CN111637471A - 一种含有机硅的废气废液焚烧处理工艺及处理*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种含有机硅的废气废液焚烧处理工艺及处理***，涉及废气废液处理技术领域，该处理工艺包括：含有机硅的废气废液进入焚烧炉，氧化分解为小分子无机物和SiO2粉末；产生的高温烟气进入水管式余热锅炉，高温烟气降温至550℃；出来的高温烟气进入高温袋式除尘器，高温袋式除尘器分离回收高温烟气中SiO2粉末；出来的高温烟气急冷降温，然后经过水吸收和碱中和，在增压通过烟囱向外排放。而焚烧***、余热回收***、烟气急冷吸收***、碱洗***以及增压排放***顺次首尾连接并连通，高温烟气经焚烧***焚烧，依次通过后续***分离吸收。本发明克服了采用其他种类的余热锅炉导致的堵塞、腐蚀以及不能长期运行的缺陷。

Description

一种含有机硅的废气废液焚烧处理工艺及处理***
技术领域
本发明涉及废气废液处理技术领域，尤其是涉及一种含有机硅的废气废液焚烧处理工艺及处理***。
背景技术
有机硅兼具无机材料和有机材料的性能，具有表面张力小、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业。有机硅行业是现代化工行业的重要组成部分，是关系国计民生的基本行业。
有机硅行业生产过程中会产生大量含硅烷类物质的废气、废液。这些废气废液性质不稳定、毒性大，与空气和水接触易分解产生HCl等有毒气体和SiO2颗粒，处理不当会产生严重的安全事故和环境事故。
有机硅废气废液焚烧处理工艺能够保证有害物质的完全分解，配套合理的后***，能够保证完全的无害化处理，是先进最可行的处理工艺。
但现今运行的有机硅废液、废气焚烧处理方式，存在堵塞、腐蚀，不能长期运行的缺陷，且缺乏有效的尾气处理措施，尾气粉尘超标严重，副产大量废水和滤渣，经济性和环保性都非常差。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种含有机硅的废气废液焚烧处理工艺，以解决现有技术中存在的有机硅废液、废气焚烧处理方式，存在堵塞、腐蚀，以及不能长期运行的缺陷，且缺乏有效的尾气处理措施，尾气粉尘超标严重，副产大量废水和滤渣，经济性和环保性都非常差的技术问题。
本发明的目的之二在于提供一种含有机硅的废气废液焚烧处理***，上述有机硅废气废液焚烧处理工艺利用该有机硅废气废液焚烧处理***完成。
为实现上述目的之一，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种含有机硅的废气废液焚烧处理工艺，包括如下步骤：
S1：含有机硅的废气废液进入焚烧炉，高温氧化分解为小分子无机物和SiO2粉末，焚烧温度不小于1100℃；
S2：产生的高温烟气进入水管式余热锅炉，高温烟气降温至550℃，副产物为水蒸汽；
S3：从所述水管式余热锅炉出来的高温烟气进入高温袋式除尘器，所述高温袋式除尘器分离回收高温烟气中SiO2粉末；
S4：从所述高温袋式除尘器出来的高温烟气急冷降温，然后经过水吸收和碱中和，在增压通过烟囱向外排放。
优选地，步骤S1中，含有机硅的废气废液在所述焚烧炉中停留的时长不小于2.0秒。
为实现上述目的之二，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种含有机硅的废气废液焚烧处理***，包括焚烧***、余热回收***、烟气急冷吸收***、碱洗***以及增压排放***，其中：
所述焚烧***、所述余热回收***、所述烟气急冷吸收***、所述碱洗***以及所述增压排放***顺次首尾连接并连通，高温烟气经所述焚烧***焚烧，依次通过后续***分离吸收。
优选地，所述余热回收***设置为水管式余热锅炉。
优选地，所述水管式余热锅炉包括汽包、进水管路、出水管路以及炉体，所述汽包同时与所述进水管路和所述出水管路连接并连通，所述炉体内部设置烟气气流通道，所述烟气气流通道一侧为烟气进口，相对侧为烟气出口，所述烟气气流通道为非直线型中空腔体，所述出水管路形成所述烟气气流通道的侧壁。
优选地，所述出水管路包括上升管、上联箱和管簇，所述上联箱位于所述汽包和所述炉体之间，所述上升管连通所述汽包和所述上联箱，所述管簇连通所述进水管路和所述上联箱，所述管簇位于所述炉体内部，且形成所述烟气气流通道的侧壁。
优选地，所述进水管路包括下降管和下联箱，所述下联箱位于所述炉体的下方，且与所述出水管路连通，所述下降管连通所述汽包和所述下联箱。
优选地，所述烟气气流通道设置为Z字型通道。
优选地，所述余热回收***与所述烟气急冷吸收***之间设置高温袋式除尘器，所述高温袋式除尘器同时与所述余热回收***与所述烟气急冷吸收***连接并连通，
优选地，所述烟气急冷吸收***包括急冷***和水洗***，所述急冷***与所述水洗***连接并连通，所述急冷***与所述高温袋式除尘器连接并连通，所述水洗***与所述碱洗***连接并连通。
本发明提供的含有机硅的废气废液焚烧处理工艺，具有以下技术效果：
该种废气废液焚烧处理工艺，同传统的焚烧处理工艺相比，含有机硅的废气废液焚烧后产生的高温烟气降温采用的余热锅炉为水管式余热锅炉，水管式余热锅炉的烟气气流通道的管道横截面较大，产生的SiO2粉末不容易堵塞烟气气流通道，克服了采用其他种类的余热锅炉导致的堵塞、腐蚀以及不能长期运行的缺陷，而降温后的高温烟气在通过高温袋式除尘器、水吸收和碱中和，增压后通过烟囱向外排放，尾气经过有效的处理，即克服了尾气粉尘超标严重，副产大量废水和滤渣，经济性和环保性都非常差的缺陷。
本发明提供的含有机硅的废气废液焚烧处理***，具有以下技术效果：
该焚烧处理***包括焚烧***、余热回收***、烟气急冷吸收***、碱洗***以及增压排放***，这些***顺次首尾连接并连通，高温烟气经焚烧***焚烧，依次通过后续***分离吸收，通过余热回收***阻止产生的SiO2粉末堵塞烟气气流通道。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的含有机硅的废气废液焚烧处理***的一种实施例的流程图；
图2是图1中水管式余热锅炉的前视图；
图3是图1中水管式余热锅炉的俯视图；
图4是现有技术中火管式余热锅炉的前视图；
图5是图4中火管式余热锅炉的侧视图。
其中，图1-图5：
001、烟气流道；002、烟气气流通道；
11、燃烧器；12、焚烧炉；21、水管式余热锅炉；211、汽包；212、进水管路；2121、下降管；2122、下联箱；213、出水管路；2131、上升管；2132、上联箱；2133、管簇；214、炉体；22、灰储罐；
31、高温袋式除尘器；41、急冷***；42、水洗***；43、酸储罐；51、碱洗***；61、引风机；71、烟囱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供的含有机硅的废气废液焚烧处理***，主要由以下几部分构成，例如焚烧***、余热回收***、烟气急冷吸收***、碱洗***51以及增压排放***，而焚烧***、余热回收***、烟气急冷吸收***、碱洗***51以及增压排放***顺次首尾连接并连通，高温烟气经焚烧***焚烧，依次通过后续***分离吸收。
焚烧***由燃烧器11和焚烧炉12组成，如图1所示，废气、废液、燃料和助燃空气被输送至燃烧器11，废气和废液在燃料和助燃空气的辅助下在焚烧炉12中燃烧，高温氧化分解为CO2、H2O、HCl、NOx等小分子无机物和大量SiO2粉末，生成的烟气中还有大量的N2和部分过剩O2，焚烧炉12焚烧温度≥1100℃，停留时间≥2.0秒。
余热回收***即为水管式余热锅炉21，如图1-图3所示，焚烧产生的高温烟气进入水管式余热锅炉21，高温烟气降温至550℃，并副产水蒸汽。在回收高温烟气显热的同时，对于含氯有机物要避免二噁英的再生成，热能利用应避开200℃～500℃的温度区间。在焚烧温度1100℃以上，烟气中二噁英的分解率达到99.9％以上，故水管式余热锅炉21的出口温度为500～600℃，经过水管式余热锅炉21后，烟气温度由1200℃降至550℃左右，避免二噁英再生成温度区间的同时回收热量。
水管式余热锅炉21包括汽包211、进水管路212、出水管路213以及炉体214，如图2所示，汽包211同时与进水管路212和出水管路213连接并连通，炉体214内部设置烟气气流通道002，烟气气流通道002一侧为烟气进口，相对侧为烟气出口，烟气气流通道002为非直线型中空腔体，出水管路213形成烟气气流通道002的侧壁，流经烟气气流通道002的高温烟气为经过出水管路213的水流加热，从而达到为高温烟气降温的目的，同现有的火管式余热锅炉相比，水管式余热锅炉21的烟气气流通道002横截面积较大，可以同时容纳大容量的高温烟气气流，并且烟气气流通道002中SiO2粉末也不容易堵塞烟气气流通道002。
水管式余热锅炉21下部设置灰储罐22，灰储罐22设置双层隔离阀(图中未示出)，产生的SiO2粉末通过压缩空气输送至灰储罐22储存，从而达到及时排灰的目的。
如图4和图5所示，为火管式余热锅炉的结构示意图，火管式余热锅炉的烟气流道001从过程气进口延伸至过程气出口，高温烟气从火管式余热锅炉的过程气进口进入后，沿着烟气流道001扩散，火管式余热锅炉的烟气流道001较小，且没有排灰措施，因此堵塞严重，连续运行能力差，一般连续运行周期不超过一个月，需要经常停车清灰。
其中，水管式余热锅炉21的烟气气流通道002优选为Z字型通道，通过Z字型通道实现高温烟气扰流，从而使高温烟气达到在炉体214中停留较长时间的目的，提高了高温烟气辐射传热效率，而烟气气流通道002的形状不局限于Z字型，还可以为其它形状，例如锯齿形，只要能够使高温烟气达到在炉体214中停留较长时间，都在本发明的保护范围之内。
具体地，出水管路213包括上升管2131、上联箱2132和管簇2133，如图2所示，上联箱2132位于汽包211和炉体214之间，上升管2131连通汽包211和上联箱2132，管簇2133连通进水管路212和上联箱2132，管簇2133位于炉体214内部，且形成烟气气流通道002的侧壁，即进水管路212的水流通过管簇2133流流向上联箱2132时，管簇2133内的水流可以带走烟气气流通道002内的高温烟气的热量。
而进水管路212包括下降管2121和下联箱2122，如图2所示，下联箱2122位于炉体214的下方，且与管簇2133连通，下降管2121连通汽包211和下联箱2122，通过下降管2121和下联箱2122为管簇2133供水。
进一步的方案中，余热回收***与烟气急冷吸收***之间设置高温袋式除尘器31，高温袋式除尘器31同时与余热回收***与烟气急冷吸收***连接并连通，
本发明的高温袋式除尘器31即陶瓷过滤器，利用膜材料作除尘过滤材料的袋式除尘器，高温气体过滤属于微滤，粉尘被膜拦截，气体分子穿过金属间化合物多孔膜。
传统的有机硅焚烧***，烟气中SiO2粉末直接进入急冷吸收***，产生的酸中带有大量的SiO2粉末，需要用碱进行中和后，通过压滤***，压成滤饼，外送，不仅不能回收酸，还产生了大量中和废水和滤饼。通过高温袋式除尘器31不仅能够回收烟气中的SiO2粉末，而且能够减少副产酸的含尘量，提高酸的品质。高温袋式除尘器31是从500℃以上回收的SiO2粉末，SiO2粉末中的HCl吸附量非常低，提高了回收的SiO2粉末的品质。同时也减少了中和、压滤等一系列设备，优化了***，减少了初期投资成本和运行成本。
进一步的方案中，烟气急冷吸收***包括急冷***41和水洗***42，急冷***41与水洗***42连接并连通，急冷***41与高温袋式除尘器31连接并连通，水洗***42与碱洗***51连接并连通，急冷***41和水洗***42同时与酸储罐43连接并连通，急冷***41和水洗***42产生的副产酸流入酸储罐43中。
从水管式余热锅炉21出来的高温烟气进入急冷***41，即石墨急冷器，烟气与循环酸液直接接触，酸液蒸发的潜热使得烟气温度迅速降低，烟气在0.1s内由550℃迅速降低至80℃以下。其冷却时间远低于国家标准规范规定的<1s，最大限度减少***内二噁英类物质的再合成。
烟气急冷后进入水洗***42，利用水吸收烟气中的HCI，将高温烟气中99％以上的HCl回收，副产盐酸输出界区。
进一步的方案中，经过吸收脱酸后的烟气进入碱洗***51，利用碱液吸收中和烟气中剩余的酸，保证烟气达标排放，产生的废水向外排放。经过脱酸的烟气经引风机61增压后通过烟囱71排放，引风机61保证整个***处于负压状态。
利用含有机硅的废气废液焚烧处理***的工艺步骤如下：
S1：含有机硅的废气废液进入焚烧炉12，高温氧化分解为小分子无机物和SiO2粉末，焚烧温度不小于1100℃；
S2：产生的高温烟气进入水管式余热锅炉21，高温烟气降温至550℃，副产物为水蒸汽；
S3：从所述水管式余热锅炉21出来的高温烟气进入高温袋式除尘器31，所述高温袋式除尘器31分离回收高温烟气中SiO2粉末；
S4：从所述高温袋式除尘器31出来的高温烟气急冷降温，然后经过水吸收和碱中和，在增压通过烟囱71向外排放。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种含有机硅的废气废液焚烧处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：含有机硅的废气废液进入焚烧炉，高温氧化分解为小分子无机物和SiO2粉末，焚烧温度不小于1100℃；
S2：产生的高温烟气进入水管式余热锅炉，高温烟气降温至550℃，副产物为水蒸汽；
S3：从所述水管式余热锅炉出来的高温烟气进入高温袋式除尘器，所述高温袋式除尘器分离回收高温烟气中SiO2粉末；
S4：从所述高温袋式除尘器出来的高温烟气急冷降温，然后经过水吸收和碱中和，在增压通过烟囱向外排放。
2.根据权利要求1所述的含有机硅的废气废液焚烧处理工艺，其特征在于步骤S1中，含有机硅的废气废液在所述焚烧炉中停留的时长不小于2.0秒。
3.一种含有机硅的废气废液焚烧处理***，其特征在于，包括焚烧***、余热回收***、烟气急冷吸收***、碱洗***以及增压排放***，其中：
所述焚烧***、所述余热回收***、所述烟气急冷吸收***、所述碱洗***以及所述增压排放***顺次首尾连接并连通，高温烟气经所述焚烧***焚烧，依次通过后续***分离吸收。
4.根据权利要求3所述的含有机硅的废气废液焚烧处理***，其特征在于，所述余热回收***设置为水管式余热锅炉。
5.根据权利要求4所述的含有机硅的废气废液焚烧处理***，其特征在于，所述水管式余热锅炉包括汽包、进水管路、出水管路以及炉体，所述汽包同时与所述进水管路和所述出水管路连接并连通，所述炉体内部设置烟气气流通道，所述烟气气流通道一侧为烟气进口，相对侧为烟气出口，所述烟气气流通道为非直线型中空腔体，所述出水管路形成所述烟气气流通道的侧壁。
6.根据权利要求5所述的含有机硅的废气废液焚烧处理***，其特征在于，所述出水管路包括上升管、上联箱和管簇，所述上联箱位于所述汽包和所述炉体之间，所述上升管连通所述汽包和所述上联箱，所述管簇连通所述进水管路和所述上联箱，所述管簇位于所述炉体内部，且形成所述烟气气流通道的侧壁。
7.根据权利要求5所述的含有机硅的废气废液焚烧处理***，其特征在于，所述进水管路包括下降管和下联箱，所述下联箱位于所述炉体的下方，且与所述出水管路连通，所述下降管连通所述汽包和所述下联箱。
8.根据权利要求5所述的含有机硅的废气废液焚烧处理***，其特征在于，所述烟气气流通道设置为Z字型通道。
9.根据权利要求5所述的含有机硅的废气废液焚烧处理***，其特征在于，所述余热回收***与所述烟气急冷吸收***之间设置高温袋式除尘器，所述高温袋式除尘器同时与所述余热回收***与所述烟气急冷吸收***连接并连通。
10.根据权利要求9所述的含有机硅的废气废液焚烧处理***，其特征在于，所述烟气急冷吸收***包括急冷***和水洗***，所述急冷***与所述水洗***连接并连通，所述急冷***与所述高温袋式除尘器连接并连通，所述水洗***与所述碱洗***连接并连通。
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CN114345109A (zh) * 2022-01-14 2022-04-15 厦门冉能环保科技有限公司 一种含硅有机废气处理工艺及设备

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