含鹽廢渣、含鹽廢水和惡臭廢氣的焚燒處理系統及方法

2023-05-22 14:06:21 2

專利名稱：含鹽廢渣、含鹽廢水和惡臭廢氣的焚燒處理系統及方法
技術領域：
本發明涉及工業三廢的無害化、資源化處理技術領域，尤其涉及一種含鹽廢渣、含 鹽廢水和惡臭廢氣的焚燒處理系統及方法。
背景技術：
隨著工業的發展，工業生產所排放的「廢水、廢渣、廢氣」日益增多，「工業三廢」如 未達到規定的排放標準便排入環境中，汙染物在環境中發生物理的和化學的變化後又產生 了新物質，造成大氣、水和土壤的環境汙染，危害人體健康。因此「工業三廢」的治理和利用， 將對整個人類的生存和發展產生巨大的影響。
現有技術中對廢渣、廢液是採取分別處理的方法。廢渣的處理方法有物理方法、化 學方法、生物處理方法及熱處理方法，其中，熱處理方法是通過高溫來破壞和改變固體廢物 的組成和結構，以達到減容、無害化或綜合利用的目的，如焚燒、熱解或溼式氧化。廢液常用 的處理方式有生物降解、化學解毒、地表池塘和焚燒等，其中，焚燒法是處理高濃度有機廢 液的一種有效的方法，不僅能將有毒有害物質經高溫氧化分解為無害物質，徹底實現廢液 的無害化處理，並可回收廢液所含能量，達到廢物資源化的目的。將廢渣、廢液分別處理，無 疑加大了處理設備的投資，增加了處理成本。
由於鹽在廢渣、廢液中普遍存在，如何有效地利用其中的鹽分或降低排出物中鹽 分含量是環境治理技術領域面臨的難題。中國發明專利ZL200610037605. 3，授權公告號 CN100398907C，名稱為高含鹽量工業有機廢液的流化床焚燒方法的技術方案中，將高含鹽 量有機廢液經噴槍霧化為超細霧滴後分別噴入焚燒爐的密相區上部和稀相區下部，密相區 和稀相區的溫度控制在800 900°C，煤或其它輔助燃料經螺旋給料系統從密相區上部加 入爐內，燃燒過程中產生的爐渣經排渣機由爐底排出，高溫煙氣從稀相區上部的出口進入 下排式分離器，然後進入由輻射受熱面和對流受熱面串聯組成的廢熱回收裝置，廢熱回收 裝置排出的煙氣經布袋除塵器除塵和洗滌塔洗滌後經引風機由煙 排入大氣。該技術方 案中流化床爐膛溫度為800 900°C，含NaCl、Na2SO4的廢液霧化後噴入爐膛內，水迅速蒸 發；有機物揮發、燃燒，分解為小分子無機物；由於爐溫大於鹽的熔點溫度，則析出的NaCl、 Na2SO4鹽粒處於熔融狀態，大顆粒下沉到爐底後，與爐渣混合在一起排出，無法得到淨鹽，小 顆粒隨煙氣排出爐膛，會附著在爐壁、受熱面管壁，難以清理且影響設備正常運行。
如上文所述，由於廢渣、廢液採取分別處理的方法，現有技術的公開文獻中尚無能 夠將工業三廢同時進行處理的設備的記載。發明內容
針對現有的工業三廢是採取分別處理的方法，設備投資大且處理成本高，焚燒法 中熔融狀的鹽分與爐渣混合在一起，無法得到淨鹽；而且現有技術中沒有能夠同時處理工 業三廢的設備的問題，本發明的目的是提供一種能夠同時處理工業三廢的含鹽廢渣、含鹽 廢水和惡臭廢氣的焚燒處理系統及方法。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是含鹽廢渣、含鹽廢水和惡臭廢氣的 焚燒處理系統包括依次連接的預處理室、焚燒裝置、餘熱回收裝置和尾氣淨化裝置；所述預 處理室的上部連接廢液噴射口和煙氣出口，所述預處理室的下部連接廢渣輸入口，所述預 處理室的底端為排鹽口 ；所述焚燒裝置包括按煙氣流動方向依次連接的主燃室和燃燼室。
優選地，所述預處理室與所述焚燒裝置之間設有用於對無機鹽進行二次分離的旋 風分離器。
優選地，所述焚燒裝置與所述餘熱回收裝置之間設有一用於分離灰塵及無機鹽的 沉降室。
優選地，所述主燃室和所述燃燼室內各布置一組高壓二次風裝置。
所述尾氣淨化裝置包括水噴射器、沉澱池、噴淋塔、布袋除塵器、風機和煙 ，所述 沉澱池由並列設置的淨水池和集水池構成，所述水噴射器的輸入端與所述餘熱回收裝置和 所述淨水池連通，所述水噴射器的輸出端與所述噴淋塔側壁下部連通，所述噴淋塔上部的 噴淋管與所述淨水池連通，所述噴淋塔底部與所述集水池連通，所述噴淋塔頂部與所述布 袋除塵器、風機和煙 依次連接。
本發明還提供了 一種含鹽廢渣、含鹽廢水和惡臭廢氣的焚燒處理方法，包括以下 步驟
a、預處理將廢液、高溫煙氣輸入所述預處理室中並霧化廢液，廢渣輸送至所述預 處理室底部，其中的無機鹽析出成為結晶顆粒並沉降到所述預處理室底部排出；
b、高溫焚燒經步驟a預處理後的氣化廢液及惡臭廢氣被送入焚燒裝置中焚燒， 其中的有機物及有害物徹底分解成小分子無害物質；
C、餘熱回收經步驟b高溫焚燒後的煙氣進入餘熱回收裝置進行熱能回收；
d、尾氣淨化經步驟c降溫的煙氣經尾氣淨化裝置進行除塵及吸收酸性氣體後， 排出淨化空氣。
優選地，所述預處理室內爐膛溫度控制在450°C 70(rC。
優選地，所述步驟a與b之間還包括分離步驟，在所述預處理室與所述焚燒裝置之 間設置的旋風分離器，用於分離煙氣中的無機鹽微粒。
優選地，所述步驟b與c之間還包括鹽的再分離步驟，在所述焚燒裝置與所述餘熱 回收裝置之間設置的沉降室，用於凝結熔融狀態的鹽及升華的鹽。
優選地，所述焚燒裝置內的主燃室和燃燼室內還各設有一組二次風裝置，以保證 有機物在高溫環境下和空氣充分混合，所述煙氣從燃燼室的二次風入口到餘熱回收裝置的 餘熱鍋爐受熱面的流動時間大於2S，從焚燒裝置廢氣入口到餘熱鍋爐受熱面的流動時間大 於5S。
本發明的效果在於
一、本發明的技術方案為廢渣、廢液、廢氣綜合焚燒處理解決方案，將廢渣、廢液、 廢氣一起進行焚燒處理，使得廢渣、廢液在高溫焚燒前將無機鹽與水、有機物分離，在源頭 處大為減少了設備內壁上無機鹽粉的附著和沉積，減少了設備投資，可以降低處理成本。
二、現有技術中流化床用砂作底料，將砂作為熱載體來儲存熱量，以利於劣質燃料 的著火燃燒，熔融狀態的鹽與砂混合在一起。本發明技術方案採用鹽作底料來儲存熱量，使 廢渣中的有機物揮發、燃燒、分解。含鹽廢渣中有機物在450 700°C的條件下揮發、燃燒，其中的無機鹽NaCl、Na2SO4析出為乾燥晶體狀態，同時爐底風室有高壓風將爐底物料吹起呈沸騰狀態，燃燒後產生的灰份隨煙氣飛出爐膛，這樣就可得到淨鹽。同時，廢液中的無機鹽NaCUNa2SO4析出為乾燥晶體狀態，並沉降到預處理室底部與爐底燒淨的鹽一起排出。餘熱回收將有機廢液本身所含的熱量加以回收利用，尾氣淨化中由活性炭吸收煙氣中二惡因和重金屬，通過控制沉澱池循環水的PH值，既能除塵，又能吸收酸性氣體，使尾氣達到國家排放標準，本發明的處理方法中廢渣、廢液焚燒後有機物去除率為99. 9 99. 99%，達到廢物綜合利用可持續發展的目的。
三、本發明的處理系統能夠將工業三廢同時進行處理，廢渣、廢液在預處理室中同時進行燃燒，其中的有機物揮發、燃燒、分解，鹽分則析出為乾燥晶體；餘熱回收裝置中設置了餘熱鍋爐和省煤器，不僅將輔助燃料進行了多次反覆利用，而且將廢液中的有機物燃燒產生的熱量也進行了回收，產生的蒸汽用於生產，大大降低了廢液處理成本；尾氣淨化裝置採用活性炭噴射裝置、布袋除塵器、文丘裡水噴射器、噴淋塔和沉澱池的組合，由活性炭吸收煙氣中二惡因和重金屬，通過控制沉澱池循環水的PH值，既能除塵，又能吸收酸性氣體， 使尾氣達到國家排放標準。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明；
圖1為本發明的含鹽廢渣、含鹽廢水和惡臭廢氣的焚燒處理系統的結構示意圖中標號說明
1-廢液儲槽2-廢液輸送泵3-燃煤裝置
4-預處理室5-旋風分離器6-主燃室
7-燃燼室8-沉降室9-餘熱鍋爐
10-省煤器11-水噴射器12-噴淋塔
13-布袋除塵器14-煙囪15-排鹽口
16-廢渣進口17-第一風機18-輔助燃燒裝置
19-水泵20-沉澱池21-第二風機
20a-淨水池一20b-集水池20c-淨水池二具體實施方式
以下將由所列舉之實施例結合附圖，詳細說明本發明的技術內容及特徵。為敘述方便，下文中所述的「上」、「下」與附圖的上、下的方向一致，但這不能成為本發明技術方案的限制。
結合圖1說明本發明的含鹽廢渣、含鹽廢水和惡臭廢氣的焚燒處理系統，它包括按廢液、廢氣流動方向依次設置的預處理室4、焚燒裝置、餘熱回收裝置和尾氣淨化裝置。預處理室4採用流化床結構，預處理室4下部側壁上分別設有廢渣進口 16和燃煤裝置3，廢渣進口 16通過螺旋輸送裝置與預處理室4內腔連通，用於將廢渣輸送至預處理室4，燃煤裝置 3用於給預處理室4加熱，預處理室4的最底端設有排鹽口 15。預處理室4的上部設有廢液噴射口及煙氣出口。
進一步地，它還包括廢液輸送裝置和廢渣輸送裝置，廢液輸送裝置由廢液儲槽1、廢液輸送泵2、過濾器、霧化噴嘴等組成，廢液噴射口與廢液儲槽I相連接的管路上設有廢 液輸送泵2、過濾器和霧化噴嘴，用於將廢液從廢液儲槽I抽出後由霧化噴嘴噴入預處理室 4的內腔中。為防止停爐後廢液中鹽析出而堵塞管道，可在停爐後將管道中的廢液放回廢液 儲槽I中。廢渣輸送裝置採用螺旋輸送機和風力輸送，通過廢渣進口 16由螺旋輸送機送入 預處理室4底部腔室，以防止腔室內煙氣外溢。
利用輔助燃料燃燒產生的高溫煙氣被輸送到預處理室4中並將噴射器噴出的廢 液霧化，同時，廢渣由廢渣進口 16輸送至預處理室4底部的密相區，預處理室4爐膛溫度控 制在450°C 700°C，此時，由於預處理室4下部密相區溫度高，廢渣在高溫煙氣作用下，其 中的有機物在大於其沸點的溫度條件下揮發、燃燒，分解為小分子無機物，廢渣中的無機鹽 析出，鹽粒為乾燥晶體狀態；廢液從上部稀相區霧化噴入後，霧狀水迅速吸收熱量而蒸發成 水蒸氣，煙氣溫度下降，有機物迅速揮發、燃燒，分解為小分子無機物，不能完全燃燒的，隨 煙氣進入焚燒裝置中完全分解，而無機鹽NaCl、Na2SO4則析出成為結晶顆粒，固體顆粒物在 煙氣流和重力的共同作用下，向下沉降到預處理室4底部，大顆粒下沉到爐底後，與爐底燒 淨的鹽一起由排鹽口 15排出。在預處理室4中，通過控制溫度實現鹽的分離，通過控制煙 氣組份來抑制有害物質的產生。
高溫煙氣將熱量傳遞給廢液後，其溫度也迅速下降，由預處理室4送出的未燃燼、 含二惡英煙氣及惡臭氣體均進入焚燒裝置。優選地，在預處理室4和焚燒裝置之間設置二 級旋風分離器5，當含有小顆粒鹽粒的煙氣進入二級旋風分離器5，煙氣中的細微鹽粒進一 步分離出來。分離鹽粒後的煙氣由第一風機17抽出送入焚燒裝置。
焚燒裝置由相連通的主燃室6和燃燼室7組成。主燃室6下部設有輔助燃燒裝置 18，用於加熱主燃室6和燃燼室7中的煙氣。焚燒條件a、高溫，主燃室6和燃燼室7內的 溫度保持在800 1200°C ；b.充分混合，串聯的主燃室6和燃燼室7內各布置一組高壓二 次風裝置，二次風以一定的穿透力噴入爐內，通過噴嘴的合理組合，在爐內形成較強的氣流 擾動；在主燃室6和燃燼室7之間連接的管路上設有兩個90°彎頭，可以保證有機物在高 溫環境下和空氣充分混合，保證有機物、可燃物完全燃燒、分解；c.足夠的時間，從燃燼室7 的二次風入口到餘熱鍋爐9受熱面的時間大於2S，從焚燒裝置廢氣入口到餘熱鍋爐9受熱 面的時間大於5S，在上述條件下，煙氣中所有的有害物質、大分子有機物均能分解為無害的 小分子物質。
進一步地，在燃燼室7與餘熱回收裝置之間還設置了沉降室8，沉降室8中布置了 凝渣管束，用於分離灰塵及凝結升華的無機鹽，防止後面餘熱回收裝置中的餘熱鍋爐煙管 結灰、結鹽。
餘熱回收裝置由余熱鍋爐9、省煤器(或空氣預熱器)10、鍋爐自動給水系統、蒸汽 管路、排汙管路和儀表閥門等組成。其中，餘熱鍋爐採用高效傳熱元件螺紋煙管，煙氣在煙 管中的流動形式為紊流，不僅傳熱係數高，而且不易結灰、結鹽。
餘熱鍋爐排煙溫度控制在300°C以下；
煙氣降溫時間煙氣通過餘熱鍋爐9和省煤器10的時間小於IS ；
省煤器出口煙氣溫度165°C 200°C。
在上述條件下，能夠有效地抑制二惡英的再生成。
作為優選，還設置了活性炭噴射裝置，活性炭噴射裝置由活性炭儲存和噴射兩部分構成，其作用是定期向煙道內噴入活性炭粉末，用於吸附煙氣中的二惡因和重金屬。
尾氣淨化裝置是三廢焚燒處理的關鍵部分，尾氣淨化裝置採用水噴射器11、沉澱 池20、噴淋塔12、布袋除塵器13、第二風機21和煙囪14的組合設置，沉澱池20由並列設 置且不相通的淨水池一 20a、集水池20b和淨水池二 20c構成。水噴射器11的輸入端與省 煤器10和淨水池一 20a連通，水噴射器11的輸出端與噴淋塔12側壁下部連通。淨水池一 20a中的鹼性水由水泵19抽出後進入水噴射器11中用以吸收煙氣中的酸性氣體，淨化後的 煙氣進入噴淋塔12內腔，反應後的液體則流入噴淋塔12底部；噴淋塔12上部的噴淋管與 淨水池二 20c相通，由水泵19將淨水池二 20c中的鹼性水抽出並由噴淋管噴射於塔內以進 一步淨化煙氣中的酸性氣體，噴淋後的液體夾帶煙氣中的灰塵流入噴淋塔12底部，經管道 匯入集水池20b中，從噴淋塔12出來的煙氣經除霧器後排出，並在第二風機21的帶動下進 入與噴淋塔12連接的布袋除塵器13中進一步除塵，布袋除塵器13是利用織物或多孔隙的 剛性材料製作的袋狀過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物的設備。最後，淨化空氣由煙 囪14排入大氣。
其中，水噴射器11優選為文丘裡水噴射器。煙氣自進入文丘裡水噴射器11到離 開噴淋塔12，其時間完全滿足氣體吸收反應所需的時間。通過控制沉澱池20中循環水的 PH值，既能除塵，又能吸收酸性氣體，使尾氣達到國家排放標準，三廢焚燒後剩下產物為鹽。
本領域技術人員應該認識到，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了使本領 域技術人員能夠更好的理解本發明內容，不應理解為是對本發明保護範圍的限制，只要是 根據本發明所揭示精神所作的任何等同變更或修飾，均落入本發明保護範圍。
權利要求
1.含鹽廢渣、含鹽廢水和惡臭廢氣的焚燒處理系統，其特徵在於它包括依次連接的預處理室、焚燒裝置、餘熱回收裝置和尾氣淨化裝置；所述預處理室的上部連接廢液噴射口和煙氣出口，所述預處理室的下部連接廢渣輸入口，所述預處理室的底端為排鹽口；所述焚燒裝置包括按煙氣流動方向依次連接的主燃室和燃燼室。
2.根據權利要求1所述的焚燒處理系統，其特徵在於所述預處理室與所述焚燒裝置之間設有用於對無機鹽進行二次分離的旋風分離器。
3.根據權利要求1所述的焚燒處理系統，其特徵在於所述焚燒裝置與所述餘熱回收裝置之間設有一用於分離灰塵及無機鹽的沉降室。
4.根據權利要求1至3任一項所述的焚燒處理系統，其特徵在於所述主燃室和所述燃燼室內各布置一組高壓二次風裝置。
5.根據權利要求1至3任一項所述的焚燒處理系統，其特徵在於所述尾氣淨化裝置包括水噴射器、沉澱池、噴淋塔、布袋除塵器、風機和煙 ，所述沉澱池由並列設置的淨水池和集水池構成，所述水噴射器的輸入端與所述餘熱回收裝置和所述淨水池連通，所述水噴射器的輸出端與所述噴淋塔側壁下部連通，所述噴淋塔上部的噴淋管與所述淨水池連通， 所述噴淋塔底部與所述集水池連通，所述噴淋塔頂部與所述布袋除塵器、風機和煙 依次連接。
6.含鹽廢渣、含鹽廢水和惡臭廢氣的焚燒處理方法，包括以下步驟a、預處理將廢液、高溫煙氣輸入所述預處理室中並霧化廢液，廢渣輸送至所述預處理室底部，其中的無機鹽析出成為結晶顆粒並沉降到所述預處理室底部排出；b、高溫焚燒經步驟a預處理後的氣化廢液及惡臭廢氣被送入焚燒裝置中焚燒，其中的有機物及有害物徹底分解成小分子無害物質；C、餘熱回收經步驟b高溫焚燒後的煙氣進入餘熱回收裝置進行熱能回收；d、尾氣淨化經步驟c降溫的煙氣經尾氣淨化裝置進行除塵及吸收酸性氣體後，排出淨化空氣。
7.根據權利要求6所述的焚燒處理方法，其特徵在於所述預處理室內爐膛溫度控制在 450。。 700。。。
8.根據權利要求6所述的焚燒處理方法，其特徵在於所述步驟a與b之間還包括分離步驟，在所述預處理室與所述焚燒裝置之間設置的旋風分離器，用於分離煙氣中的無機鹽微粒。
9.根據權利要求6所述的焚燒處理方法，其特徵在於所述步驟b與c之間還包括鹽的再分離步驟，在所述焚燒裝置與所述餘熱回收裝置之間設置的沉降室，用於凝結熔融狀態的鹽及升華的鹽。
10.根據權利要求6至9任一項所述的焚燒處理方法，其特徵在於所述焚燒裝置內的主燃室和燃燼室內還各設有一組二次風裝置，以保證有機物在高溫環境下和空氣充分混合，所述煙氣從燃燼室的二次風入口到餘熱回收裝置的餘熱鍋爐受熱面的流動時間大於 2S，從焚燒裝置廢氣入口到餘熱鍋爐受熱面的流動時間大於5S。
全文摘要
本發明公開了含鹽廢渣、含鹽廢水和惡臭廢氣的焚燒處理系統及方法，涉及工業三廢的無害化、資源化處理技術領域。針對現有的三廢處理方法，設備投資大且處理成本高，鹽分無法分離得到淨鹽；且沒有能夠同時處理三廢的設備的問題。處理系統包括依次連接的預處理室、焚燒裝置、餘熱回收裝置和尾氣淨化裝置；預處理室的上部連接廢液噴射口，其下部連接廢渣輸入口，其底端為排鹽口；焚燒裝置包括按煙氣流動方向依次連接的主燃室和燃燼室。處理方法a、預處理將廢液、高溫煙氣和廢渣輸入預處理室燃燒；b、高溫焚燒氣化廢液及惡臭廢氣被送入焚燒裝置中焚燒；c、餘熱回收；d、尾氣淨化。本發明尤其適用於對工業三廢的處理。
文檔編號F23G5/00GK102997247SQ201210572689
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者季棟梁, 施蘇峰, 季逸超, 施曉越 申請人:季棟梁