一种含尘废液焚烧处理及余热利用系统的制作方法

1.本技术涉及化工废液焚烧及余热利用技术领域，具体涉及一种尘废液焚烧处理及余热利用系统。


背景技术：

2.我国每年石油化工等行业会产生数千吨的废液，其中含尘废液会对水环境造成污染，威胁人类健康。对工业废液的处理主要是高压注射到地下深处储存和废液高温焚烧的方法。由于工业排放的含尘废液具有一定热值，采用高温焚烧技术处理是一种高效，可行的方式。含尘废液的焚烧处理，既可以回收利用部分热量，又可以使被焚烧的含尘废液在除尘后环保排放，最大限度的减容并尽量减少二次污染，达到废物综合利用与环境保护的目的。通过焚烧系统处理的含尘废液，在燃烧过程中分解成可排入大气的无毒气体如二氧化碳或可通过烟气除尘净化装置捕集的含尘颗粒物。目前采用的一般焚烧炉设备和焚烧系统相对处理量较小，含尘废液在炉膛内停留时间和燃烧温度难以满足废液充分反应的要求，且没有系统的给水系统和余热锅炉系统来对高温烟气的热量进行回收利用，造成系统的节能效果不理想。并且，没有多措施的成套清灰系统和除尘系统，容易造成换热管束积灰而换热效果差和积灰堵塞设备，使得焚烧系统稳定连续运行周期短，使用效率低。不能为厂区提供最大的经济效益，排放的烟气也达不到更新的节能环保标准。


技术实现要素：

3.本技术提供一种含尘废液焚烧处理及余热利用系统，解决了目前焚烧系统处理量较小、节能效果不理想以及容易积灰的问题。
4.根据本技术第一实施例中的含尘废液焚烧处理及余热利用系统，包括：
5.焚烧炉系统；
6.供给系统，供给系统包括含尘废液供给系统、燃料气供给系统和助燃风供给系统，供给系统与焚烧炉系统的输入端相连；
7.余热锅炉系统，余热锅炉系统包括清灰系统，余热锅炉系统的输入端与焚烧炉系统的输出端相连；
8.脱硝系统，脱硝系统与余热锅炉系统的输出端相连；
9.给水系统，给水系统的输入端与外部水源相连，给水系统的输出端与余热锅炉系统相连；
10.除尘系统，除尘系统的输入端与余热锅炉系统的输出端相连；
11.排烟系统，排烟系统的输入端与除尘系统的输出端相连，排烟系统的输出端与外界连通。
12.可选的，在本技术的其它实施例中，焚烧炉系统包括焚烧炉，焚烧炉包括燃烧器、风箱，燃烧器位于焚烧炉的顶部，风箱位于燃烧器的下方，燃烧器和风箱上设有多个接口，以与供给系统连接。
13.可选的，在本技术的其它实施例中，含尘废液供给系统包括一级含尘废液管线、二级含尘废液管线和三级含尘废液管线，一级含尘废液管线、二级含尘废液管线和三级含尘废液管线分别与接口相连，以分级输送含尘废液至焚烧炉系统。
14.可选的，在本技术的其它实施例中，燃料气供给系统包括一级燃料气管线、二级燃料气管线和三级燃料气管线，一级燃料气管线、二级燃料气管线和三级燃料气管线分别与接口相连，以分级输送燃料气至焚烧炉系统。
15.可选的，在本技术的其它实施例中，助燃风供给系统包括一级助燃风管线和二级助燃风管线，一级助燃风管线和二级助燃风管线分别与接口相连，以分级输送助燃风至焚烧炉系统。
16.可选的，在本技术的其它实施例中，余热锅炉系统还包括辐射冷却室、汽包、蒸发器、过热器和集箱，清灰系统包括吹灰装置和振打装置，辐射冷却室与焚烧炉系统相连通，蒸发器、过热器、吹灰装置和振打装置位于辐射冷却室内，汽包设置在过热器的上游，集箱设置在过热器的下游；吹灰装置位于蒸发器和过热器的上方。
17.可选的，在本技术的其它实施例中，脱硝系统包括喷氨装置和脱硝反应器，脱硝反应器设置在喷氨装置的下游。
18.可选的，在本技术的其它实施例中，给水系统包括除氧器、给水泵和省煤器，除氧器与外部水源相连，给水泵设置于除氧器的下游，省煤器设置于给水泵的下游。
19.可选的，在本技术的其它实施例中，除尘系统包括除尘器，除尘器设置于省煤器的下游。
20.可选的，在本技术的其它实施例中，排烟系统包括引风机、烟道和烟囱，引风机通过烟道与除尘器相连，烟囱设置于引风机的下游并与外界连通。
21.根据本技术实施例的含尘废液焚烧处理及余热利用系统，至少具有如下技术效果：
22.1)本技术含尘废液焚烧处理及余热利用系统包括余热锅炉系统，在冷却焚烧系统输出的高温烟气时，通过除氧水的汽化来产生过热蒸汽供厂区使用，同时，余热锅炉系统包括清灰系统，烟气中的含尘颗粒物也会通过自然沉降及清灰系统的作用，降落到灰斗上便于定期清理；
23.2)本技术含尘废液焚烧处理及余热利用系统包括脱硝系统，通过喷入脱硝试剂和烟气混合，在催化剂的作用下降低烟气中氮氧化物的浓度，为环保排放提供保障；
24.3)本技术含尘废液焚烧处理及余热利用系统包括给水系统，给水系统将除氧水送至余热锅炉系统来产蒸汽，除氧水的输送避免了给水管道、余热锅炉系统的换热设备生产腐蚀物氧化铁，延长了系统的使用寿命；
25.4)本技术含尘废液焚烧处理及余热利用系统包括除尘系统和排烟系统，除尘系统和排烟系统将冷却后的烟气中的含尘颗粒物进一步脱除，确保排出的烟气含尘量达到环保排放标准。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于
本领域技术人员来讲，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。
27.图1是本技术一实施例提供的含尘废液焚烧处理及余热利用系统的示意图。
28.图中标记分别表示为：1-焚烧炉系统、11-焚烧炉、111-燃烧器、112-风箱、1111-接口、2-供给系统、21-含尘废液供给系统、211-一级含尘废液管线、212-二级含尘废液管线、213-三级含尘废液管线、22-燃料气供给系统、221-一级燃料气管线、222-二级燃料气管线、223-三级燃料气管线、23-助燃风供给系统、231-一级助燃风管线、232-二级助燃风管线、233-助燃风机、3-余热锅炉系统、31-清灰系统、311-吹灰装置、312-振打装置、32-辐射冷却室、33-汽包、34-蒸发器、35-过热器、36-集箱、4-脱硝系统、41-喷氨装置、42-脱硝反应器、5-给水系统、51-除氧器、52-给水泵、53-省煤器、6-除尘系统、61-除尘器、7-排烟系统、71-引风机、72-烟道、73-烟囱、8-膨胀节、9-灰斗。
具体实施方式
29.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”通常是指装置实际使用或工作状态下的上、下、左和右，具体为附图中的图面方向。
30.本技术实施例提供一种含尘废液焚烧处理及余热利用系统。以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
31.本技术实施例提供一种含尘废液焚烧处理及余热利用系统，包括：焚烧炉系统1；供给系统2，供给系统2包括含尘废液供给系统21、燃料气供给系统22和助燃风供给系统23，供给系统2与焚烧炉系统1的输入端相连；余热锅炉系统3，余热锅炉系统3包括清灰系统31，余热锅炉系统3的输入端与焚烧炉系统1的输出端相连；脱硝系统4，脱硝系统4与余热锅炉系统3的输出端相连；给水系统5，给水系统5的输入端与外部水源相连，给水系统5的输出端与余热锅炉系统3相连；除尘系统6，除尘系统6的输入端与余热锅炉系统3的输出端相连；排烟系统7，排烟系统7的输入端与除尘系统6的输出端相连，排烟系统7的输出端与外界连通。本技术含尘废液焚烧处理及余热利用系统包括焚烧系统、供给系统2、余热锅炉系统3、脱硝系统4、给水系统5、除尘系统6和排烟系统7，是集废液分级焚烧、烟气余热产过热蒸汽、降低氮氧化物排放及除尘等功能于一体的焚烧处理系统，其对含尘化工废液的传统处理工艺进行改进和升级，能更好适应愈加严格的环保和节能要求。
32.请参阅图1，焚烧炉系统1包括焚烧炉11，焚烧炉11包括燃烧器111、风箱112，燃烧器111位于焚烧炉11的顶部，风箱112位于燃烧器111的下方，燃烧器111和风箱112上设有多个接口1111，以与供给系统2连接。具体的，焚烧炉11与燃烧器111通过螺栓固定，焚烧炉11与风箱112通过焊接固定。其中燃烧器111上安装有高能点火枪、一级含尘废液喷枪、二级燃料气喷枪和一级助燃风接口。风箱112呈环形，风箱112设有二级助燃风接口、二级含尘废液喷枪、三级含尘废液喷枪和三级燃料气喷枪。焚烧炉11包括竖直段炉膛和水平段炉膛，竖直
段炉膛与水平段炉膛相连通。焚烧炉系统1通过上述多个接口1111与供给系统2连接，通过供给系统2燃料气、含尘废液和助燃风的供给，含尘废液在燃料气不断供能的焚烧炉11竖直段炉膛的火焰中快速充分焚烧，焚烧后的烟气通过焚烧炉11的水平段炉膛输入余热锅炉系统3，从而将含尘废液中的含尘颗粒与废液分离，便于后续系统的清除和热量交换。
33.优选的，燃烧器111上可安装有观火孔，且观火孔与冷却风管道连接，在观察火焰状态时冷却风不断给观火孔玻璃降温，避免玻璃破碎造成人员伤害。焚烧炉11的竖直段炉膛上也可安装有观火孔，观察燃料气喷枪和含尘废液喷枪的喷出物燃烧状态，观火孔也配有冷却风。
34.具体的，含尘废液喷枪为夹套结构，内层为含尘废液通道，外层为厂区提供的带压力的压缩空气，含尘废液在喷枪内通过压缩空气的冲击而以雾状小颗粒状态进入焚烧炉11的竖直段炉膛，便于含尘废液更好的进行热力氧化。
35.进一步的，含尘废液供给系统21包括一级含尘废液管线211、二级含尘废液管线212和三级含尘废液管线213，一级含尘废液管线211、二级含尘废液管线212和三级含尘废液管线213分别与接口1111相连，以分级输送含尘废液至焚烧炉系统1。含尘废液供给系统21包括含尘废液总管线，含尘废液总管线分支为一级含尘废液管线211、二级含尘废液管线212和三级含尘废液管线213，其中，一级含尘废液管线211与燃烧器111的一级含尘废液喷枪相连，二级含尘废液管线212与风箱112的二级含尘废液喷枪相连，三级含尘废液管线213和三级含尘废液喷枪相连。优选的，含尘废液总管线上配有过滤器，将大粒径的含尘颗粒物过滤清除，避免造成各级含尘废液喷枪堵塞。含尘废液供给系统21向焚烧炉系统1供给含尘废液，并且将含尘废液分为三级输送管线，对应的三级喷枪分别插入燃烧器111和风箱112相应位置，进行含尘废液的分级燃烧，避免了炉膛内因含尘废液集中燃烧造成的热力氧化不完全和炉膛流场不佳的不利情况。
36.进一步的，燃料气供给系统22包括一级燃料气管线221、二级燃料气管线222和三级燃料气管线223，一级燃料气管线221、二级燃料气管线222和三级燃料气管线223分别与接口1111相连，以分级输送燃料气至焚烧炉系统1。燃料气供给系统22包括燃料气总管线，燃料气总管线分支为一级燃料气管线221、二级燃料气管线222和三级燃料气管线223，其中，一级燃料气管线221与燃烧器111的高能点火枪相连，二级燃料气管线222与燃烧器111的二级燃料气喷枪相连，三级燃料气管线223和三级燃料气喷枪相连。优选的，燃料气总管线及各级分支管线上都配有阻火器，防治焚烧炉系统1炉膛内的明火倒窜进燃料气供给系统22造成燃烧爆炸事故。燃料气供给系统22向焚烧炉系统1供给高热值的燃料气，并且通过三级输送管线，分级送入燃烧器111和焚烧炉11内进行燃烧，为含尘废液的充分反应提供热能的同时，避免了集中高温时热力型氮氧化物的生成，降低了排放至大气的氮氧化物浓度。
37.进一步的，助燃风供给系统23包括一级助燃风管线231和二级助燃风管线232，一级助燃风管线231和二级助燃风管线232分别与接口1111相连，以分级输送助燃风至焚烧炉系统1。助燃风供给系统23包括助燃风机233和风道，其中助燃风机233进风口与带防护网的消音器通过螺栓连接，出风口与风道通过螺栓连接。风道分支为一级助燃风管线231和二级助燃风管线232，其中，一级助燃风管线231与燃烧器111的一级助燃风接口相连，二级助燃风管线232与风箱112的二级助燃风接口相连。风箱112接收来自二级助燃风管线232的空气，在腔室内循环流动，通过三级燃料气喷枪、二级含尘废液喷枪和三级含尘废液喷枪，共6
～10支喷枪在焚烧炉系统1的竖直段炉膛上的插入口的缝隙处进入竖直段炉膛内，提供燃烧所需空气。优选的，助燃风机233入口配置消音器，消音器设置防护网，避免杂物进入风机造成设备损坏。助燃风供给系统23向焚烧炉系统1送入助燃空气，助燃空气分两级输送至燃烧器111和焚烧炉11，结合各自区域的含尘废液和燃烧气浓度进行助燃风流量的调节，灵活便捷。
38.在本技术的一些实施例中，焚烧炉系统1和余热锅炉系统3通过膨胀节8相连。具体的，焚烧炉11的水平段炉膛通过膨胀节8与余热锅炉系统3的辐射冷却室32相连。膨胀节8是利用弹性变形来补偿焚烧炉系统1和余热锅炉系统3因高温烟气造成的不同方向上的热应力。优选的，膨胀节8四周圆弧过渡，制作完成后，配制内撑杆避免在运输中变形，且满足耐高温烟气腐蚀要求。
39.进一步的，余热锅炉系统3还包括辐射冷却室32、汽包33、蒸发器34、过热器35和集箱36，清灰系统31包括吹灰装置311和振打装置312，辐射冷却室32与焚烧炉系统1相连通，蒸发器34、过热器35、吹灰装置311和振打装置312位于辐射冷却室32内，汽包33设置在过热器35的上游，集箱36设置在过热器35的下游；吹灰装置311位于蒸发器34和过热器35的上方。余热锅炉系统3将焚烧炉系统1内反应得到的高温烟气的热量部分吸收，并转化为蒸汽供厂区使用。
40.具体的，辐射冷却室32是提供水冷管屏内除氧水与焚烧炉系统1的高温烟气换热的场所。在辐射冷却室32的下方可设置灰斗9。汽包33将给水系统5送入的除氧水部分送入各水冷管屏，并汇集各水冷管屏内除氧水与高温烟气换热后产生的饱和蒸汽，再利用内置汽液分离装置，分离出汽液混合物中的饱和蒸汽送至过热器35。蒸发器34是接收汽包33内另一部分给水系统5送入的除氧水，也在辐射冷却室32内与高温烟气进行换热以产生饱和蒸汽通过管道连接送回汽包33。过热器35是接收汽包33内经汽液分离装置分离出的饱和蒸汽，继续在辐射冷却室32内与高温烟气进行换热以产生过热蒸汽。集箱36通过管道连接，接收过热器35产出的过热蒸汽，当满足厂区管网的压力和温度要求后通过管道送至管网。优选的，与过热器35出口连接的集箱36上配置有放空消音器，不满足厂区蒸汽管网温度和压力要求的蒸汽，通过放空管道上的消音器排入大气。
41.具体实施时，从焚烧炉11水平段炉膛来的高温烟气，在由水冷屏管束组成的辐射冷却室32中，将热量传递给水冷屏管束中的除氧水，使烟气降温的同时除氧水也会汽化为饱和蒸汽，而烟气中含尘颗粒物也会在辐射冷却室32中因沉降和清灰作用而落入灰斗9中进行定期清理。蒸发器34管束中的除氧水也会在和烟气换热中吸热汽化为饱和蒸汽，与水冷屏的饱和蒸汽分别通过管道输送到汽包33中。汽包33一边接收来自给水系统5的省煤器53中的除氧水后送入辐射冷却室32的水冷屏管束和蒸发器34的管束中，一边接收二者产生的饱和蒸汽，并通过汽包33内部的汽液分离装置将除氧水和饱和蒸汽分离；分离后的除氧水继续送入辐射冷却室32和蒸发器34中，而分离后的饱和蒸汽则通过管道送入过热器35中继续与烟气进行换热，升温汽化为过热蒸汽后送入集箱36。集箱36中的过热蒸汽进行一段时间的温度和压力调节稳定后，通过管道输送至厂区管网使用。
42.具体的，可设置多个吹灰装置311，吹灰装置311分别安装在余热锅炉系统3的辐射冷却室32的水冷管束位置以及蒸发器34管束、过热器35管束的上方，同时，吹灰装置311也可布置在脱硝反应器42的上方。吹灰装置311为通过高压力的空气吹扫余热锅炉系统3容易
积灰的过热器35，蒸发器34及省煤器53管束，这些管束内部流通给水系统5的除氧水，外部与高温烟气接触传热时会残留含尘颗粒物，需要定期打开吹灰系统进行吹扫，避免管束外部积灰过多影响传热效果。
43.具体的，振打装置312可分层安装在辐射冷却室32的多个位置。振打装置312为在辐射冷却室32内烟气湍流度较大区域的水冷管屏外部安装的振打设备，定期振打水冷管屏以抖落管屏内部冷却烟气时聚集的含尘颗粒物。
44.余热锅炉系统3的辐射冷却室32，蒸发器34和过热器35，在冷却焚烧系统输出的高温烟气时，通过除氧水的汽化来产生过热蒸汽供厂区使用，同时烟气中的含尘颗粒物也会通过自然沉降、吹灰装置311和振打装置312的作用，降落到灰斗9上便于定期清理。
45.进一步的，脱硝系统4包括喷氨装置41和脱硝反应器42，脱硝反应器42设置在喷氨装置41的下游。优选的，喷氨装置41出口设置气流均布导流结构，易于磨损的部位设有防磨措施。喷氨装置41与脱硝反应器42中间安装膨胀节8，二者与膨胀节8通过焊接固定，通过膨胀节8来补偿热膨胀的位移。通过喷氨装置41将氨基还原剂喷入烟气，混合后的烟气送入尾部脱硝反应器42内，再与催化剂发生反应从而脱除部分氮氧化物，为环保排放提供保障。
46.进一步的，给水系统5包括除氧器51、给水泵52和省煤器53，除氧器51与外部水源相连，给水泵52设置于除氧器51的下游，省煤器53设置于给水泵52的下游。省煤器53下方设置有灰斗9。除氧器51接收来自厂区的公用工程水，并利用接收的蒸汽进行混合升温，直至温度达到除去水中氧的要求后，通过管道输送到给水泵52中进行加压，加压后的除氧水在省煤器53中与烟气进行换热升温后，被送至汽包33中参与汽水循环。优选的，除氧器51送入的公用工程水通过调节输入的蒸汽量进行混合加热至一定温度，确保排出到给水泵52的是除氧水。除氧水的输送避免了给水管道、余热锅炉系统3的换热设备生产腐蚀物氧化铁，延长了系统的使用寿命。
47.进一步的，除尘系统6包括除尘器61，除尘器61设置于省煤器53的下游。除尘器61为袋式除尘器61。优选的，除尘器61包括滤袋室、出气室，灰斗9和喷吹装置，含尘烟气进入滤袋室后从滤袋外部孔隙到达上层出气室后排出，当滤袋外表面积累的含尘颗粒多到影响新进烟气通过孔隙时，喷吹装置会瞬间输入带有压力的空气，使滤袋外扩膨胀以抖落外表面粘附的含尘颗粒，并落至灰斗9集中定期清理。
48.具体实施时，含尘烟气经过省煤器53换热后进入除尘器61，省煤器53下部安装有灰斗9，吹灰装置311将脱硝反应器42和省煤器53吹落的含尘颗粒物在底部灰斗9中收集，减少进入除尘器61的含尘颗粒物浓度。在除尘器61中的含尘烟气，一部分大粒径的含尘颗粒物因碰撞和自然沉降作用掉落到下方的灰斗9中沉积。另一部分小粒径的含尘颗粒物在除尘器61的滤袋套筒的外部被截留，除去含尘颗粒物的洁净烟气通过除尘器61上方的出气室排出。当滤袋表面含尘颗粒物堆积过多，造成烟气流通阻力增大达到设定的阈值，除尘器61配置的喷吹装置会开启，瞬间输送高压力的公用工程空气，使滤袋快速向外膨胀，以抖落附着在滤袋表面的含尘颗粒物，并沉积到灰斗9中进行定期清理。
49.进一步的，排烟系统7包括引风机71、烟道72和烟囱73，引风机71通过烟道72与除尘器61相连，烟囱73设置于引风机71的下游并与外界连通。优选的，在烟囱73上设置粉尘浓度监测仪器和氮氧化物浓度监测仪器，通过监测数据来调节系统的清灰频率和喷氨装置41的喷氨量。引风机71将除尘器61排出的洁净烟气通过烟道72抽出，并输送至烟囱73排放大
气。同时，烟囱73的顶部空气流速较高，也会为烟囱73内部的洁净烟气流动提供动力，在引风机71和烟囱73出口抽力的共同作用下，快速将焚烧系统处理后的洁净烟气排放至大气。除尘系统6和排烟系统7将冷却后的烟气中的含尘颗粒物进一步脱除，利用引风机71的抽力和除尘器61滤袋的拦截作用，确保烟囱73排出的烟气含尘量达到环保排放标准。
50.具体实施时，含尘废液焚烧处理及余热利用系统工作模式为：将含尘废液、燃料气和助燃风，通过管道和喷枪分级送入燃烧器111和焚烧炉11炉膛对应位置进行配比燃烧，保证焚烧炉11内有氧气和燃料气存在的条件下，含尘废液在高温下充分分解氧化，并降低了氮氧化物的生成。从焚烧炉11炉膛排放出的高温烟气，与余热锅炉系统3和给水系统5的除氧水进行换热，生成供厂区使用的过热蒸汽，提高烟气的余热利用节能效率。换热后的烟气，在脱硝系统4，清灰系统31的吹灰装置311和振打装置312，除尘系统6的除尘器61，和排烟系统7的引风机71和烟囱73后降低了烟气中氮氧化物浓度和含尘颗粒物的浓度，使排入大气的烟气满足国家环保要求。
51.本技术实施例提供了一种集废液分级焚烧、烟气余热产过热蒸汽、降低氮氧化物排放及除尘等功能于一体的含尘废液焚烧处理及余热利用系统，其对含尘化工废液的传统处理工艺进行改进和升级，能更好适应愈加严格的环保和节能要求。
52.以上对本技术所提供的一种含尘废液焚烧处理及余热利用系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术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技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。