高含鹽無機(jī)廢水流化處理工藝及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及液態(tài)廢物處理技術(shù)，具體涉及一種高含鹽無機(jī)廢水流化處理工藝及系統(tǒng)。該工藝?yán)酶邷乜諝鈱⒘骰矁?nèi)的流化介質(zhì)流化擾動(dòng)，再用高壓噴頭將高含鹽無機(jī)廢水霧化后噴入流化床與高溫流化介質(zhì)充分接觸，進(jìn)行蒸發(fā)處理，將蒸發(fā)結(jié)晶出來的鹽粉顆粒通過分級(jí)凈化捕集系統(tǒng)收集至灰桶后外送處置，經(jīng)過濾凈化后的水份隨高溫氣體由煙囪排出。本發(fā)明的處理系統(tǒng)整體安全密封，裝置運(yùn)行各動(dòng)作定位準(zhǔn)確，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，操作方便快捷。
【專利說明】高含鹽無機(jī)廢水流化處理工藝及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液態(tài)廢物處理技術(shù)，具體涉及一種高含鹽無機(jī)廢水流化處理工藝及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在印染、造紙、化工、醫(yī)藥和農(nóng)藥等行業(yè)的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量含鹽無機(jī)廢水，其主要成份為氯鹽、硫酸鹽、硝酸鹽或碳酸鹽等，廢液中往往還伴隨著重金屬離子。此類廢水產(chǎn)生途徑極其廣泛，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，廢水產(chǎn)生量有逐年快速增加的趨勢(shì)。其中對(duì)環(huán)境危害最大的是高濃度的含鹽廢水(含鹽量超過20%)、含重金屬離子的廢水，如果未經(jīng)處理排入環(huán)境，將顯著升高環(huán)境滲透壓，破壞微生物的細(xì)胞膜和菌體內(nèi)的酶，并進(jìn)一步破壞微生物的生理活動(dòng)，從而對(duì)環(huán)境水體中生物、微生物產(chǎn)生巨大的毒害作用；將引起水體周邊土壤的鹽堿化，并且危害地下水體。隨著社會(huì)整體環(huán)保意識(shí)的提高，高含鹽廢水如何進(jìn)行妥善安全的處理日益引起社會(huì)各界的普遍關(guān)注，高含鹽無機(jī)廢水處理工藝具有非常大的潛在市場(chǎng)需求。
[0003]目前我國高含鹽量廢水的處理工藝比較單一，常用的反滲透、電滲析、膜過濾、生物法都不能適應(yīng)高含鹽廢水的處理，傳統(tǒng)的高含鹽廢水處理通常采用的是列管式強(qiáng)制循環(huán)的蒸發(fā)系統(tǒng)或板式多效蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)處理。此類處理工藝電耗大、熱傳遞效率低、體積龐大、處理系統(tǒng)造價(jià)高、運(yùn)行成本高，更為嚴(yán)重的是，蒸發(fā)濃縮后的濃縮廢液是更高濃度的高含鹽廢水，只能通過水泥固化的方法來進(jìn)行處理，使廢物體積成倍擴(kuò)容，最后導(dǎo)致送危險(xiǎn)廢物處置場(chǎng)的處置成本大幅增加，如果管理不善，濃縮后的高含鹽廢水有可能排入環(huán)境水系，對(duì)環(huán)境造成更加巨大的危害。由此可見，目前高含鹽廢水的蒸發(fā)處理工藝不僅能耗高、處理效率低，并且還存在巨大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有高含鹽廢水處理工藝的缺陷，提供一種能耗低、處理效率高、清潔環(huán)保的高含鹽無機(jī)廢水流化處理工藝及系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種高含鹽無機(jī)廢水流化處理工藝，利用高溫空氣將流化床內(nèi)的流化介質(zhì)流化擾動(dòng)，再用高壓噴頭將高含鹽無機(jī)廢水霧化后噴入流化床與高溫流化介質(zhì)充分接觸，進(jìn)行蒸發(fā)處理，將蒸發(fā)結(jié)晶出來的鹽粉顆粒通過分級(jí)凈化捕集系統(tǒng)收集至灰桶后外送處置，經(jīng)過濾凈化后的水份隨高溫氣體由煙囪排出。
[0006]進(jìn)一步，如上所述的高含鹽無機(jī)廢水流化處理工藝，其中，所述的高溫空氣的溫度為 200。。~300。。
[0007]進(jìn)一步，如上所述的高含鹽無機(jī)廢水流化處理工藝，其中，所述的流化介質(zhì)為CaO粉末或Na2CO3粉末或NaOH粉末。
[0008]一種高含鹽無機(jī)廢水流化處理系統(tǒng)，包括分別與流化床干燥塔連接的流化介質(zhì)粉末儲(chǔ)罐和廢水罐，廢水罐與流化床干燥塔之間設(shè)有輸送泵和高壓噴頭，流化床干燥塔與送風(fēng)機(jī)連接的管路上設(shè)有加熱器，流化床干燥塔的上部連接分級(jí)凈化捕集系統(tǒng)，分級(jí)凈化捕集系統(tǒng)經(jīng)引風(fēng)機(jī)與煙?連接，所述的分級(jí)凈化捕集系統(tǒng)包括順次連接的旋風(fēng)除塵器和金屬過濾器。
[0009]進(jìn)一步，如上所述的高含鹽無機(jī)廢水流化處理系統(tǒng)，其中，所述金屬過濾器的氣體出口連接列管式蒸發(fā)器，列管式蒸發(fā)器經(jīng)管線與廢水罐連接。
[0010]進(jìn)一步，如上所述的高含鹽無機(jī)廢水流化處理系統(tǒng)，其中，所述的流化床干燥塔、旋風(fēng)除塵器和金屬過濾器的下部分別連接灰桶。
[0011]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明利用高溫的流化介質(zhì)與霧化的高含鹽無機(jī)廢水在流化床上充分接觸，并瞬間完成干燥結(jié)晶，形成顆粒狀形態(tài)，避免了在設(shè)備或管道內(nèi)壁上結(jié)疤，使處理過程平穩(wěn)持續(xù)進(jìn)行。蒸發(fā)結(jié)晶的鹽粉顆粒通過高速分級(jí)過濾系統(tǒng)進(jìn)行完全收集、整備后外送處置，水份經(jīng)高溫、高效凈化合格后隨高溫氣體經(jīng)煙?排出。本發(fā)明的處理系統(tǒng)整體安全密封，裝置運(yùn)行各動(dòng)作定位準(zhǔn)確，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，操作方便快捷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成及工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明針對(duì)高含鹽量廢水的特性，借鑒流化床干燥技術(shù)，利用流化介質(zhì)做干燥劑，將廢水霧化后進(jìn)行廢水的蒸發(fā)處理，達(dá)到一次性將液態(tài)廢物(廢水)直接轉(zhuǎn)化為固體廢物(結(jié)晶鹽粉末)的目的。
[0014]本發(fā)明所提供的高含鹽廢水流化處理工藝充分利用了流化床干燥工藝的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行高含鹽廢水蒸發(fā)處理。其工藝過程為:向流化床干燥塔內(nèi)通入高溫預(yù)熱空氣(200~300 0C )，使流化介質(zhì)(CaO粉末或Na2CO3粉末或NaOH粉末等堿性粉末)在流化床布風(fēng)板上方與熱空氣充分接觸，流化介質(zhì)顆粒懸浮于氣流之中，形成流化狀態(tài)，均勻流化的流化介質(zhì)粉末形成高溫介質(zhì)，此時(shí)，將廢水利用高壓噴頭充分霧化后，噴入床體內(nèi)和呈流化狀態(tài)的熱介質(zhì)流化介質(zhì)粉末在高溫空氣中充分、均勻地混合，進(jìn)行強(qiáng)烈的傳熱和傳質(zhì)，使小液滴快速脫除水分，達(dá)到干燥、脫酸和脫硫的功能。結(jié)晶出來的鹽粉顆粒在氣流的作用下，在流化床內(nèi)劇烈碰撞、磨擦、一部分小顆粒的鹽粉隨高溫氣流帶出流化床，經(jīng)除塵裝置凈化捕集后排入灰桶，水分隨熱空氣由引風(fēng)機(jī)排入大氣，剩下的鹽粉以高溫介質(zhì)的形式繼續(xù)參與對(duì)廢水的蒸發(fā)。如此往復(fù)循環(huán)，最終達(dá)到蒸發(fā)處理廢水的作用。由于廢水以霧化狀態(tài)噴入流化床干燥塔后，首先接觸到熱介質(zhì)，并在熱介質(zhì)上瞬間完成干燥結(jié)晶，形成顆粒狀形態(tài)，因此避免了在設(shè)備或者管道內(nèi)壁上結(jié)疤，使得處理過程能平穩(wěn)持續(xù)進(jìn)行。
[0015]相應(yīng)的高含鹽廢水流化處理系統(tǒng)主要包括流化床干燥塔、送排風(fēng)系統(tǒng)、供料系統(tǒng)、凈化捕集系統(tǒng)、壓空系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)等。送排風(fēng)系統(tǒng)包括送風(fēng)機(jī)和電加熱器以及風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門等；供料系統(tǒng)包括廢水的儲(chǔ)存罐、輸送泵、高壓噴頭、流化物料儲(chǔ)罐、自動(dòng)加料裝置等；凈化捕集系統(tǒng)包括旋風(fēng)過濾器、金屬過濾器、排灰設(shè)備等；儀表控制系統(tǒng)主要包括配電盤和控制盤，控制盤完成全系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)控制和工藝參數(shù)的測(cè)量。
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述。
[0017]實(shí)施例
[0018]如圖1所示，高含鹽無機(jī)廢水流化處理系統(tǒng)包括分別與流化床干燥塔3連接的流化介質(zhì)粉末儲(chǔ)罐I (流化介質(zhì)采用CaO粉末)和廢水罐2，廢水罐2與流化床干燥塔3之間設(shè)有輸送泵4和高壓噴頭。廢水可以是蒸發(fā)后的濃縮液或者直接就是高鹽濃度廢水，通過管道將廢水暫存在廢水罐2，需要的時(shí)候，通過廢液輸送泵4輸送到流化床干燥塔3，經(jīng)高壓噴頭霧化后，噴入流化床干燥塔。流化介質(zhì)粉末裝入儲(chǔ)罐1，然后通過螺旋加料機(jī)構(gòu)15輸送到流化床干燥塔3內(nèi)。
[0019]送排風(fēng)系統(tǒng)為系統(tǒng)提供穩(wěn)定運(yùn)行的送風(fēng)和排風(fēng)，流化床干燥塔3與送風(fēng)機(jī)8連接的管路上設(shè)有加熱器7，對(duì)送風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度達(dá)到200~300 V，送風(fēng)管道內(nèi)設(shè)置流量監(jiān)測(cè)儀表，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)送風(fēng)量，并在管道上安裝流量調(diào)節(jié)閥門，根據(jù)需要調(diào)整系統(tǒng)送風(fēng)的風(fēng)量和壓力。排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置壓力調(diào)節(jié)回路，系統(tǒng)的壓力可根據(jù)工藝系統(tǒng)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，加熱器運(yùn)行溫度200~300°C，材質(zhì)為306不銹鋼。
[0020]流化床干燥塔3主要功能是對(duì)廢水進(jìn)行流化發(fā)蒸發(fā)處理，上部連接分級(jí)凈化捕集系統(tǒng)，下部連接灰桶12。設(shè)備運(yùn)行溫度200~30(TC，材質(zhì)為304不銹鋼。根據(jù)流化床經(jīng)典流化理論，流化床根據(jù)穿過床層的氣流速度的變化，呈現(xiàn)出四種不同的流動(dòng)狀態(tài)，分別是:固定床、紊流流化床、快速流化床、氣力輸送。紊流流化床的特征是，隨著氣流速度的上升，固體顆粒開始流動(dòng)，當(dāng)氣流速度接近床料終端速度的時(shí)候，床層分界面開始消失，固體顆粒不斷被帶走，以顆粒團(tuán)的形式上下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生高度的返混?？焖倭骰搽A段的特點(diǎn)是，隨著氣流速度的進(jìn)一步加大，固體顆粒被氣流均勻帶出床層，氣流速度大于顆粒的終端速度，床內(nèi)顆粒濃度呈上稀下濃的狀態(tài)。高鹽廢水蒸發(fā)處理工藝在紊流流化床和快速流化床的變化之間，將廢水霧化后噴入流化床，與流化的高溫床料進(jìn)行充分接觸進(jìn)行蒸發(fā)干燥。在紊流流化床初始階段，密相床層和稀相床層之間的界面模糊，一些終端速度小于床層氣速的細(xì)顆粒被上升氣流帶走，終端速度大于氣速的顆粒到達(dá)輸送分離高度后陸續(xù)返回床層，從而形成內(nèi)循環(huán)，在內(nèi)循環(huán)過程中，將廢鹽溶液高壓充分霧化后，以極小的液滴形態(tài)噴入內(nèi)循環(huán)空間(稱為自由空間)的床料 顆粒中，高溫的氣流以及高溫的床料顆粒迅速將接觸到的小液滴快速蒸發(fā)。結(jié)晶出的鹽，以小顆粒的形態(tài)參與內(nèi)循環(huán)，同時(shí)一部分(被磨損變小的顆粒)被氣流帶出分離高度后，隨氣流離開流化床，進(jìn)入分級(jí)凈化捕集系統(tǒng)。運(yùn)行時(shí)，控制穿過床層的氣流速度，可以實(shí)現(xiàn)在噴入霧化廢水中的鹽量和帶出流化床的鹽量平衡，此時(shí)系統(tǒng)可以平穩(wěn)連續(xù)的運(yùn)行。
[0021]分級(jí)凈化捕集系統(tǒng)的設(shè)備主要為:旋風(fēng)除塵器5、金屬過濾器6、排灰設(shè)備等。旋風(fēng)除塵器5和金屬過濾器6的下部分別連接灰桶13、14，金屬過濾器6的氣體出口與蒸發(fā)器9連接。顆粒狀的鹽粉隨熱空氣載帶出流化床干燥塔之后首先進(jìn)入旋風(fēng)除塵器5，對(duì)鹽粉進(jìn)行初步收集，收集的顆粒物經(jīng)排出裝置排入灰桶13。經(jīng)過初步去除大顆粒的鹽粉后，再經(jīng)過一級(jí)高溫金屬過濾器6，將微米級(jí)的顆粒收集捕獲，排入灰桶14，從而對(duì)流化床排出的氣體進(jìn)行徹底的凈化。經(jīng)過濾凈化后的水份隨高溫氣體經(jīng)由引風(fēng)機(jī)10從煙囪11排出。
[0022]蒸發(fā)器9為列管式蒸發(fā)器，列管式蒸發(fā)器9經(jīng)管線與廢水罐2連接，一部分廢水可經(jīng)列管式蒸發(fā)器進(jìn)入廢水罐。金屬過濾器出口溫度達(dá)到200°C左右，可以用來作為列管式蒸發(fā)器的熱源，對(duì)送來的廢水先進(jìn)行初步的蒸發(fā)濃縮，濃縮液再送廢水罐用于流化處理，這樣能有效提聞熱效率。
[0023]流化床干燥塔、旋風(fēng)除塵器、金屬過濾器、蒸發(fā)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)均為目前已知的公開技術(shù)，只是在尺寸上需要根據(jù)處理能力進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)即可。[0024]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。`
【權(quán)利要求】
1.一種高含鹽無機(jī)廢水流化處理工藝，其特征在于:利用高溫空氣將流化床內(nèi)的流化介質(zhì)流化擾動(dòng)，再用高壓噴頭將高含鹽無機(jī)廢水霧化后噴入流化床與高溫流化介質(zhì)充分接觸，進(jìn)行蒸發(fā)處理，將蒸發(fā)結(jié)晶出來的鹽粉顆粒通過分級(jí)凈化捕集系統(tǒng)收集至灰桶后外送處置，經(jīng)過濾凈化后的水份隨高溫氣體由煙囪排出。
2.如權(quán)利要求1所述的高含鹽無機(jī)廢水流化處理工藝，其特征在于:所述的高溫空氣的溫度為200°C~300°C
3.如權(quán)利要求1所述的高含鹽無機(jī)廢水流化處理工藝，其特征在于:所述的流化介質(zhì)為CaO粉末或Na2CO3粉末或NaOH粉末。
4.一種高含鹽無機(jī)廢水流化處理系統(tǒng)，其特征在于:包括分別與流化床干燥塔(3)連接的流化介質(zhì)粉末儲(chǔ)罐(I)和廢水罐(2 )，廢水罐(2 )與流化床干燥塔(3 )之間設(shè)有輸送泵(4)和高壓噴頭，流化床干燥塔(3)與送風(fēng)機(jī)(8)連接的管路上設(shè)有加熱器(7)，流化床干燥塔(3)的上部連接分級(jí)凈化捕集系統(tǒng)，分級(jí)凈化捕集系統(tǒng)經(jīng)引風(fēng)機(jī)(10)與煙囪(11)連接，所述的分級(jí)凈化捕集系統(tǒng)包括順次連接的旋風(fēng)除塵器(5)和金屬過濾器(6)。
5.如權(quán)利要求4所述的高含鹽無機(jī)廢水流化處理系統(tǒng)，其特征在于:所述金屬過濾器(6)的氣體出口連接列管式蒸發(fā)器(9)，列管式蒸發(fā)器(9)經(jīng)管線與廢水罐(2)連接。
6.如權(quán)利要求4或5所述的高含鹽無機(jī)廢水流化處理系統(tǒng)，其特征在于:所述的流化床干燥塔(3)、旋風(fēng)除塵器(5)和金屬過濾器(6)的下部分別連接灰桶(12、13、14)。
【文檔編號(hào)】C02F1/10GK103663592SQ201210339473
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月13日
【發(fā)明者】王煦晉, 李達(dá), 李曉海, 楊利國, 徐衛(wèi), 賈成明, 楊麗莉 申請(qǐng)人:中國輻射防護(hù)研究院