公開(公告)日2015.12.09
IPC分類號F23G7/02; F23J15/06; F23G7/04
摘要
本實(shí)用新型提供了一種高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，其特征在于：包括依次連接的焚燒系統(tǒng)、熱能利用系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng);其中，所述焚燒系統(tǒng)包括依次連接的廢渣焚燒爐、廢水蒸發(fā)室、冷凝室和二次燃燒室;所述熱能利用系統(tǒng)包括余熱鍋爐;所述煙氣凈化系統(tǒng)包括引風(fēng)機(jī)和煙囪。該高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置可同時處理廢渣與廢水，且處理成本低的。
權(quán)利要求書
1.一種高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，其特征在于：包括依次連接的焚 燒系統(tǒng)、熱能利用系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng);
其中，所述焚燒系統(tǒng)包括依次連接的廢渣焚燒爐、廢水蒸發(fā)室、冷凝室和二次 燃燒室;
所述熱能利用系統(tǒng)包括余熱鍋爐;
所述煙氣凈化系統(tǒng)包括引風(fēng)機(jī)和煙囪。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，其特征在于：
所述煙氣凈化系統(tǒng)還設(shè)有堿液噴淋洗滌塔;
所述堿液噴淋洗滌塔內(nèi)設(shè)有至少一層的孔板和至少一層的噴淋層;
所述噴淋層上均勻的布置有至少一個的噴嘴。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，其特征在于：
所述煙氣凈化系統(tǒng)還設(shè)有除霧塔;
所述除霧塔內(nèi)設(shè)有至少一層的除霧層。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，其特征在于： 所述煙氣凈化系統(tǒng)包括依次連接的堿液噴淋洗滌塔、除霧塔、煙氣再熱器、活 性炭噴射裝置、除塵器、引風(fēng)機(jī)和煙囪。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的一種高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，其特 征在于：所述熱能利用系統(tǒng)和煙氣凈化系統(tǒng)之間還設(shè)有煙氣急冷系統(tǒng);
其中，所述煙氣急冷系統(tǒng)包括急冷塔;
所述急冷塔內(nèi)設(shè)有至少一個急冷噴嘴。
6.如權(quán)利要求5所述的一種高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，其特征在于： 所述急冷塔內(nèi)還設(shè)有順流循環(huán)噴淋洗滌系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，其特征在于： 所述二次燃燒室的出口處還可設(shè)置SNCR裝置。
8.如權(quán)利要求6所述的一種高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，其特征在于： 所述除霧層內(nèi)設(shè)有至少一個除霧層，所述除霧層上設(shè)有定時清洗系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求6所述的一種高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，其特征在于： 所述除塵器為布袋除塵器，包括：濾袋、反吹清灰系統(tǒng)、排灰裝置。
說明書
一種高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置。
背景技術(shù)
隨著工業(yè)的發(fā)展，制藥、化工等行業(yè)排放的高濃度難降解有機(jī)廢渣廢液日益增多，如不進(jìn)行處理便排放將會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。該廢渣廢液的主要成分通常為：飽和狀態(tài)的鹽、部分有機(jī)物等。
采用傳統(tǒng)的處理技術(shù)雖然能夠有效地去除廢液中COD、N、P等污染物，但在處理過程中要消耗較多的能源和資源，實(shí)際上是“以能消能”，除此以外，還會產(chǎn)生大量的剩余污泥�？梢�，這種廢液處理方法不僅耗時長、效果差，而且設(shè)備的運(yùn)行管理也較為復(fù)雜。因此，如何有效、低能耗的處理這些廢渣廢液成為一世界性的問題。
近年來，日本對高濃含鹽廢水的處理方法，往往是采用立式廢水焚燒爐，輔助燃料機(jī)安裝在爐頂，燃燒產(chǎn)生的火焰和高溫?zé)煔鈴纳舷蛳逻\(yùn)動，含鹽廢水從爐頂周邊霧化噴入，爐膛溫度≥1100℃，在爐膛底部出口噴入大量的水，使煙氣急冷至90℃，然后再進(jìn)行煙氣的處理。這種處理方法能耗高，焚燒析出的鹽再次進(jìn)入水中。
而，德國對高濃含鹽廢水的處理方法，則往往將含鹽廢水霧化后噴入二燃室，加熱到1100℃以上，然后再經(jīng)靜電除塵器等一系列的煙氣凈化方法進(jìn)行處理，其能耗很高。
國內(nèi)對高濃含鹽廢水的的處理方法，則往往將廢水霧化噴入一燃室，溫度在600℃左右，將鹽分離出來，煙氣再進(jìn)入二燃室加熱到1100℃以上。能耗也很高，余熱鍋爐受熱面易結(jié)垢，尾部煙道易堵塞。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型旨在提供一種可同時處理廢渣與廢水，且處理成本低的高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理方法及其裝置。
本實(shí)用新型提供的一種高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理方法，其特征在于：步驟一、廢渣焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c霧化廢水混合，分離出水蒸氣煙氣;步驟二、上述水蒸氣煙氣經(jīng)冷凝，分離出煙氣;步驟三、上述煙氣經(jīng)二次燃燒、余熱回收、急冷處理、凈化處理后排放。
具體地說，在步驟一中，廢渣焚燒時的爐膛溫度應(yīng)當(dāng)在1100℃以上，廢渣在爐內(nèi)停留時間在0.5-2h。從而能確保廢渣中的有機(jī)物及有毒、有害物質(zhì)徹底分解，使焚燒后的渣成為普通固廢。其中，廢渣焚燒后殘渣作為普通固廢排出，而產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈩t與霧化廢水混合進(jìn)行高效傳熱與傳質(zhì)，使水瞬間蒸發(fā)，鹽和大分子有機(jī)物析出，小分子易揮發(fā)有機(jī)物和水蒸氣一起飛出，此時煙氣溫度瞬間下降至105-120℃后被排出。而固體物質(zhì)則繼續(xù)進(jìn)行高溫焚燒處理。
在步驟二中，水蒸氣煙氣經(jīng)汽水換熱，煙氣溫度下降，水蒸氣冷卻后，釋放出汽化潛熱，變成水從煙氣中分離出來，冷凝后的排煙溫度應(yīng)當(dāng)控制在30-50℃之間。而冷凝期間排出的水，可送生化池處理，也可作回用處理。
在步驟三中，二次燃燒的目的在于確保有機(jī)物、有毒、有害物質(zhì)徹底分解，其爐內(nèi)的溫度必須達(dá)到1100℃以上，煙氣停留時間必須大于2s。
由于二次燃燒的排煙溫度≥1100℃，含有一定的熱能，如直接急冷，不僅會浪費(fèi)大量的熱能，還會消耗大量的水。故采用余熱鍋爐進(jìn)行余熱回收利用。當(dāng)二燃室出來的高溫?zé)煔饨?jīng)余熱利用后將水加熱成蒸汽，從而使煙氣溫度下降，其中，產(chǎn)生的蒸汽用于生產(chǎn)或發(fā)電，而降溫后的煙氣則進(jìn)行急冷處理。
急冷處理采用堿液與煙氣進(jìn)行充分混合，進(jìn)行高效傳熱、傳質(zhì)，使水分蒸發(fā)，使煙氣瞬間降溫，在1S以內(nèi)使煙氣溫度從500℃以上降到200℃以下，有效抑制二惡英的再合成;此外，堿液與煙氣中的酸性氣體接觸發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽，這樣可以去除部分酸性氣體;而大量的霧化水與煙氣一起順流下降，使煙氣中的灰塵濕潤變重，較大的灰塵隨循環(huán)水進(jìn)入水池沉淀，從而起到煙塵初級分離的效果。
凈化處理則包括至少一次的脫酸、除水、除霧、除塵、再熱干燥和活性炭吸附。
此外，本實(shí)用新型還提供了一種用于處理高濃含鹽廢水、廢渣的成套設(shè)備，該設(shè)備由焚燒系統(tǒng)、熱能利用系統(tǒng)、煙氣急冷、煙氣凈化系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、其他配套系統(tǒng)等組成。
具體地：本實(shí)用新型提供的高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置包括依次連接的焚燒系統(tǒng)、熱能利用系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng);上述焚燒系統(tǒng)包括依次連接的廢渣焚燒爐、廢水蒸發(fā)室、冷凝室和二次燃燒室;上述熱能利用系統(tǒng)包括余熱鍋爐;上述煙氣凈化系統(tǒng)包括引風(fēng)機(jī)和煙囪,經(jīng)凈化系統(tǒng)處理后的氣體通過引風(fēng)機(jī)送煙囪高空排入大氣。
其中，廢渣的焚燒裝置(即、廢渣焚燒爐)：設(shè)有廢渣入口、廢渣(固廢)出口及煙氣出口，根據(jù)廢渣的狀態(tài)、性質(zhì)，以及輔助燃料的種類不同，焚燒裝置可為：固定床、機(jī)械爐排、回轉(zhuǎn)窯等。爐膛的溫度可加熱至1100℃以上。
廢液蒸發(fā)室：與廢渣焚燒爐的煙氣出口相連，蒸發(fā)室頭部或蒸發(fā)室內(nèi)壁還設(shè)有廢水霧化噴嘴，用于將廢水以霧化的狀態(tài)噴入蒸發(fā)室，蒸發(fā)室出口溫度控制在90-120℃，底部設(shè)有出渣口，用于將蒸發(fā)室生成的固體物質(zhì)排出，該出渣口可與廢渣焚燒爐的廢渣入口相連，通過傳送帶或人工等方式，將本階段的固體廢物送至廢渣焚燒系統(tǒng)進(jìn)行高溫焚燒處理，室內(nèi)(一般為頂部)設(shè)有于冷凝系統(tǒng)相連的通道，用于傳送水蒸氣煙氣。
冷凝室：設(shè)有冷卻水入口和出口，用于流通冷卻水，其與廢液蒸發(fā)室連通的通道一般攝于冷凝室的頂部，而底部設(shè)有冷凝水出口，用于將冷凝室排出的水送生化池處理或回用設(shè)備上，此外冷凝室上還設(shè)有與二次燃燒室相連的通道，用于將冷卻后的煙氣輸往二次燃燒室。
二次燃燒室：其合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而確保3T技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，該二次燃燒室必須耐高溫、耐腐蝕，具有很好的保溫性能，還必須有足夠的剛性和彈性，其爐內(nèi)的燃燒溫度必須能達(dá)到1100℃以上，其中，采用的輔助燃料為煤或天然氣等，用于將冷凝室中排出的煙氣進(jìn)一步加熱到1100℃以上。該二次燃燒室與冷凝室的連通通道一般設(shè)置于二次燃燒室的底部，其上(優(yōu)選為頂部)還設(shè)有于余熱鍋爐相連通的通道，用于將煙氣輸送至余熱鍋爐中。此外，在二次燃燒室出口處還可設(shè)置SNCR裝置，對煙氣進(jìn)行脫銷處理。
余熱鍋爐：余熱鍋爐采用膜式壁水管結(jié)構(gòu)，整體換熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。余熱鍋爐蒸汽壓力可根據(jù)蒸汽的用途而定。其上設(shè)有與二次燃燒室相連的通道，及與下一設(shè)備相連的通道。在該熱能利用的體系中，從二次燃燒室出來的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐后，與鍋爐水管受熱面進(jìn)行輻射和對流換熱，將管內(nèi)的水加熱成蒸汽，使煙氣溫度下降，產(chǎn)生的蒸汽用于生產(chǎn)或發(fā)電，而降溫后的煙氣則進(jìn)入下一設(shè)備，此余熱鍋爐進(jìn)口的煙氣溫度為950℃-1150℃，出口煙氣溫度為500℃-600℃左右。
另外，本實(shí)用新型提供的高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，還具有這樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：即、上述煙氣凈化系統(tǒng)還設(shè)有堿液噴淋洗滌塔;上述堿液噴淋洗滌塔內(nèi)設(shè)有至少一層的孔板和至少一層的噴淋層;上述噴淋層上均勻的布置有至少一個的噴嘴。煙氣優(yōu)選從堿液噴淋洗滌塔的下端通入，堿液噴淋洗滌塔(優(yōu)選在頂部)設(shè)有連通下一設(shè)備的管道。在本實(shí)用新型中，上述噴淋洗滌塔內(nèi)可任意的縱向、橫向、對角線或內(nèi)壁上設(shè)置若干個噴嘴。
在優(yōu)選的方案中，該堿噴淋洗滌塔利用多層噴嘴將堿液霧化，從上向下噴射，煙氣從下向上流動，氣液兩相流相向運(yùn)動，從而使堿液和酸性氣體發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到吸收酸性氣體的目的。在最優(yōu)選的方案中，噴淋塔內(nèi)布置一層孔板和3個噴淋層，覆蓋率達(dá)200%以上。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計使霧滴在塔內(nèi)有一定的懸浮時間，使煙氣與霧滴充分接觸反應(yīng)，達(dá)到脫除酸性氣體的目的。同時，也使煙氣中的灰塵在該塔中也會被進(jìn)一步有效去除。
另外，本實(shí)用新型提供的高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，還具有這樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：即、上述煙氣凈化系統(tǒng)還設(shè)有除霧塔;上述除霧塔內(nèi)設(shè)有至少一層的除霧層;上述除霧層上設(shè)有定時清洗系統(tǒng)。煙氣優(yōu)選從除霧塔的下端通入，除霧塔(優(yōu)選在頂部)設(shè)有連通下一設(shè)備的管道。
優(yōu)選地，在除霧塔內(nèi)設(shè)置三級除霧層以去除煙氣中的水滴、水霧和煙塵。
另外，本實(shí)用新型提供的高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，還具有這樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：即、上述煙氣凈化系統(tǒng)還設(shè)有煙氣再熱器。
具體地，由于從上一設(shè)備中出來的煙氣往往含水處于飽和狀態(tài)，直接進(jìn)入下一設(shè)備如：布袋除塵器等，會造成糊袋，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，故采用煙氣再熱器將煙氣溫度加熱到120℃，提高煙氣的干燥度，同時也消除了煙囪白煙滾滾的現(xiàn)象。煙氣再熱的熱源可用系統(tǒng)自身熱源，也可用外部熱源。
另外，本實(shí)用新型提供的高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，還具有這樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：即、上述煙氣凈化系統(tǒng)還設(shè)有活性炭噴射裝置。
具體地，在下一設(shè)備的進(jìn)口煙道設(shè)置活性炭噴射裝置，向煙氣中噴入活性炭，用于吸附可能產(chǎn)生的二惡英以及重金屬，然后經(jīng)下一設(shè)備過濾排出。
另外，本實(shí)用新型提供的高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，還具有這樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：即、上述煙氣凈化系統(tǒng)還包括除塵器。
優(yōu)選地，上述除塵器優(yōu)選為布袋除塵器，該布袋除塵器系統(tǒng)一般包括：濾袋、反吹清灰系統(tǒng)、排灰裝置等。
含塵氣體進(jìn)入除塵器后，由于氣流截面突然擴(kuò)大。流速降低，氣流中一部分顆粒粗、密度大的粉塵在重力作業(yè)下，沉降到灰斗中;顆粒細(xì)、密度小的塵粒進(jìn)入濾袋室后，通過濾袋表面的慣性、碰撞、篩濾、攔截和靜電等綜合效應(yīng)，使粉塵沉降在濾袋表面上形成粉塵層。凈化后的氣體進(jìn)入凈氣室經(jīng)排氣管排出。袋式除塵器阻力隨濾袋表面粉塵厚度的增加而增加，當(dāng)阻力達(dá)到某一規(guī)定值時，必須進(jìn)行清灰。清灰是由脈沖控制儀控制脈沖閥的啟閉來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)脈沖閥開啟時，汽包內(nèi)的壓縮空氣通過脈沖閥經(jīng)噴吹管上噴嘴，向?yàn)V袋口噴射出一股高速高壓的引射氣流，形成一股相當(dāng)與引射氣流若干倍的誘導(dǎo)氣流，一同進(jìn)入濾袋內(nèi)，使濾袋出現(xiàn)瞬間的正壓而急劇膨脹，沉積在濾袋外側(cè)的粉塵脫落，掉入灰斗中，達(dá)到清灰的目的。
另外，本實(shí)用新型提供的高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，還具有這樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：即、上述煙氣凈化系統(tǒng)包括依次連接的堿液噴淋洗滌塔、除霧塔、煙氣再熱器、活性炭噴射裝置、除塵器、引風(fēng)機(jī)和煙囪。
值得指出的是，上述設(shè)備設(shè)置的先后順序可根據(jù)實(shí)際需要任意調(diào)節(jié)和增刪。
另外，本實(shí)用新型提供的高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，還具有這樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：即、上述熱能利用系統(tǒng)和煙氣凈化系統(tǒng)之間還設(shè)有煙氣急冷系統(tǒng);其中，上述煙氣急冷系統(tǒng)包括急冷塔;上述急冷塔內(nèi)設(shè)有至少一個急冷噴嘴。在本實(shí)用新型中，上述急冷塔內(nèi)可任意的縱向、橫向、對角線或內(nèi)壁上設(shè)置若干個噴嘴。
另外，本實(shí)用新型提供的高濃含鹽廢水、廢渣低成本處理裝置，還具有這樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：即、上述急冷塔內(nèi)還設(shè)有順流循環(huán)噴淋洗滌系統(tǒng)。
具體地，為抑制二惡英的再合成，設(shè)置該煙氣急冷系統(tǒng)使高溫?zé)煔庠?s中之內(nèi)降到120℃，具體設(shè)備可包括：急冷塔、急冷降溫系統(tǒng)、可增設(shè)順流循環(huán)噴淋洗滌系統(tǒng)。煙氣優(yōu)選從急冷塔的上端通入，急冷塔(優(yōu)選在下端)設(shè)有連通下一設(shè)備的管道。
本實(shí)用新型的作用和效果
本實(shí)用新型通過高溫?zé)煔馀c霧化廢水的混和來實(shí)現(xiàn)鹽和大分子有機(jī)物析出，小分子易揮發(fā)有機(jī)物和水蒸氣一起飛出，煙氣溫度瞬間下降等結(jié)果，一方面利用了高溫?zé)煔獾臒崮軄碚舭l(fā)廢液，并通過這種消耗熱量的方式實(shí)現(xiàn)了給煙氣降溫的結(jié)果，另一方面通過該過程實(shí)現(xiàn)了同步處理廢渣和廢液。
此外，在本實(shí)用新型中，在蒸發(fā)過程后設(shè)置了冷凝設(shè)備，一方面實(shí)現(xiàn)了初步脫水的目的，從而節(jié)約了二次燃燒的能源，另一方面，獲得的冷凝水還可再次利用到工藝體系中，降低了能耗。
此外，在本實(shí)用新型中，還在二次燃燒后設(shè)置了熱能回收系統(tǒng)，進(jìn)一步節(jié)約了能源。
此外，在本實(shí)用新型中，還設(shè)置了急冷處理系統(tǒng)，急速給煙氣降溫的同時，能有效抑制二惡英的再生成，特別的堿液冷卻方式，不但能去除煙氣中的部分酸性氣體;還能起到煙塵初級分離的效果。
此外，在本實(shí)用新型中，凈化處理系統(tǒng)通過堿液脫酸、除霧、再熱除水、活性炭吸附二惡英以及重金屬、除塵等工序獲得了可直排的氣體。
由此可見，在本實(shí)用新型的整個方法或設(shè)備體系中，不但多次采用能源(熱、水等)回用，而且實(shí)現(xiàn)了廢渣、廢水可同時處理，從多個角度實(shí)現(xiàn)了能耗、工業(yè)成本的降低。
