專利名稱：一種等離子體焚燒有機氟殘液的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于使用流體燃燒的方法和設(shè)備的領(lǐng)域，具體地為ー種等離子體焚燒有機氟殘液的裝置和方法。
背景技術(shù)：
有機鹵化物是氟化學(xué)エ業(yè)產(chǎn)生的廢物之一。焚燒的方法是處理有機氟殘液的常規(guī)方法。其中等離子體焚燒因焚燒的溫度不同常規(guī)燃燒的方法，具有其自身的問題。焚燒的時候，壓縮空氣與有機氟殘液分別由不同的進料管道輸送至焚燒爐等離子體電弧區(qū)，在高溫等離子體(熱源)作用下，有機氟殘液與壓縮空氣發(fā)生反應(yīng)，形成大量的碳黑、氟化氫等無機物。由于有機氟殘液與壓縮空氣分別由不同的管道流入電弧區(qū)，因而有機氟殘液與壓縮空氣混合非常不均勻，僅形成表面接觸，同時，在電弧區(qū)的停留時間約I 3秒，大部分壓 縮空氣未與殘液發(fā)生反應(yīng)而進入尾氣中。殘液在高溫等離子體作用下裂解，形成大量碳黑，被尾氣帶入下一操作単元。在高溫下劇毒有機氟殘液等離子體焚燒后的尾氣中，產(chǎn)生的大量碳黑，會堵塞填料、管件，傳動設(shè)備，粘附在風(fēng)機的葉輪上，導(dǎo)致裝置運行非常不穩(wěn)定，在堵塞嚴(yán)重的情況下，裝置會“憋壓”，發(fā)生設(shè)備損壞甚至爆炸事故。通過改變焚燒爐進料方式，改進燃燒效果，減少炭黑的產(chǎn)生是極為節(jié)約有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有的有機氟殘液焚燒處理技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提出ー種混合有機氟殘液和空氣的進料裝置。本發(fā)明進一歩的目的是提出包含有所述進料裝置的等離子體焚燒有機氟殘液裝置。本發(fā)明的再進ー步的目的是提出ー種使用上述裝置焚燒有機氟殘液的方法。本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)一種焚燒有機氟殘液的焚燒爐，包括進料裝置、等離子體噴槍、等離子體電弧區(qū)(電弧區(qū)是溫度最高區(qū)域，是焚燒的主要區(qū)域)，焚燒爐爐壁、排渣口和氣體出口，其中，所述進料裝置由ニ個文丘里混合器組成，ニ個文丘里混合器對稱于焚燒爐的中心線安裝，與水平面平行，與焚燒爐中心線呈45°夾角。等離子體噴槍與進料裝置的文丘里混合器的延長線交于一點，該點落在等離子體電弧區(qū)的中心。其中，所述文丘里混合器的長徑比L : D = 5 7 : I。其中，所述有機氟殘液是徑向進入文丘里混合器、空氣是軸向進入文丘里混合器。其中，所述等離子體噴槍與進料裝置的文丘里混合器的延長線交于一點，該點落在焚燒爐的電弧中心區(qū)。ー種使用本發(fā)明所述的焚燒爐焚燒有機氟殘液的方法，包括步驟
I)空氣和有機氟殘液穩(wěn)定連續(xù)地進入文丘里混合器，在混合器內(nèi)的停留時間為I 3s ;2)混合均勻的氣液混合物被等離子體噴槍輸送至高溫等離子體燃燒區(qū)(電弧區(qū))，焚燒爐膛溫度為800°C ；3)對燃燒后產(chǎn)生的氣體進行水吸收和堿洗。其中，所述有機氟殘液和空氣的流量比為lkg/h 2. 2 2. 6NM3/h(標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時)。其中，所述進入文丘里混合器的空氣的壓カ為O. 5MPa。其中，所述焚燒爐內(nèi)的壓カ為_300Pa _800Pa。
其中，所述水吸收和堿洗是采用水吸收焚燒產(chǎn)生的氣體中的酸(HF)，然后用無機堿溶液吸收氣體中殘留的酸。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明在有機氟殘液焚燒爐進ロ安裝文丘里混合器，壓縮空氣作為推動力，將有機氟殘液吹入混合器，有機氟殘液與壓縮空氣以一定的比例在混合器中混合均勻后，進入高溫等離子體電弧區(qū)燃燒反應(yīng)，使得有機氟殘液能充分燃燒，防止了大量碳黑的產(chǎn)生，比改進之前的技術(shù)產(chǎn)生的碳黑少90%，促使其轉(zhuǎn)化生成ニ氧化碳等無機氣相物質(zhì)，保證了該裝置能夠達到長期穩(wěn)定運行。用水吸收焚燒后氣體中的HF，得到的氫氟酸符合有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。


圖I為本發(fā)明焚燒有機氟殘液的エ藝流程圖。圖中P為壓カ檢測裝置，T為溫度檢測裝置；圖2為本發(fā)明文丘里混合器、等離子體噴槍的設(shè)備布置俯視圖。圖I和圖2中，I為進入文丘里混合器的空氣，2為進入文丘里混合器的殘液，3為文丘里混合器，4為等離子體噴槍，5為焚燒爐，6為焚燒爐氣體出ロ，7為焚燒爐排渣ロ。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例I :文丘里混合器和焚燒爐參見圖2，在焚燒爐原料進ロ處安裝ニ個316L鋼所制文丘里混合器，以等離子體噴槍為對稱軸對稱安裝。文丘里混合器與水平面平行，文丘里混合器中心軸與焚燒爐中心線的夾角為45°。文丘里混合器的長徑比為6 1，喉道直徑是管道直徑的1/3。進入文丘里混合器的液體從切向進入，空氣從軸向進入，空氣進入的壓カ為O. 5MPa，空氣和有機氟殘液的進入的體積比為lkg/h 2. 6NM3/h(標(biāo)準(zhǔn)立方米)，有機氟殘液和空氣在文丘里混合器內(nèi)混合均勻。參見圖I。焚燒爐包含進料裝置、等離子體噴槍、等離子體電弧區(qū)，焚燒爐爐壁、排渣口和氣體出口 ；等離子體噴槍與進料裝置的文丘里混合器的延長線交于一點，該點落在電弧中心區(qū)。等離子體噴槍把文丘里混合器的出口出來的氣液混合物噴入焚燒爐的等離子焚燒區(qū)。
實施例2 :有機氟殘液的焚燒I)有機氟高氟殘液與空氣按照比例lkg/h 2.5NM3/h，在文丘里混合器內(nèi)停留1-3秒，被空氣吹入混合器內(nèi)，混合均勻后的氣液混合物才能進入焚燒爐等離子體高溫區(qū)。這里空氣具有O. 5MPa壓力，足以將殘液吸進混合器中。2)混合均勻的氣液混合物通過等離子槍被輸送至高溫等離子燃燒區(qū)使其充分燃燒，焚燒爐膛溫度為800°C，同時避免了中間裂解產(chǎn)物炭黑等的生成，在此為了燃燒的更充分，焚燒爐的爐腔內(nèi)保持微負壓狀態(tài)，壓カ控制在_300pa。3)燃燒后的氣體先用水噴淋吸收,吸收HF氣體后，再用氫氧化鈉水溶液噴淋吸收,中和去沒有完全吸收掉的HF氣體。燃燒后的氣體中檢測不到碳黑的含量。經(jīng)過本實施例的裝置的處理，減少了炭黑的排放，保證了氣體經(jīng)過的填料、管件、傳動設(shè)備、風(fēng)機的葉輪等裝置的長期穩(wěn)定運行。用水 吸收焚燒后氣體中的HF，得到的氫氟酸符合有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)氫氟酸含量> 40%，灼燒殘渣(O. 01%，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。實施例3 :有機氟殘液的焚燒I)有機氟高沸殘液與空氣按照比例lkg/h 2. 6NM3/h，在文丘里混合器內(nèi)停留2秒，被空氣吹入混合器內(nèi)，混合均勻后的氣液混合物才能進入焚燒爐等離子體高溫區(qū)。這里空氣具有O. 5MPa壓力，足以將殘液吸進混合器中。2)混合均勻的氣液混合物通過等離子槍被輸送至高溫等離子燃燒區(qū)使其充分燃燒，焚燒爐膛溫度為800°C。同時避免了中間裂解產(chǎn)物炭黑等的生成，在此為了燃燒的更充分，焚燒爐的爐腔內(nèi)保持微負壓狀態(tài)，壓カ控制在_500Pa。3)燃燒后的無機氣體和酸氣先用水吸收其中的HF氣體，再用氫氧化鈉水溶液噴淋吸收。實施例4 :有機氟殘液的焚燒I)有機氟高沸殘液與空氣按照比例lkg/h 2. 2NM3/h，在文丘里混合器內(nèi)停留I秒，被空氣吹入混合器內(nèi)，混合均勻后的氣液混合物才能進入焚燒爐等離子體高溫區(qū)。這里空氣具有O. 5MPa壓力，足以將殘液吸進混合器中。2)混合均勻的氣液混合物通過等離子槍被輸送至高溫等離子燃燒區(qū)使其充分燃燒，同時避免了中間裂解產(chǎn)物炭黑等的生成，在此為了燃燒的更充分，焚燒爐的爐腔內(nèi)保持微負壓狀態(tài)，壓カ控制在_800Pa，焚燒爐膛溫度為800°C。3)燃燒后的氣體先用水噴淋吸收,再用氫氧化鈉水溶液噴淋吸收。
權(quán)利要求
1.一種焚燒有機氟殘液的焚燒爐，包括進料裝置、等離子體噴槍、等離子體電弧區(qū)，焚燒爐爐壁、排渣口和氣體出口，其特征在于，所述進料裝置由二個文丘里混合器組成，二個文丘里混合器對稱于焚燒爐的中心線安裝，與水平面平行，與焚燒爐中心線夾角為45° ;等離子體噴槍與進料裝置的文丘里混合器的延長線交于一點，該點落在等離子體電弧區(qū)的中心。
2.如權(quán)利要求I所述的焚燒爐，其特征在于，所述文丘里混合器的長徑比L: D = 5 7 1。
3.如權(quán)利要求I所述的焚燒爐，其特征在于，所述有機氟殘液是徑向進入文丘里混合器、空氣是軸向進入文丘里混合器。
4.如權(quán)利要求I所述的焚燒爐，其特征在于，所述等離子體噴槍與進料裝置的文丘里混合器的延長線交于一點，該點落在焚燒爐的電弧中心區(qū)。
5.一種使用如權(quán)利要求I 4所述的焚燒爐焚燒有機氟殘液的方法，其特征在于，包括步驟 1)空氣和有機氟殘液穩(wěn)定連續(xù)地進入文丘里混合器，在混合器內(nèi)的停留時間為I 3s ； 2)混合均勻的氣液混合物被等離子體噴槍輸送至高溫等離子體電弧區(qū)，焚燒爐膛溫度為 800。。； 3)對燃燒后產(chǎn)生的氣體進行水吸收和堿洗。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述有機氟殘液和空氣的流量比為Ikg/h 2. 2 2. 6NM3/h。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述進入文丘里混合器的空氣的壓力為0.5MPa。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述焚燒爐內(nèi)的壓力為_300Pa -800Pa。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述水吸收和堿洗是采用水吸收焚燒產(chǎn)生的氣體中的酸，然后用無機堿溶液吸收氣體中殘留的酸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種焚燒有機氟殘液的焚燒爐，包括進料裝置、等離子體噴槍、等離子體電弧區(qū)，焚燒爐爐壁、排渣口和氣體出口，其進料裝置由二個文丘里混合器組成，二個文丘里混合器對稱于焚燒爐的中心線安裝，與水平面平行、與焚燒爐的中心線呈45°角度。等離子體噴槍與進料裝置的文丘里混合器的延長線交于一點，該點落在等離子體電弧區(qū)的中心。本發(fā)明還提供使用所述的焚燒爐焚燒有機氟殘液的方法。本發(fā)明的焚燒爐在有機氟殘液進口安裝文丘里混合器，使得有機氟殘液能與空氣充分混合和燃燒，防止了大量碳黑的產(chǎn)生，保證了該裝置能夠長期穩(wěn)定運行。
文檔編號F23G7/04GK102679374SQ20121014418
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者馮啟鳳, 張峰, 曾本忠, 李嘉, 楊林茂, 譚梅芳 申請人:中昊晨光化工研究院