公布日：2022.03.08
申請日：2020.09.07
分類號：C02F1/16(2006.01)I;B01D53/78(2006.01)I;B01D53/40(2006.01)I;C10B53/00(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種高含鹽高濃度有機(jī)廢水集成治理系統(tǒng)及方法，包括廢水泵一、廢水泵二、洗脫器、蒸發(fā)器、熱解碳化器、出渣冷卻器、燃燒換熱器、凈化器、引風(fēng)機(jī)、煙囪；本發(fā)明通過“先低溫干燥脫水+后中溫?zé)峤馓蓟?熱解碳化產(chǎn)物余熱直接回收用于廢水干燥脫水”的集成技術(shù)方案和干燥器和熱解碳化器內(nèi)填料擾動(dòng)分散的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，徹底解決干燥脫水和熱解碳化設(shè)備的腐蝕堵塞問題和系統(tǒng)高能耗、高成本問題，最終達(dá)到低能耗、低成本處理廢水廢鹽的目的。
權(quán)利要求書
1.一種高含鹽高濃度有機(jī)廢水集成治理系統(tǒng)，其特征在于：包括廢水泵一、廢水泵二、洗脫器、蒸發(fā)器、熱解碳化器、出渣冷卻器、燃燒換熱器、凈化器、引風(fēng)機(jī)和煙囪；其中，廢水泵一的進(jìn)水端接入待處理廢水，另一端通過管道與所述洗脫器的入水口連接，所述洗脫器的出水口通過管道與所述廢水泵二的進(jìn)水口連接，所述廢水泵二的出水口通過管道與所述蒸發(fā)器的進(jìn)水口連接；所述蒸發(fā)器的出渣口通過給料器與所述熱解碳化器的進(jìn)料口連接，所述熱解碳化器的熱解氣出口通過管道與所述洗脫器的進(jìn)氣口連接，所述洗脫器的出氣口通過管道與所述燃燒換熱器的進(jìn)氣口連接，所述燃燒換熱器的出氣口通過管道與所述凈化器的進(jìn)氣口連接，所述凈化器的出氣口通過管道與所述引風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口連接，所述引風(fēng)機(jī)的出氣口通過管道與所述煙囪的進(jìn)氣口連接；所述熱解碳化器的殘?jiān)懦隹谕ㄟ^出渣冷卻器的入料口連接，出渣冷卻器的出渣口與盛渣器的進(jìn)渣口連接；所述蒸發(fā)器的蒸汽接入口一通過管道與所述燃燒換熱器的出汽口連接，所述蒸發(fā)器蒸汽接入口二通過管道與所述出渣冷卻器的出汽口連接；所述蒸發(fā)器的冷凝水排出口一通過管道與污水處理廠的進(jìn)水口連接，所述蒸發(fā)器的冷凝水排出口二通過管道與所述出渣冷卻器的進(jìn)水口連接，所述蒸發(fā)器的冷凝水排出口三通過管道與所述燃燒換熱器的進(jìn)水口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含鹽高濃度有機(jī)廢水集成治理系統(tǒng)，其特征在于：所述洗脫器采用直接噴淋洗脫結(jié)構(gòu)，洗脫器結(jié)構(gòu)分為三段式，上段為廢水噴淋段，設(shè)置有廢水噴頭；中段為洗脫段，設(shè)置有氣液分布篩板；下段為集水段，設(shè)置集水池；所述噴頭固定在所述洗脫器內(nèi)的分布篩板上方，且通過管道與所述廢水泵一的出水口連接；所述分布篩板固定在所述洗脫器的中段，起氣水均勻分布作用；所述集水池位于所述分布篩板下部洗脫器的底部，集水池的出水口通過管道與所述廢水泵二的進(jìn)水口連接。
3.一種高含鹽高濃度有機(jī)廢水集成治理方法，基于權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述高含鹽高濃度有機(jī)廢水集成治理系統(tǒng)，其特征在于：首先調(diào)節(jié)廢水pH值，使之滿足洗脫去除熱解氣體產(chǎn)物中的酸性組分，然后將廢水從頂部進(jìn)入洗脫器，熱解氣體從下部進(jìn)入洗脫器，利用廢水洗脫去除熱解氣體中的酸性氣體，同時(shí)利用熱解氣體的余熱預(yù)熱廢水；經(jīng)洗脫器預(yù)熱后的廢水直接進(jìn)入蒸發(fā)器管外，與管內(nèi)外部輸入蒸汽進(jìn)行間壁換熱，廢水吸熱蒸發(fā)產(chǎn)生蒸發(fā)水汽，該蒸發(fā)水汽在蒸發(fā)器中進(jìn)入換熱管內(nèi)，參與廢水蒸發(fā)換熱，換熱后的蒸發(fā)水汽最終以95-98℃的冷凝水形式排出蒸發(fā)器，回用于污水處理系統(tǒng)二次處理；外部輸入蒸汽在蒸發(fā)器中換熱后，以95-98℃的冷凝水形式單獨(dú)排出蒸發(fā)器，該冷凝水回用于洗脫后的熱解氣體燃燒換熱管生產(chǎn)蒸汽，完成蒸汽循環(huán)利用；廢水蒸發(fā)后的殘?jiān)鼜恼舭l(fā)器底部排出并直接進(jìn)入熱解碳化器中，熱解碳化器以電加熱且隔絕空氣的400-500℃條件下分解殘?jiān)械挠袡C(jī)組分，分別得到約200-300℃的熱解氣體和400-500℃的碳化殘?jiān)粺峤鈿怏w進(jìn)入廢水洗脫器，依據(jù)酸堿中和理論，洗脫去除熱解氣體中的酸性氣體；洗脫液采用需要治理的廢水，依據(jù)廢水中的組成特性，適當(dāng)調(diào)節(jié)廢水的pH值，以便中和熱解氣體中的酸性氣體，從而達(dá)到洗脫去除有害氣體的目的，洗脫除雜后的熱解氣體屬于清潔燃料，從洗脫器出來后直接進(jìn)入燃燒換熱器，在燃燒器中直接燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫氣體直接進(jìn)入換熱器與來自蒸發(fā)器的冷凝水間壁換熱，回收熱量，并生產(chǎn)回用于蒸發(fā)器的150-200℃的蒸汽，實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)利用；換熱后約120-150℃的尾氣進(jìn)入凈化器，凈化后的干凈氣體通過引風(fēng)機(jī)排入煙囪；從熱解碳化器出來的碳化殘?jiān)�，首先�?jīng)過與來自蒸發(fā)器的冷凝水進(jìn)行間壁換熱，產(chǎn)生水蒸汽回用于蒸發(fā)器的輸入蒸汽熱源，換熱冷卻后殘?jiān)米鞯V物助磨劑、礦物助熔劑或化工鹽，實(shí)現(xiàn)其資源化利用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高含鹽高濃度有機(jī)廢水集成治理系統(tǒng)及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，通過“先低溫干燥脫水+后中溫?zé)峤馓蓟?熱解碳化產(chǎn)物余熱直接回收用于廢水干燥脫水”的集成技術(shù)方案和干燥器和熱解碳化器內(nèi)填料擾動(dòng)分散的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，徹底解決干燥脫水和熱解碳化設(shè)備的腐蝕堵塞問題和系統(tǒng)高能耗、高成本問題，最終達(dá)到低能耗、低成本處理廢水廢鹽的目的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
本發(fā)明提供一種高含鹽高濃度有機(jī)廢水集成治理系統(tǒng)，包括廢水泵一、廢水泵二、洗脫器、蒸發(fā)器、熱解碳化器、出渣冷卻器、燃燒換熱器、凈化器、引風(fēng)機(jī)和煙囪；
其中，廢水泵一的進(jìn)水端接入待處理廢水，另一端通過管道與所述洗脫器的入水口連接，所述洗脫器的出水口通過管道與所述廢水泵二的進(jìn)水口連接，所述廢水泵二的出水口通過管道與所述蒸發(fā)器的進(jìn)水口連接；所述蒸發(fā)器的出渣口通過給料器與所述熱解碳化器的進(jìn)料口連接，所述熱解碳化器的熱解氣出口通過管道與所述洗脫器的進(jìn)氣口連接，所述洗脫器的出氣口通過管道與所述燃燒換熱器的進(jìn)氣口連接，所述燃燒換熱器的出氣口通過管道與所述凈化器的進(jìn)氣口連接，所述凈化器的出氣口通過管道與所述引風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口連接，所述引風(fēng)機(jī)的出氣口通過管道與所述煙囪的進(jìn)氣口連接；所述熱解碳化器的殘?jiān)懦隹谕ㄟ^出渣冷卻器的入料口連接，出渣冷卻器的出渣口與盛渣器的進(jìn)渣口連接；所述蒸發(fā)器的蒸汽接入口一通過管道與所述燃燒換熱器的出汽口連接，所述蒸發(fā)器蒸汽接入口二通過管道與所述出渣冷卻器的出汽口連接；所述蒸發(fā)器的冷凝水排出口一通過管道與污水處理廠的進(jìn)水口連接，所述蒸發(fā)器的冷凝水排出口二通過管道與所述出渣冷卻器的進(jìn)水口連接，所述蒸發(fā)器的冷凝水排出口三通過管道與所述燃燒換熱器的進(jìn)水口連接。
優(yōu)選地，所述洗脫器采用直接噴淋洗脫結(jié)構(gòu)，洗脫器結(jié)構(gòu)分為三段式，上段為廢水噴淋段，設(shè)置有廢水噴頭；中段為洗脫段，設(shè)置有氣液分布篩板；下段為集水段，設(shè)置集水池。所述噴頭固定在所述洗脫器內(nèi)的分布篩板上方，且通過管道與所述廢水泵一的出水口連接；所述分布篩板固定在所述洗脫器的中段，起氣水均勻分布作用；所述集水池位于所述分布篩板下部洗脫器的底部，集水池的出水口通過管道與所述廢水泵二的進(jìn)水口連接。
本發(fā)明還提供一種高含鹽高濃度有機(jī)廢水集成治理方法，基于上述高含鹽高濃度有機(jī)廢水集成治理系統(tǒng)，具體實(shí)施過程如下：
首先調(diào)節(jié)廢水pH值，使之滿足洗脫去除熱解氣體產(chǎn)物中的酸性組分，然后將廢水從頂部進(jìn)入洗脫器，熱解氣體從下部進(jìn)入洗脫器，利用廢水洗脫去除熱解氣體中的酸性氣體，同時(shí)利用熱解氣體的余熱預(yù)熱廢水；經(jīng)洗脫器預(yù)熱后的廢水直接進(jìn)入蒸發(fā)器管外，與管內(nèi)的外部輸入蒸汽進(jìn)行間壁換熱，廢水吸熱蒸發(fā)產(chǎn)生蒸發(fā)水汽，該蒸發(fā)水汽在蒸發(fā)器中進(jìn)入換熱管內(nèi)，參與廢水蒸發(fā)換熱，換熱后的蒸發(fā)水汽最終以95-98℃的冷凝水形式排出蒸發(fā)器，回用于污水處理系統(tǒng)二次處理；外部輸入蒸汽在蒸發(fā)器中換熱后，以95-98℃的冷凝水形式單獨(dú)排出蒸發(fā)器，該冷凝水回用于洗脫后的熱解氣體燃燒換熱管生產(chǎn)蒸汽，完成蒸汽循環(huán)利用；廢水蒸發(fā)后的殘?jiān)鼜恼舭l(fā)器底部排出并直接進(jìn)入熱解碳化器中，熱解碳化器以電加熱且隔絕空氣的400-500℃條件下分解殘?jiān)械挠袡C(jī)組分，分別得到約200-300℃的熱解氣體和400-500℃的碳化殘?jiān)�；熱解氣體進(jìn)入廢水洗脫器，依據(jù)酸堿中和理論，洗脫去除熱解氣體中的酸性氣體(如硫化氫、氯化氫等)；洗脫液采用需要治理的廢水，依據(jù)廢水中的組成特性，適當(dāng)調(diào)節(jié)廢水的pH值，以便中和熱解氣體中的酸性氣體，從而達(dá)到洗脫去除有害氣體的目的，洗脫除雜后的熱解氣體屬于清潔燃料，從洗脫器出來后直接進(jìn)入燃燒換熱器，在燃燒器中直接燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫氣體直接進(jìn)入換熱器與來自蒸發(fā)器的冷凝水間壁換熱，回收熱量，并生產(chǎn)回用于蒸發(fā)器的約150-200℃的蒸汽，實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)利用；換熱后產(chǎn)生約120-150℃的尾氣進(jìn)入凈化器，凈化后的干凈氣體通過引風(fēng)機(jī)排入煙囪；從熱解碳化器出來的碳化殘?jiān)�，首先�?jīng)過與來自蒸發(fā)器的冷凝水進(jìn)行間壁換熱，產(chǎn)生水蒸汽回用于蒸發(fā)器的輸入蒸汽熱源，換熱冷卻后殘?jiān)米鞯V物助磨劑、礦物助熔劑或化工鹽，實(shí)現(xiàn)其資源化利用。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下有益技術(shù)效果：
(1)本發(fā)明采用“蒸發(fā)脫水+熱解碳化”集成技術(shù)替代傳統(tǒng)焚燒技術(shù)，廢水處理溫度大大降低，從而顯著降低能耗，節(jié)約成本，易于工業(yè)化。
(2)本發(fā)明利用廢水調(diào)質(zhì)直接洗脫熱解氣體中的有害氣體，并預(yù)熱廢水，不僅減少和避免熱解氣體直接燃燒有害氣體產(chǎn)生，而且回收熱解氣體顯熱，達(dá)到節(jié)能環(huán)保雙重效果。
(3)本發(fā)明將洗脫除雜后的清潔氣體直接燃燒和碳化高溫殘?jiān)械臒崃炕厥�，生產(chǎn)蒸汽直接用于廢水蒸發(fā)脫水的能源，大大降低廢水處理成本，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。
(4)本發(fā)明將蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽冷凝水用作碳化高溫殘?jiān)蛽]發(fā)分燃燒間壁換熱介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)清潔水資源循環(huán)利用，具有良好的節(jié)水節(jié)能效果。
(5)本發(fā)明將熱解碳化后產(chǎn)生的殘?jiān)苯佑糜诘V物助熔劑或礦物助磨劑或化工鹽，實(shí)現(xiàn)固廢的資源化利用，進(jìn)而減少固廢排放和降低固廢處置成本。
(6)本發(fā)明采用填料擾動(dòng)分散與蒸發(fā)水汽余熱回收干燥脫水器+填料擾動(dòng)式電加熱中溫絕氧碳化器，徹底解決干燥器和熱解碳化器腐蝕堵塞難題。
（發(fā)明人：廖洪強(qiáng);李世光）
