一种采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧系统及方法与流程

本发明涉及废液处理技术领域，具体来说，是指一种采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧系统及方法。

背景技术：

我国每年在医药、纺织、石油、造纸等行业排放数以万吨的高浓度、难降解的工业废液。通常情况下，这些废液有如下的特点：

(1)ρ(bod)>100mg/l、ρ(cod)>2000mg/l；

(2)废液成分多为高浓度有机物；

(3)废液热值高于10500kj/kg。

近年来，随着社会对节能环保的呼吁愈来愈强烈，如何高效、清洁的处理工业废液，已经成为一个研究热点。常见的废液处理方法有溶剂萃取法、膜分离技术、氧化法、吸附法和焚烧法。

现有技术中，对有机废液的处理方式主要是采用焚烧法，通过焚烧炉进行焚烧处理。由于有机废液的着火温度相对较高，常规的焚烧处理技术很难使有机废液进行充分的燃烧，不仅不能充分利用有机废液中的能量，还会因为有机废液的不充分燃烧而产生有害烟气，例如一氧化碳以及二噁英等，从而对环境造成严重的影响。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，第一方面，提供一种采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧系统，以解决现有技术中对有机废液的焚烧处理不充分的技术问题。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧系统，包括废液单元、炉膛以及制氧单元，其中：

所述废液单元连接有雾化器，所述雾化器雾化废液单元的有机废液后输入炉膛；

所述制氧单元包括制氧设备与注氧点，所述制氧设备通过注氧点将产生的氧气输入炉膛；

所述炉膛燃烧有机废液后的余温烟气通过管路分别输送至雾化器以促进有机废液的雾化，所述余温烟气还与注氧点输出的氧气混合以形成富氧气体助燃雾化后的有机废液。

在上述技术方案的基础上，该采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧系统还可以做如下的改进。

可选的，所述废液单元包括管路连接的废液灌与废液浓缩装置，所述废液灌的有机废液通过管路输入废液浓缩装置进行浓缩，所述废液浓缩装置将浓缩后的有机废液通过管路输入雾化器，所述炉膛燃烧有机废液后的余温烟气通过管路输送至雾化器；或者，

所述炉膛燃烧有机废液后的余温烟气通过管路输送至废液浓缩装置与雾化器之间的管路。

可选的，所述炉膛的余温烟气出口通过管路连接有第一质量流量计，所述第一质量流量计通过管路分别连接有冷凝器和第二质量流量计，所述冷凝器通过管路连接有co2储存罐，所述第二质量流量计通过管路分别与雾化器和注氧点相连接。

可选的，所述炉膛的余温烟气出口与第一质量流量计之间通过管路连接有净化器，所述净化器对余温烟气进行净化。

可选的，所述炉膛的余温烟气出口与第一质量流量计之间还通过管路连接有换热器，所述换热器设置于炉膛的余温烟气出口与净化器之间；或者，所述换热器设置于净化器与第一质量流量计之间。

可选的，所述第一质量流量计以及第二质量流量计还通过管路分别连接有截止阀、调节阀和/或放散阀。

可选的，所述注氧点通过若干管路与炉膛相连接，若干所述管路均匀分布于雾化器的周围。

第二方面，本发明还提供一种采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧方法，使用上述的采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧系统，包括以下步骤：

s1、所述废液单元通过雾化器向炉膛内输入雾化后的有机废液，同时，所述制氧设备通过注氧点向炉膛内输入氧气；

s2、将有机废液燃烧后的余温烟气通过管路输送至雾化器，以促进有机废液的雾化，同时，将有机废液燃烧后的余温烟气通过管路输送至注氧点，使余温烟气与氧气混合形成富氧气体助燃雾化后的有机废液。

在上述技术方案的基础上，该采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧方法还可以做如下的改进。

可选的，所述制氧设备通过注氧点输出的氧气含量占富氧气体体积的24-35％，其余为机废液燃烧后的余温烟气。

可选的，所述废液单元将有机废液浓缩后输送至雾化器，所述有机废液燃烧后的余温烟气对浓缩后的有机废液进行雾化。

与现有技术相比，本发明提供的采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧系统具有的有益效果是：

本发明通过雾化器将有机废液雾化后输入炉膛，再通过制氧单元向炉膛内输入氧气，使雾化后的有机废液与氧气充分接触并且在富氧条件下燃烧，富氧燃烧提高了有机废液燃烧的温度，有机废液燃烧后的余温烟气循环回雾化器，利用了余温烟气的温度与气压，使雾化器能够更好的对有机废液进行雾化，解决了有机废液燃烧困难的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧系统的结构示意图。

图中：

1—废液灌；2—废液浓缩装置；3—雾化器；4—熔池；5—炉膛；6—换热器；7—净化器；8—第一质量流量计；9—冷凝器；10—co2储存罐；11—第二质量流量计；12—制氧设备；13—注氧点。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

本发明提供一种采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧系统，如图1所示，包括废液单元、炉膛5以及制氧单元，其中，制氧单元又包括制氧设备12以及注氧点13。废液单元连接有雾化器3，废液单元内的有机废液通过雾化器3雾化后输入炉膛5，雾化器3包括但不限于二流体雾化设备或者超声波雾化设备。制氧设备12通过注氧点13将产生的氧气输入炉膛5，制氧设备12包括但不限于空气分离装置、制氧机或者氧气罐。炉膛5通过管路分别与雾化器3和注氧点13相连接。

雾化后的有机废液在炉膛5内与氧气充分接触并且燃烧。一方面，有机废液雾化后形成小液滴，与氧气充分接触后易于燃烧，另一方面，炉膛5内氧气的含量相对于空气中的氧气含量更高，有机废液在炉膛5内燃烧的温度高于在空气中燃烧的温度，从而使有机废液能够在炉膛5内充分燃烧，避免了由于燃烧不充分而产生有害烟气的问题。

有机废液燃烧后的余温烟气通过管路分别引入雾化器3与注氧点13，余温烟气的气压能够推动有机废液通过雾化器3的小孔进行雾化，同时，余温烟气的温度能够增大有机废液的流动性，从而有利于有机废液的充分雾化，减少了有机废液雾化过程的能耗。另一方面，余温烟气与氧气混合后形成的富氧气体，能够对有机废液进行充分的燃烧。可选的，富氧气体保持在24-35％的经济氧气含量，避免氧气的过渡消耗以及制氧成本的增加。

如图1所示，废液单元包括废液灌1与废液浓缩装置2，废液灌1通过管路将有机废液输入废液浓缩装置2进行浓缩，废液浓缩装置2将浓缩后的有机废液通过管路输入雾化器3进行雾化。废液浓缩装置2包括但不限于蒸发浓缩或者膜浓缩等装置。炉膛5燃烧有机废液后的余温烟气通过管路输送至雾化器3，以促进雾化器3内有机废液的雾化。当然，炉膛5燃烧有机废液后的余温烟气也可以通过管路输送至废液浓缩装置2与雾化器3之间的管路，同样能够对有机废液起到气压推动以及增大流动性的作用。

有机废液经过浓缩后，能够提高有机废液的热值，从而提高有机废液的燃烧效率。但浓缩后的有机废液较为粘稠，不易雾化。本发明通过炉膛5将燃烧有机废液后的余温烟气加热浓缩后的有机废液，能够对浓缩后的有机废液起到增大流动性的作用，从而有利于浓缩后有机废液的雾化。

如图1所示，炉膛5的余温烟气出口通过管路连接有第一质量流量计8，第一质量流量计8通过管路分别连接有冷凝器9和第二质量流量计11。冷凝器9通过管路连接有co2储存罐10，第二质量流量计11通过管路分别与雾化器3和注氧点13相连接。炉膛5底部设置有熔池4，用于收集有机废液燃烧后剩余的氧化物。当然，第一质量流量计8以及第二质量流量计11还可以通过管路分别连接有截止阀、调节阀和/或放散阀等阀结构，用于控制余温烟气的、流通与关闭、流量大小以及安全流量。

初始时，余温烟气由余温烟气出口经第一质量流量计8、第二质量流量计11、雾化器3以及注氧点13循环回炉膛5，使有机废液在炉膛5内充分的燃烧，同时减少co2的排放以及余温烟气的热损失。当烟气循环利用率达到70％时，通过冷凝器9对co2进行冷却，最终由co2储存罐10收集。

如图1所示，在炉膛5的余温烟气出口与第一质量流量计8之间通过管路连接有净化器7，净化器7包括但不限于脱硫脱硝装置、除尘器或者废气处理装置等，用于去除余温烟气中的氮氧化物或者硫氧化物等有害物质。炉膛5的余温烟气出口与第一质量流量计8之间还通过管路连接有换热器6，换热器6设置于炉膛5的余温烟气出口与净化器7之间。当然，换热器6也可以设置于净化器7与第一质量流量计8之间。换热器6可以用于余热锅炉中将水转化为水蒸气，或者，可以用于冬季取暖。采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧系统通过换热器6使余温烟气的热量得到充分的利用，提高了有机废液燃烧的热能利用率。

特别地，注氧点13通过若干管路与炉膛5相连接，若干管路均匀分布于雾化器3的周围，增大富氧气体与雾化后的有机废液的接触面积，从而有利于有机废液的充分燃烧。

实施例2：

本发明还提供一种采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧方法，使用上述的采用富氧燃烧技术的有机废液燃烧系统。首先，通过雾化器3使废液灌1内的有机废液雾化后输入炉膛5，为了提高有机废液的热值，还可以使有机废液通过废液浓缩装置2浓缩后进行雾化。同时，通过注氧点13向炉膛5内输入氧气，制氧设备12产生氧气的方法包括但不限于膜分离法、变压吸附法或者深冷法，可以选用空气分离器。然后，使有机废液在炉膛5内富氧燃烧，燃烧后的余温烟气通过管路输送至雾化器3或者废液浓缩装置2与雾化器3之间的管路上。余温烟气的温度能够提高有机废液的流动性，并且余温烟气的气压能够推动有机废液通过雾化器3雾化，从而促进有机废液的雾化。同时，余温烟气与氧气混合形成的富氧气体，能够助燃有机废气，使有机废液充分的燃烧。

使用换热器6吸取余温烟气的热能，用于锅炉水蒸气的转化或者冬季取暖，以提高有机废液的燃烧热能利用率。当余温烟气循环利用率达到70％后，通过冷凝器9进行冷却，并且通过co2储存罐10收集有机废液燃烧后的co2副产品，用于工业生产。

本发明通过有机废液燃烧后的余温烟气再循环回雾化器3与注氧点13，利用了具有余温的循环烟气促进有机废液的雾化，并且通过提高氧气浓度强化有机废液的燃烧，解决了有机废液燃烧困难的问题。同时，还将余温烟气的热能用于换热器6，提高了余温烟气的热能利用率。本发明制得的co2副产品，还能够用于工业生产。

实施例3：

如图1所示，本发明中炉膛5燃烧有机废液后产生的余温烟气一部分通过第一质量流量计8输入冷凝器9，另一部分通过第一质量流量计8输入第二质量流量计11用于循环。用于循环的余温烟气量为a，在第二质量流量计11的管路上设置用于控制余温烟气流量以及流向的截止阀和/或调节阀等阀结构。使24％a的余温烟气流入雾化器3中，对雾化器3内的有机废液进行加热并促进雾化。同时，使剩余76％a的余温烟气流入注氧点13，剩余76％a的余温烟气与氧气混合形成富氧气体输入炉膛5，使雾化后的有机废液在富氧条件下充分燃烧。

本发明既可以通过截止阀和/或调节阀等阀结构来调节富氧气体中氧气的含量，即当制氧设备12通过注氧点13输出的氧气量一定时，改变分别输入雾化器3与注氧点13的余温烟气比例。也可以通过制氧设备12来调节富氧气体中氧气的含量，即当输入注氧点13的余温烟气量一定时，改变制氧设备12通过注氧点13输出的氧气量。

实施例4：

如图1所示，本发明中炉膛5燃烧有机废液后产生的余温烟气全部通过第一质量流量计8输入第二质量流量计11用于循环。用于循环的余温烟气量为b，在第二质量流量计11的管路上设置用于控制余温烟气流量以及流向的截止阀和/或调节阀等阀结构。使35％b的余温烟气流入雾化器3中，对雾化器3内的有机废液进行加热并促进雾化，同时，使剩余65％b的余温烟气流入注氧点13，剩余65％b的余温烟气与氧气混合形成富氧气体输入炉膛5，使雾化后的有机废液在富氧条件下充分燃烧。经过多次循环并且充分燃烧后的余温烟气再全部通过第一质量流量计8输入冷凝器9中进行冷凝。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。