一種高濃度有機(jī)廢液處理系統(tǒng)及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高濃度有機(jī)廢液處理系統(tǒng)及處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、化學(xué)試劑、表面活性劑等精細(xì)化工行業(yè)的發(fā)展勢頭日益迅猛，其所帶來的環(huán)境隱患也日趨顯著，其工藝中產(chǎn)生的高濃度難降解有機(jī)廢液亟待處理。
[0003]目前，高濃度難降解有機(jī)廢液的處理方法主要有:高級氧化技術(shù)和焚燒技術(shù)。高級氧化技術(shù)存在著某些有機(jī)污染物難以分解或分解效率不高的問題，特別是對稠環(huán)類、雜環(huán)類等極難降解有機(jī)物無能為力；且對大多難降解有機(jī)物只能分解為小分子有機(jī)物，而不能徹底降解為0)2和H 20，需要進(jìn)一步處理。
[0004]直接焚燒技術(shù)一般采用危廢焚燒爐，可分為多級燃燒和分層燃燒，爐型結(jié)構(gòu)有沸騰爐、流化床等。這類焚燒爐的燃燒室大多由耐火材料砌成，因此對有機(jī)廢液的PH、鹽分、氯離子含量要求苛刻，廢水PH必須是中性，且廢液中鹽含量、氯離子濃度要求不能過高，否則爐體、管道會(huì)因腐蝕、結(jié)垢而導(dǎo)致焚燒爐迅速損壞，應(yīng)用受到了極大的限制。而精細(xì)化工行業(yè)的高濃度難降解有機(jī)廢液大多具有極酸(或極堿)、鹽含量、氯離子濃度高的顯著特征，難以直接焚燒處理，均需要在焚燒前對廢液進(jìn)行預(yù)處理，增加工藝成本，其存在投資高，運(yùn)行成本高，適應(yīng)性窄等不足。此外，在廢液濃縮環(huán)節(jié)常采用間接加熱的方式以濃縮廢液，存在熱交換效率不高、濃縮效果差的不足。在燃燒廢氣處理方面大多按照常規(guī)的煙氣處理水噴淋吸收工藝，該工藝需配套的設(shè)備，較復(fù)雜，且吸收產(chǎn)生的廢水仍需進(jìn)一步處理，并沒有實(shí)現(xiàn)零排放。
[0005]因此，需要一種新的處理方式能夠?qū)﹄y降解的高濃度有機(jī)廢液進(jìn)行有效地處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種全新的高濃度有機(jī)廢液處理系統(tǒng)及處理方法，利用浸沒燃燒技術(shù)，集氣化焚燒、廢液濃縮、煙氣處理于一體，設(shè)備簡單、實(shí)用，降低成本、處理效率高，能使有機(jī)污染物徹底降解，減小有機(jī)污染物排放。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明高濃度有機(jī)廢液處理系統(tǒng)，包括氣化室、燃燒室、煙氣管道、廢液栗、廢液槽、沉降室、除霧擋板、冷凝器，氣化室位于燃燒室頂部，氣化室與燃燒室之間安裝擋板，擋板上設(shè)置多個(gè)通孔，所述氣化室側(cè)壁上部設(shè)有一級輔助燃料噴嘴、廢液噴嘴和至少一個(gè)空氣入口，所述燃燒室側(cè)壁上部設(shè)有二級空氣入口和二級輔助燃料噴嘴，所述燃燒室的排氣口連接煙氣管道，煙氣管道伸入廢液槽內(nèi)，廢液槽頂部安裝沉降室，廢液槽與沉降室相通，沉降室內(nèi)上部安裝多個(gè)除霧擋板，沉降室頂部的出氣口通過管路與冷凝器的進(jìn)氣口連通，冷凝器上設(shè)置出氣口，冷凝器換熱管的進(jìn)口連接廢液輸送管道，冷凝器換熱管的出口通過管道與廢液槽連通，廢液槽上的廢液出口通過管道依次與廢液栗、廢液噴嘴連通。
[0009]進(jìn)一步的，本發(fā)明高濃度有機(jī)廢液處理系統(tǒng)，所述氣化室橫截面呈圓形，所述空氣入口設(shè)有2-4個(gè)，空氣入口沿氣化室圓周均勻設(shè)置，空氣入口的出口端與氣化室內(nèi)壁相切，空氣入口的進(jìn)氣方向沿順時(shí)針或逆時(shí)針設(shè)置。
[0010]進(jìn)一步的，本發(fā)明高濃度有機(jī)廢液處理系統(tǒng)，所述空氣入口設(shè)有兩個(gè)，所述一級燃料噴嘴平行安裝在其中一個(gè)空氣入口的下方，一級燃料噴嘴的軸線與氣化室中心線之間的垂直距離為所述氣化室內(nèi)腔半徑的1/4-3/4，所述廢液噴嘴平行安裝在另一個(gè)空氣入口的下方，廢液噴嘴的軸線與氣化室中心線之間的垂直距離與一級燃料噴嘴的軸線與氣化室中心線之間的垂直距離相等。
[0011]進(jìn)一步的，本發(fā)明高濃度有機(jī)廢液處理系統(tǒng)，所述燃燒室橫截面呈圓形，所述二級燃料噴嘴和二級空氣入口的相對位置分別與氣化室一級燃料噴嘴和與其安裝位置最近的空氣入口的位置相同。
[0012]進(jìn)一步的，本發(fā)明高濃度有機(jī)廢液處理系統(tǒng)，所述煙氣管道包括豎向段和橫向段，橫向段上均勻設(shè)有多個(gè)排氣孔。
[0013]進(jìn)一步的，本發(fā)明高濃度有機(jī)廢液處理系統(tǒng)，所述煙氣管道的橫向段伸入廢液槽內(nèi)液面下2/5-4/5處。
[0014]本發(fā)明還公開了一種高濃度有機(jī)廢液的處理方法，包括以下步驟:
[0015](I)氣化:濃縮廢液通過升壓霧化形成廢液噴霧噴入氣化室，與進(jìn)入氣化室的助燃空氣混合燃燒，廢液中的高分子有機(jī)物在氣化室中被熱解成小分子有機(jī)物，氣化室溫度控制在800?900°C，過?？諝庀禂?shù)為0.8?0.9 ;
[0016](2)燃燒:氣化室中的小分子有機(jī)物氣體進(jìn)入燃燒室，與進(jìn)入燃燒室的助燃空氣混合燃燒，使小分子有機(jī)物徹底燃盡，燃燒室溫度控制在900?1100°C，過?？諝庀禂?shù)為
1.3 ?1.5 ;
[0017](3)濃縮廢液:燃燒后的煙氣進(jìn)入廢液槽內(nèi)的廢液中，與廢液進(jìn)行高效換熱并蒸發(fā)濃縮廢液，同時(shí)煙氣溫度迅速降低至100°C以下；
[0018](4)除霧:攜帶小液滴的煙氣經(jīng)沉降室減速，初步沉降較大液滴后，經(jīng)過除霧擋板進(jìn)一步除霧；
[0019](5)冷凝:經(jīng)除霧后的煙氣進(jìn)入冷凝器，與低溫廢液進(jìn)行間壁式換熱，降溫后的煙氣直接排出室外，被加熱的廢液及冷凝產(chǎn)生的有機(jī)物液體經(jīng)管道流入廢液槽。
[0020]進(jìn)一步的，本發(fā)明高濃度有機(jī)廢液的處理方法，步驟(1)、⑵中，通過向氣化室或燃燒室通入輔助燃料來控制氣化室或燃燒室的溫度。
[0021]進(jìn)一步的，本發(fā)明高濃度有機(jī)廢液的處理方法，步驟(1)、(2)中，進(jìn)入氣化室或燃燒室的助燃空氣分別與氣化室或燃燒室的內(nèi)壁相切，步驟(I)中，輔助燃料和廢液噴霧以小于助燃空氣切圓半徑的同心圓切向進(jìn)入氣化室，步驟(2)中，輔助燃料以小于助燃空氣切圓半徑的同心圓切向進(jìn)入燃燒室。
[0022]本發(fā)明高濃度有機(jī)廢液處理系統(tǒng)及處理方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0023](I)本發(fā)明通過浸沒燃燒方式利用系統(tǒng)中焚燒產(chǎn)生的煙氣自身的熱量將有機(jī)廢液進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的高濃度廢液作為燃料進(jìn)行焚燒，充分利用有機(jī)廢液本身的熱值，可以使用更少的輔助燃料，不僅大大降低了工藝過程中的能源消耗，而且將煙氣與有機(jī)廢液直接整合，將煙氣排入廢液中，由于廢液本身即需要處理，因此省去了附加的處理工藝，降低了成本；通過燃燒方式處理能力強(qiáng)，僅在氣化室內(nèi)噴入廢液，廢液中的高分子有機(jī)物在氣化室中揮發(fā)、燃燒，被熱解成小分子有機(jī)物，然后再進(jìn)入燃燒室進(jìn)一步燃燒分解，有機(jī)物被徹底分解，降解效率可達(dá)99%以上，有效地控制氣態(tài)有機(jī)物排放，且處理時(shí)間短，可迅速處理大量廢液，處理效率高。
[0024](2)采用浸沒燃燒方式對廢液進(jìn)行濃縮，具有三大優(yōu)勢:一是換熱效率高，高溫?zé)煔庵苯舆M(jìn)入原廢液，換熱效率接近100% ;二是在浸沒燃燒方式下，水的分壓低于大氣壓，使得廢液中有機(jī)物的分壓降低，從而降低其沸點(diǎn)，使其在較低的溫度下即可蒸發(fā)濃縮，80?90°C即可氣化，在較低溫度下加快了濃縮過程，顯著降低了濃縮過程的能耗；三可使廢液槽內(nèi)的高溫?zé)煔庠?.1s內(nèi)迅速降低到100°C以下，避開了二噁英較易生成的溫度范圍(約350°C左右)，避免了焚燒方式處理危廢中產(chǎn)生二噁英的問題。
[0025](3)本發(fā)明對進(jìn)入氣化室和燃燒室的空氣量及工作溫度分別進(jìn)行了限定，在所述的過?？諝庀禂?shù)和工作溫度范圍內(nèi)，一是可以有效地減少NOx的生成，二是防止氣化室內(nèi)溫度過高，以使霧化的有機(jī)廢液與助燃空氣和輔助燃料混合后在氣化室內(nèi)停留更長時(shí)間，保證高分子有機(jī)物氣化的更加徹底，三是避免燃燒室內(nèi)在工作過程中結(jié)渣。
[0026](4)氣化室與燃燒室的助燃空氣均以切向進(jìn)入，廢液噴嘴噴出的廢液噴霧和燃料噴嘴噴出的輔助燃料均以小于助燃空氣切圓半徑的同心圓切向進(jìn)入氣化室或燃燒室，且與助燃空氣的旋轉(zhuǎn)方向相同，使廢液和輔助燃料可以在高溫?zé)煔庾饔孟驴焖贇饣苊忪F化后的輔助燃料射流貼壁而造成壁面超溫，防止過酸或過堿的有機(jī)廢液噴霧直接接觸氣化室內(nèi)壁，造成壁面腐蝕，降低了對氣化室和燃燒室材質(zhì)的要求，而且迅速對流，加快了氣體的混勻速度，提高了氣化和燃燒的效率，使氣化和燃燒更加充分，有利于減少形成。
[0027]本發(fā)明高濃度有機(jī)廢液處理系統(tǒng)及處理方法利用浸沒燃燒技術(shù)，集氣化焚燒、廢液濃縮、煙氣處理于一體，設(shè)備簡單、實(shí)用，處理效率高，成本低，特別適用于對小水量、難降解、高濃度有機(jī)廢水的處理，對最難降解的苯環(huán)類、雜環(huán)類、稠環(huán)類、大分子、持久性有機(jī)物(POPs)等各類高濃度有機(jī)廢液均具有很好的處理效果，可將其完全分解為C02、H2O等無機(jī)物，處理過程無二次污染，高效節(jié)能環(huán)保，是環(huán)境友好型新技術(shù)，具有良好的市場前景。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明高濃度有機(jī)廢液處理系統(tǒng)的主視圖。
[0029]圖2為氣化室廢液噴嘴、一級燃料噴嘴及第一、第二空氣入口的位置示意圖。
[0030]圖3為燃燒室二級燃料噴嘴及二級空氣入口的位置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面參照附圖并結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0032]如附圖1所示，本發(fā)明高濃度有機(jī)廢液處理系統(tǒng)，包括氣化室1、燃燒室2、煙氣管道3、廢液栗8、廢液槽4、沉降室5、除霧擋板6、冷凝器7，氣化室位于燃燒室頂部，二者一體制成，氣化室I與燃燒室2之間安裝擋板10，擋板上設(shè)置多個(gè)通孔101，擋板10采用非金屬耐火材料如耐火磚制成。<