CN219264302U - 高氯废液焚烧*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高氯废液焚烧***。包括：焚烧装置，用于喷射焚烧高氯废液；冷却装置，用于冷却焚烧后产生的第一烟气，抑制二噁英再生；除尘装置；降膜吸收装置，第二烟气进入降膜吸收装置处理产生低温盐酸和第三烟气，低温盐酸通过第一循环***，作为冷却介质输送到所述冷却装置，从冷却装置喷淋喷嘴喷出，直接与第一烟气混合对第一烟气进行冷却；碱洗塔和脱硝装置。本***避开现有技术烟气中携带大量熔融态碱渣和碱灰对锅炉及浇注料的腐蚀、结焦、积灰堵塞，造成运行成本高昂、连续运行时间短的缺陷；盐酸的作为冷却介质进入冷却装置，有利于提高盐酸的回收浓度以及降低回收设备的负荷，提高降膜吸收装置效率。

Description

高氯废液焚烧***

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，具体是废液焚烧技术，特别涉及到废液焚烧中净化烟气排放技术。

背景技术

含高浓度Cl、S、N废液，如三氯蔗糖制备过程中产生的废液中，通常包含有较高浓度的Cl、S、N元素。对生产三氯蔗糖过程中产生的废液一次的元素分析如表1：

表1：三氯蔗糖废液的检测分析结果

表中百分比％以总固形物重量计。

对于上述废液的处理目前有多种方法，通常采用生化法处理，这种方法处理成本高，废液中高分子燃料热未得到利用。

焚烧的方法，包括焚烧温度低，不能达到1100℃停留2s，废液中高分子物质不能充分分解，而且，当废液中Cl离子含量很高(＞20％)时，如何保证焚烧锅炉的连续运行，运行成本低，环保工艺合理确保排放达标方面都有较大的缺陷。

专利号为CN209415472的专利提出了“一种高含盐高含氯有机废液焚烧环保节能排放***”，该实用新型采用的工艺流程为：绝热焚烧炉——NaOH溶液文丘里喷口——余热锅炉——旋风分离器——急冷塔——文丘里装置喷活性炭——布袋除尘器——脱酸喷淋塔——烟气再热器——SCR脱硝装置——省煤器——引风机——烟囱。该方法对于Cl离子含量高达20％以上的三氯蔗糖废液，在1200℃高温区喷入NaOH溶液中和HCl气体，存在下列问题：1、NaOH溶液喷入后立即气化或分解，气化的NaOH与气态的HCl在各种分压下各种停留时间内反应率属于未知；2、需要配比NaOH高于反应式几倍的摩尔比，产生的灰从单一的NaCl变成NaCl、Na₂CO₃、NaOH、Na₂O，增加了灰量及灰的种类，降低了灰熔点；3、产生的大量碱灰，在高温区处于熔融态，处理不好易堵塞出渣口，易对密集受热面粘结沾污，造成严重积灰无法运行；4、熔融态的碱灰对耐火浇注料的腐蚀较严重，短时间就须更换，增加运行成本；5、碱灰对受热面的腐蚀速率较高，受热面管更换周期较短；6、在550℃温度点设立旋风分离器，只适用于灰熔点高的Al、Ca、Fe等碱性离子，对于以Na离子形态的NaCl、Na₂CO₃、NaOH、Na₂O灰熔点分别在801℃、851℃、318℃、1275℃共存时，灰熔点会明显降低，在旋风分离器内分离时，Na离子碱灰会粘附在筒壁上板结，造成旋风分离器无法运行；因此在实际应用中运行成本高，运行中结焦、积灰、堵塞最终造成无法连续运行。

申请号为CN114409001“一种三氯蔗糖废液处理装置及方法”发明专利，该发明专利采用的工艺流程为：预热降低三氯蔗糖废液黏度——焚烧产生一次蒸汽——高温烟气换热产生二次蒸汽——中温烟气除尘——中温烟气脱硝——降膜吸收脱氯化氢——烟囱排放。该发明专利的优点是对烟气中产生的HCl在除尘后处理，采用降膜吸收制盐酸，工艺简单，缺点是：1、焚烧温度最高为600～900℃，与GB18484～2020《危险废物焚烧污染控制标准》焚烧锅炉焚烧段炉膛理论燃烧温度＞1100℃，高温烟气停留时间＞2s，的国家规范不符，不能将废液中的高分子物质完全燃烧、分解；2、除尘后烟气中HCl浓度很高，即进行脱硝，烟气中的HCl和喷入的脱硝还原剂NH₃反应生成NH₄Cl，造成脱硝还原剂NH₃的缺失起不到效果，而且，NH₄Cl颗粒对催化剂有较强的堵塞作用，烟气中的大量的HCl气体成分对钒钨钛催化剂有不可逆的活性抑制作用，因此在脱HCl气体前设置SCR脱硝装置，没有脱硝效果。基于此，此发明专利很难达到国家的环保指标排放要求。

发明内容

本发明的目的在于基于现有含高浓度氯废液进行焚烧处理过程中，对其中氯的处理存在的问题，提出基于HCl循环处理的高氯废液焚烧***。

本发明的技术方案为：一种高氯废液焚烧处理***，依据工艺路线包括：

焚烧装置，用于喷射焚烧高氯废液；

冷却装置，用于冷却焚烧后产生的第一烟气，抑制二噁英再生；

除尘装置，用于对冷却后的第一烟气除尘，形成第二烟气；

降膜吸收装置，第二烟气进入降膜吸收装置处理产生低温盐酸和第三烟气，低温盐酸通过第一循环***，作为冷却介质输送到所述冷却装置，从冷却装置喷淋喷嘴喷出，直接与第一烟气混合对第一烟气进行冷却；

碱洗塔，第三烟气进入碱洗塔，碱洗塔内的碱液对第三烟气脱酸后，产生第四烟气；

脱硝装置，第四烟气进入脱硝装置，脱硝装置包括脱硝装置腔体内设置的多层催化剂层。

本发明***中降膜吸收装置产生的盐酸温度在温度为40-80℃，通过第一循环***回流到冷却装置喷淋喷嘴喷出，形成大循环或称为外循环；作为冷却介质对进入冷却装置内的第一烟气喷淋混合，对450～550℃第一烟气进行冷却进行急速冷却。第一烟气降温的温度为180-220℃。第一烟气含有的CI被盐酸吸收，一方面吸收第一烟气含有的CI，另一方面提高盐酸的浓度，降低后续降膜吸收装置处理盐酸的负荷，有利于提高降膜吸收装置处理效率，产生较高浓度的盐酸。

烟气中的回收盐酸处理后，后续的碱洗塔的作用主要是处理烟气中的S，以及少量的CI，碱洗塔的负荷小，对于烟气中的S的处理更为彻底，对于高含CI、S的废液处理效果净化效果更好。

进一步的优化方案包括：第一循环***包括与降膜吸收塔盐酸排放口连接联通的盐酸存储容器，盐酸存储容器与第一盐酸循环泵连接联通，第一盐酸循环泵与冷却装置的喷淋管路连接联通。

设置盐酸存储容器作为大循环的中转，暂时存储在盐酸存储容器内的盐酸可以实现废液焚烧起始阶段对冷却装置喷淋冷却。当然，对于废液焚烧起始阶段，盐酸存储容器中的盐酸温度低于但不限于低于降膜吸收装置产生的循环温度，如盐酸存储容器中的盐酸温度为室温。

进一步的优化方案包括：冷却装置包括焚烧装置第一烟气排放段设置的第一冷却装置，第一烟气通过第一冷却装置后进入第二冷却装置，第一循环***的第一盐酸循环泵与第二冷却装置的喷淋管路连接联通，所述第二冷却装置用于将进入的第一烟气温度降低至抑制二噁英的再生温度区间。

第一冷却装置将焚烧产生的第一烟气的温度降至450～600℃，特别是在500～530℃；可以采用焚烧炉的预热回收***对第一烟气进行冷却；第二冷却装置采用急冷冷却装置如急冷塔对450～600℃，特别是在500～530℃的温度第一烟气快速冷却，可通过控制冷却介质的流量以及第一烟气进入流量，在对于450～550℃第一烟气进入急冷塔内，急冷塔将烟气1s中急冷至180-220℃(如可以控制在200℃)。对于大循环的盐酸，进入急冷塔的回收的盐酸的温度为40-80℃，特别是50～65℃。

进一步的优化方案包括：降膜吸收塔处理产生低温盐酸排放口还连接联通第二循环***，第二循环***包括第二盐酸循环泵，第二盐酸循环泵的输出连接联通降膜吸收塔输入端。第二循环为盐酸的小循环(内循环)。在第一循环的基础上，增加第二循环，即在大循环的基础上，增加小循环，内外循环共同作用，大大提高降膜吸收塔处理能力和效率，采用一台降膜吸收塔就能实现回收的盐酸不低于31％浓度的工业用盐酸。

进一步的优化方案包括：第二盐酸循环泵输入端连接联通盐酸存储容器。内外循环均通过盐酸存储容器中转，可以方便实现对内外循环的控制调节，协调内外循环盐酸的比例。

进一步的优化方案包括：所述多层催化剂层中的催化剂包括TiO₂–V₂O₅–WO₃三元催化剂、MnOX/TiO₂-Al₂0₃催化剂、TiO₂-V₂O₅/WO₃催化剂中的一种或多种，用于脱硝的同时，去除二噁英，用于脱硝的同时去除二噁英。

使用脱硝脱二噁英一体的催化剂，二噁英的排放远低于国标、地标排放指标。

上述中的多种包括任意两种的组合以及三种。

进一步的优化方案包括：多层催化剂层设置包括N+1层进行层数设置，其中N是实际填充催化剂的层数，1为备用填充层，作为备份不填充，根据今后工艺需求再进行填充。

进一步的优化方案包括：在碱洗塔与脱硝装置之间连接联通有烟气升温装置，用于将低温第四烟气温度升高的满足SCR低温脱硝的温度要求。

进一步的优化方案包括：盐酸存储容器设置至少三个盐酸输出管，盐酸输出管连接外循环的盐酸回流泵，盐酸回流泵通过管路***与急冷塔装置的多只急冷塔喷枪连接联通。盐酸输出管连接联通内循环的盐酸循环泵，盐酸回流泵通过管路***与降膜吸收塔上部盐酸内循环进管连接联通。盐酸输出管为回收盐酸排放管，与盐酸外排泵连接联。

进一步的优化方案包括：焚烧装置下部的焚烧锅炉焚烧段上沿壁体的高度方向设置连接两层废液喷枪。

本发明工艺避开了采用前置碱液(30％NaOH溶液或片碱)中和带来的烟气中携带大量熔融态碱渣和碱灰对锅炉及浇注料的腐蚀、对受热面的结焦、积灰堵塞，造成运行成本高昂、连续运行时间短的缺陷；同时，烟气中的HCl、SO₂、NOx、粉尘、二噁英采用了合理的环保工艺路线，按照一定的脱除顺序脱除；在实际应用中也采用了多种防腐措施，防积灰措施，耐酸碱腐蚀的材料，目前已经应用在具体工程上可以确保装置年连续运行小时大于8000小时以上，各项环保指标达标。

附图说明

图1为本发明工艺流程结构简图；

图2为本发明工艺流程示意图；

图3为本发明工艺烟囱排放CEMS在线监测数据；

图中，1—三氯蔗糖废液储罐，2—三氯蔗糖废液加热器，3—三氯蔗糖废液输送泵，4—三氯蔗糖废液喷枪，5—焚烧锅炉焚烧段，6—天然气/油枪，7—融物溜槽，8—渣冷却收集装置，9—绝热耐高温耐酸碱浇注料/砖，10—焚烧锅炉余热回收段，11—SNCR喷枪，12—水冷壁，13—汽包，14—余热回收蒸发受热面，15—省煤器，16—急冷塔，17—急冷塔入口喷枪，18—活性炭喷射装置，19—除尘器，20—输灰装置，21—HCl回收制盐酸装置(降膜吸收塔)，22—盐酸储罐，23—盐酸循环泵，24—盐酸回流泵，25—盐酸外排泵，26—碱洗塔；27—浆液循环泵，28—废水外排泵；29—烟气升温装置；30—SCR低温脱硝装置，31—余热回收(低温省煤器)，32—引风机，33—烟囱。

具体实施方式

下列具体实施方式用于对本发明权利要求技术方案的解释，以便本领域的技术人员理解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下列具体的实施结构。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。

如图1所示，实施例中是用于对三氯蔗糖废液进行焚烧净化的***，当然，该***不限于用于对三氯蔗糖废液进行焚烧净化。通过采用不同参数实现对不同高含氯废液的处理净化。

因废液中含有30-50％的水分，环境温度较高时，流动性较好，环境温度较低时，采用废液加热器加热保证废液的顺利流动。实施例中三氯蔗糖废液储罐1与通过管道设置(或连接的)加热装置2与三氯蔗糖废液输送泵3连接联通。三氯蔗糖废液输送泵3通过管道与焚烧锅炉焚烧段5的三氯蔗糖废液喷枪4连接联通。加热装置2只是在环境温度较低时使用，以降低废液的粘度。

废液焚烧炉包括底部的焚烧锅炉焚烧段5和焚烧段上部的焚烧锅炉余热回收段10构成。

焚烧锅炉焚烧段5的炉底及四周的绝热耐高温耐酸碱浇注料/砖9组成，一个实施例中绝热耐高温耐酸碱腐蚀的浇注料/砖9敷设厚度为55～100mm(距水冷壁中心线)。焚烧锅炉焚烧段5包括焚烧锅炉焚烧段壁体上设置的三氯蔗糖废液喷枪4，实施例中三氯蔗糖废液喷枪4沿壁体的高度方向设置连接两层，每层喷枪沿壁体轴向间隔设置多个。天然气或油枪6设在喷枪下部的壁体上。炉底部分设置出渣槽7、渣收集装置8。在一个实施例中单支三氯蔗糖废液喷枪可以设计成1～3t/h。

焚烧锅炉余热回收段10包括：水冷壁12上设置的SNCR喷枪11，实现对焚烧产生的第一烟气炉内高温脱硝，高温炉内脱硝结构是可选设计结构。焚烧锅炉余热回收段10还包括第一冷却装置，对第一烟气进行冷却，使得第一烟气温度降至500～530℃。包括上部设置的汽包13、烟道设置的多级蒸发余热回收受热面14、省煤器15。余热回收也可以认为是锅炉主体结构。高温烟气在锅炉内经水冷壁12以及多级蒸发余热回收受热面14，省煤器15将热量回收。预热回收锅炉软化水经锅炉加热后产生低压或中压饱和/微过热蒸汽(蒸汽压力从0.8MPa～3.82MPa蒸汽温度从170℃～250℃)经汽包(3输送给厂用蒸汽管道。

经过省煤器15的烟道连接联通第二冷却装置，实施例中第二冷却装置为急冷塔装置。急冷塔装置包括急冷塔本体16、急冷塔喷枪17。在急冷塔入口沿其周向间隔布置多只急冷塔喷枪17，采用双介质流体结构，喷枪雾化效果好，1s将500～530℃的高温烟气降至180～220℃，烟气在急冷塔内停留足够时间。急冷塔壁包括由碳钢制成的外壁和由耐酸耐高温材料制成的内衬。急冷塔喷枪17冷却介质的输入连接盐酸的大循环装置。盐酸作为冷却介质。

经过急冷塔装置第二次冷却的第一烟气在输出烟道上连接联通二噁英吸附喷射装置，在一个实施例中采用活性炭作为吸附剂。第一烟气在输出烟道上连接联通活性炭喷射装置18。

通过活性炭喷射装置18形成第一烟气，通过烟道连接联通除尘器19，可采用但不限于布袋式除尘器。除尘器19输出的第二烟气连接联通到HCl回收制盐酸装置，实施例中采用但不限于一个降膜吸收塔21。降膜吸收塔21设有盐酸内循环进管，降膜吸收塔21下部设置盐酸排放管。

盐酸排放管连接盐酸的第二循环装置(内循环装置)和第一循环装置(外循环装置)。第一循环装置(外循环装置)将降膜吸收塔产生的低温盐酸作为冷却介质与急冷塔装置的多只急冷塔喷枪17连接联通，对进入降膜吸收塔的第一烟气进行急速冷却，吸收第一烟气中的CI，同时提高进入降膜吸收塔21内的盐酸浓度。第二循环装置(内循环装置)将降膜吸收塔产生与降膜吸收塔21上部盐酸内循环进管连接联通，形成循环处理。

在一个实施例中，第一循环装置和第二循环装置均包括盐酸储罐22。盐酸排放管连接联通盐酸储罐22(盐酸存储容器)。盐酸储罐22设置至少三个盐酸输出管。第一盐酸输出管连接外循环的盐酸回流泵24(也称第一盐酸循环泵)，盐酸回流泵24通过管路***与急冷塔装置的多只急冷塔喷枪17连接联通。第二盐酸输出管连接联通内循环的盐酸循环泵23(也称第二盐酸循环泵)，盐酸回流泵23通过管路***与降膜吸收塔21上部盐酸内循环进管连接联通。第三盐酸输出管为回收盐酸排放管，与盐酸外排泵25连接联通。

双循环的结构设计，设备数量少，减小占用空间，降膜吸收塔运行负荷小，效率高。可实现一台设备实现回收的盐酸的浓度不低于31％浓度的工业用盐酸。

经过降膜吸收塔21处理形成第三烟气通过烟道连接联通碱洗塔26。第三烟气主要包含的元素包括S，NOx，残余的HCl气体以及残余的二噁英。实施例中碱洗塔26立式布置，烟气从碱洗塔26下部进入，塔顶布置多层喷淋层(2～5层)并布置多层除雾器(2～3层)，30％NaOH碱液(或石灰水)通过碱液罐送入碱洗塔26，碱液通过浆液循环泵27在塔顶经多层喷淋喷入与烟气中的残余HCl气体及烟气中的SO2气体充分中和反应，形成浆液落入塔底。

脱除HCl、SO2后的烟气进入烟气升温装置29，采用自产的3.0M Pa233℃的蒸汽加热，烟温从50～65℃升至180～210℃。

升温后的烟气进入SCR低温脱硝装置30，采用了脱NOx脱二噁英一体的催化剂，在烟道中喷氨格栅中喷入氨气，与NOx反应生成N2和水，脱除烟气中的NOx及残余的二噁英；然后烟气进入余热回收(低温省煤器)

31装置回收烟气热量，并加热给水，回收热量后的烟气温度120～135℃经引风机32、烟囱33排入大气。实施例中，SCR低温脱硝装置30中低温催化剂包括TiO₂–V₂O₅–WO₃三元催化剂、MnOX/TiO₂-Al₂0₃催化剂、TiO₂-V₂O₅/WO₃催化剂中的一种或多种；实施例中催化剂选用TiO₂–V₂O₅–WO₃三元催化剂，按照N+1层进行层数设置，其中N是实际填充催化剂的层数，1为备用填充层，作为备份不填充，根据今后工艺需求再进行填充。

一种高氯废液焚烧处理方法，预热后的高氯废液，喷入焚烧炉内，经过焚烧后排放的第一烟气通过冷却装置冷却后进行除尘处理，除尘后的第二烟气进行盐酸回收处理，回收的盐酸作为冷却介质进入冷却装置对高氯废液焚烧后的第一烟气进行喷淋冷却；经过盐酸回收处理的第三烟气进行脱酸、脱硝处理。

本发明的工艺流程是：焚烧---冷却(抑制二噁英再生)---除尘---HCl循环回收处理(盐酸作为冷却介质大循环)---脱酸(脱硫)、脱硝处理。如图2所示。

本发明盐酸回收利用率高，回收效率高，设备少，占用空间少；

由于脱酸之前盐酸已经回收，后续的脱酸设备负荷小。

高氯废液在喷入焚烧炉燃烧过程中，喷入脱硝剂，在焚烧炉内进行第一次脱硝处理。利用焚烧炉进行高温脱硝，有利于后续降低脱硝设备的负荷，提高脱硝的效率及效果。

回收的盐酸进入急冷塔，对进入急冷塔的第一烟气进行喷淋冷却，使急冷塔进入的第一烟气温度降低至抑制二噁英的再生温度区间。

通过控制冷却介质的流量以及第一烟气进入流量，在对于450～550℃第一烟气进入急冷塔内，急冷塔将烟气1s中急冷至180-220℃(如可以控制在200℃)，可以避开二噁英的再生温度区间；在除尘器入口烟道设置活性炭喷射吸附残留的二噁英。

回收的盐酸进入盐酸存储容器，盐酸存储容器的回收的盐酸通过第一输送***进入急冷塔的喷淋单元；盐酸存储容器的回收的盐酸通过第二输送***进入盐酸回收处理装置的第二进口，实现循环回收处理。

高氯废液的喷入包括通过从焚烧炉上设置的第一层多个喷枪喷入，至少第二层多个喷枪喷入。

Claims (10)

1.一种高氯废液焚烧***，其特征是，依据工艺路线包括：

焚烧装置，用于喷射焚烧高氯废液；

冷却装置，用于冷却焚烧后产生的第一烟气，抑制二噁英再生；

除尘装置，用于对冷却后的第一烟气除尘，形成第二烟气；

降膜吸收装置，第二烟气进入降膜吸收装置处理产生低温盐酸和第三烟气，低温盐酸通过第一循环***，作为冷却介质输送到所述冷却装置，从冷却装置喷淋喷嘴喷出，直接与第一烟气混合对第一烟气进行冷却；

碱洗塔，第三烟气进入碱洗塔，碱洗塔内的碱液对第三烟气脱酸后，产生第四烟气；

脱硝装置，第四烟气进入脱硝装置，脱硝装置包括脱硝装置腔体内设置的多层催化剂层。

2.如权利要求1所述高氯废液焚烧***，其特征是：第一循环***包括与降膜吸收塔盐酸排放口连接联通的盐酸存储容器，盐酸存储容器与第一盐酸循环泵连接联通，第一盐酸循环泵与冷却装置的喷淋管路连接联通。

3.如权利要求1所述高氯废液焚烧***，其特征是：冷却装置包括焚烧装置第一烟气排放段设置的第一冷却装置，第一烟气通过第一冷却装置后进入第二冷却装置，第一循环***的第一盐酸循环泵与第二冷却装置的喷淋管路连接联通，所述第二冷却装置用于将进入的第一烟气温度降低至抑制二噁英的再生温度区间。

4.如权利要求1或2所述高氯废液焚烧***，其特征是：降膜吸收塔处理产生低温盐酸排放口还连接联通第二循环***，第二循环***包括第二盐酸循环泵，第二盐酸循环泵的输出连接联通降膜吸收塔输入端。

5.如权利要求4所述高氯废液焚烧***，其特征是：第二盐酸循环泵输入端连接联通盐酸存储容器。

6.如权利要求1所述高氯废液焚烧***，其特征是：所述多层催化剂层中的催化剂包括TiO₂–V₂O₅–WO₃三元催化剂、MnOX/TiO₂-Al₂0₃催化剂、TiO₂-V₂O₅/WO₃催化剂中的一种或多种，用于脱硝的同时，去除二噁英。

7.如权利要求1或6所述高氯废液焚烧***，其特征是：所述多层催化剂层设置包括N+1层进行层数设置，其中N是实际填充催化剂的层数，1为备用填充层。

8.如权利要求1所述高氯废液焚烧***，其特征是：在碱洗塔与脱硝装置之间连接联通有烟气升温装置，用于将低温第四烟气温度升高的满足SCR低温脱硝的温度要求。

9.如权利要求5所述高氯废液焚烧***，其特征是：盐酸存储容器设置至少三个盐酸输出管，盐酸输出管连接外循环的盐酸回流泵，盐酸回流泵通过管路***与急冷塔装置的多只急冷塔喷枪连接联通；盐酸输出管连接联通内循环的盐酸循环泵，盐酸回流泵通过管路***与降膜吸收塔上部盐酸内循环进管连接联通；盐酸输出管为回收盐酸排放管，与盐酸外排泵连接联。

10.如权利要求1所述高氯废液焚烧***，其特征是：焚烧装置下部的焚烧锅炉焚烧段上沿壁体的高度方向设置连接两层废液喷枪。

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