Na盐充分混合、反应，能充分吸收气态和在媒体物料循环到流化床时吸收液态的Na盐；同时作为床料的媒体物料也能和Na盐反应，吸收液态的Na盐。
常规流态化燃烧形式的水煤浆锅炉的床料采用石英砂作为媒体物料，耐磨损，使用时间长，其熔点为1750℃；但当在流化床中燃烧时，燃烧反应所形成的Na2O碱金属化合物将与床料砂子的主要成分α-SiO2发生反应生成Na2O·nSiO2等低熔点物质，熔点1089℃，同时生成SO2、CO2等气体，容易造成床料的板结。本发明采用高岭土、白云石、高铝矾土、石灰石或选择性煤灰渣等作为补充媒体物料，或者利用上述物质与石英砂的混合物作为媒体物料，和Na盐的反应生成NaAlO2有效的解决了上述缺陷。
水煤浆在低温燃烧过程中(850～950℃左右)，有效的控制了热力型NOX的生成，且由于媒体物料由石英砂与补充媒体物料(如石灰石等)构成，石灰石在高温下煅烧生成CaO，CaO与SO2反应进一步生成CaSO4，将SO2固定在炉渣内，减少了SO2的排放。炉膛内850～950℃的燃烧温度，也是CaO脱硫的最佳运行温度，可有效的减少SO2的排放。采用高岭土(主要成分为Al2O3)和石英砂的混合床料，高温烟气携带的热灰中的高岭土和Na盐进行反应，反应生成NaAlO2，炉膛内的热灰多次循环对熔融状态下Na盐进行充分的反应，其熔点为1650℃，NaAlO2沉降在石英砂中或随烟气带走，解决了Na盐在高温受热面上粘结问题。
而且采用高效分离的媒体物料循环系统中，既使有非常少量气化的Na盐因水冷的壁面温度低，粘附在水冷壁上，也会由于炉膛内循环灰的下降灰流磨损掉，从而保持水冷壁的光滑和传热效果；既使非常少量气化Na盐没有被媒体循环物料吸收，粘附在尾部对流受热面上，也会在动态平衡细灰的持续冲击下，被烟气带走，从而保持受热面的光洁和传热效果。流态化的固体颗粒的粘结与低熔点共晶体熔化而形成的粘性液体物质有关，液体物质与固体物质之间的比例决定颗粒的粘性，以及颗粒之间的粘结程度。
此外，废水中Na盐含量一般比较少，锅炉长期运行，即使部分产生低熔点的Na2O·nSiO2或其它形式的低熔点的Na盐不断地在流化床上积累，固体颗粒的粘结将形成床层内结块，当结块越来越多，体积越来越大，容易造成流化不均匀或轻度板结，为避免床料的板结，锅炉设置放渣管和料层差压，根据料层差压的增加情况，定期的更换部分床料，以保持比较好的流化状态。通过Al2O3和Na盐的反应和定期更换床料的办法有效地避免了床料的板结、对过热器的粘附和对过热器的晶间腐蚀。
本发明对所述燃烧没有特别限制，以本领域技术人员熟知的燃烧方式即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述燃烧优选为流化床式燃烧，更优选为循环流化床式燃烧。本发明所述燃烧的温度优选为850～950℃。
本发明为提高燃烧的效率，和低浓度含钠盐废水的处理效果，所述处理工艺优选还包括步骤C)：
C)上述步骤得到的烟气经过旋风分离后，得到尾气和媒体物料，媒体物料返回步骤B)，再次进行燃烧。
本发明将含Na盐废水制做的滴状水煤浆作为燃料投入燃烧室下部炽热的处于流化状态的媒体物料中进行燃烧；采用0～2mm的耐磨性媒体物料(如石英砂、高岭土、高铝矾土、石灰石等)从炉前送入作为补充，通过媒体物料吸收Na盐；在燃烧室出口设有高温旋风分离器，被热烟气带出的媒体物料和较大的水煤浆颗粒团被分离器分离、捕捉，通过分离器下部的返料器(加料装置)返回燃烧室的进料口，减少了媒体物料的损失，实现循环燃烧，从而获得媒体物料很高的利用率。
本发明采用炉膛、高效高温旋风分离器、返料器(加料装置)作为媒体物料循环系统；媒体物料为床料，由石英砂和高岭土(高铝矾土等)、石灰石等组成。循环流化床锅炉的燃烧室底部是由媒体物料构成床料，燃烧时床料的温度在850～950℃左右，滴状水煤浆投入炽热、悬浮的流化床中，在炽热的流化床料的加热下迅速完成水分析出、挥发分析出并着火燃烧、焦碳燃烧的过程。在流化状态下，大的水煤浆颗粒团进一步解体为细颗粒，被热烟气带出密相区进入悬浮室继续燃烧，直至完全燃烬。
燃烧室的出口设有分离回输装置--高温旋风分离器，被热烟气带出的媒体物料和较大的水煤浆颗粒团，被分离器分离、捕捉，通过分离器下部设置的回输通道，返回水煤浆燃烧炉的燃烧室下部的密相区；这样，既减少了媒体物料的损失，又实现了水煤浆颗粒团的循环燃烧，从而获得很高的燃烬率。
参见图1，图1为本发明提供的含钠盐废水的处理系统的结构和流向示意简图。
本发明上述步骤提供的含钠盐废水的处理工艺和系统，将低浓度含钠盐废水制做水煤浆作为燃料，投入水煤浆燃烧炉下部炽热的处于流化状态的媒体物料中进行燃烧，通过媒体物料吸收钠盐，能够通过调节媒体物料的浓度，达到调节燃烧温度和吸收Na盐的目的，还能够采用不同的媒体物料通过高温反应来吸收不同物质；从而实现了水煤浆的循环燃烧，而且用含钠盐废水制浆，还节约了大量的水资源，比常规的钠盐废水处理技术，节约了大量的能耗和空间，设备成本大大降低。实验结果表明，Na盐基本能够吸收，受热面无粘附堵塞现象。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种含钠盐废水的处理系统及处理工艺进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例1
以35t/h、1.25MPa饱和蒸汽锅炉为例，采用废水制浆处理废水，水煤浆含盐量为5‰，折合废水含盐量为：1.4％，水煤浆热值：19020KJ/Kg，灰份：15.64％，每小时水煤浆耗量：5.194t/h，补充媒体物料量：石英砂：100Kg/h，高岭土：126Kg/h，石灰石：100Kg/h；
通过采用高岭土、石英砂和石灰石作为循环物料的循环流化床燃烧方式处理后，受热面表面基本光滑，无粘结和堵塞现象，床料更换采用每班更换1次基本能解决床料板结问题。
以上对本发明提供的一种低浓度含钠盐废水的处理系统及处理工艺进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。