本發(fā)明屬于廢物資源化利用技術領域，具體涉及一種高濃度有機含鹽廢液分段式氣化脫毒系統(tǒng)及方法。

背景技術：

高濃度有機含鹽廢液一般指cod>100,000mg/l，含鹽量>10,000mg/l的廢液，一般產(chǎn)生于農(nóng)藥、醫(yī)藥等精細化工行業(yè)的廢水蒸發(fā)濃縮、膜分離等工段，屬于極難處理的有機工業(yè)廢液。

針對高濃度有機含鹽廢液含鹽量高，可生化性差的特點，國內(nèi)外眾多學者已開展了大量探索性研究。主要方法可分為膜分離法、吸附法、化學氧化法和熱處理法等。其中膜分離法、吸附法、化學氧化法均為預處理方法，且都有二次危廢產(chǎn)生。當前國內(nèi)外高濃度有機含鹽廢液的熱處理技術主要包括廢液焚燒、蒸發(fā)結(jié)晶、熱解氣化等工藝。焚燒技術可以充分利用高含鹽有機廢液中的熱值，但由于操作溫度過高，易出現(xiàn)爐體結(jié)焦、結(jié)渣現(xiàn)象，鹽分進入熔渣中后無法資源化利用，是一種終端熱處理技術。蒸發(fā)結(jié)晶是在相對較低溫度下進行的，以提高高含鹽有機廢液可生化性為目的的熱處理技術，操作簡單、能耗較低。但無法實現(xiàn)結(jié)晶鹽的徹底解毒，綜合處置成本較高。

徹底分離高濃度有機含鹽廢液中的有機物和鹽分是是實現(xiàn)該種廢液資源化利用處置的關鍵。要想使廢液中的有機物和鹽分徹底分離，首先要創(chuàng)造條件使鹽分結(jié)晶，結(jié)晶過程的實質(zhì)是將稀溶液變成過飽和溶液，從而析出結(jié)晶。使廢液達到過飽和有兩種方法，一種是冷卻，使溶質(zhì)因溶解度下降而達到過飽和，往往要耗費大量的電能；另一種是加熱，使溶劑蒸發(fā)，常規(guī)的蒸發(fā)單元操作溫度為100℃左右，雖然達到了蒸發(fā)水分的目的，但是廢液中大量的有機毒物因為沸點較高，無法蒸發(fā)而殘留在母液或結(jié)晶體中，從而帶來晶體浸出毒性超標問題。加熱溫度進一步提高到800-1100℃即為焚燒處理工藝，雖然可以徹底分解廢液中有機物，但在焚燒過程中容易形成二噁英等高毒物質(zhì)，高溫還會導致廢液中鹽分熔融結(jié)焦，影響焚燒爐的穩(wěn)定運行。

熱解過程是指在沒有空氣或通入惰性載氣的條件下，將物質(zhì)中大分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的化學鍵通過熱能切斷，從而生成低分子量的氣體和液體物質(zhì)。熱解技術已經(jīng)被廣泛應用于生物質(zhì)、污泥、餐廚廢物等固體廢物的資源化處理。利用熱解氣化技術，高濃度有機含鹽廢液中的水和有機物在合適的高溫下形成氣化蒸汽從廢液中揮發(fā)出來，廢液中鹽分因此而結(jié)晶析出。其與焚燒處理最大的區(qū)別就是熱解氣化過程是在無氧氣氛下進行的，可以避免二噁英等高毒物質(zhì)的二次合成；其次，熱解氣化溫度往往低于鹽分的熔融溫度，避免了爐體結(jié)焦現(xiàn)象的產(chǎn)生。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種高濃度有機含鹽廢液分段式氣化脫毒系統(tǒng)，其利用滾筒式噴霧預濃縮器、圓盤氣化機和間接式回轉(zhuǎn)窯灼燒爐組合工藝進行高濃度有機含鹽廢液分段式氣化脫毒的系統(tǒng)，克服現(xiàn)行處理工藝二次危廢量大、運行不穩(wěn)定的問題；本發(fā)明的另一目的在于提供高濃度有機含鹽廢液分段式氣化脫毒方法，利用滾筒式噴霧預濃縮器、圓盤氣化機和間接式回轉(zhuǎn)窯灼燒爐處理高濃度有機含鹽廢液的方法，不僅脫毒率高、二次污染小，而且新增能耗小、再生產(chǎn)品利用價值高。

技術方案：為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

高濃度有機含鹽廢液分段式氣化脫毒系統(tǒng)，包括滾筒式噴霧預濃縮器，在所述的滾筒式噴霧預濃縮器上方設有霧化噴頭，霧化噴頭經(jīng)廢液輸送泵與廢液儲罐相連，高濃度有機含鹽廢液儲存在廢液儲罐中；所述的滾筒式噴霧預濃縮器的頂部與第一旋風分離器相連，第一旋風分離器經(jīng)引風機與間接冷凝器相連；在所述的滾筒式噴霧預濃縮器內(nèi)設有轉(zhuǎn)動的滾筒；在所述的滾筒式噴霧預濃縮器的底部設置刮刀，在刮刀的下方設置預濃縮鹽渣收集罐，預濃縮鹽渣收集罐與布料器相連，布料器設置在圓盤氣化機內(nèi)的頂部；在所述的圓盤氣化機內(nèi)設有若干加熱盤片，在每層加熱盤片上方安裝有攪拌刮片，預濃縮鹽渣由布料器均勻布料后落入最上層加熱盤片上，預濃縮鹽渣在盤片空腔內(nèi)高溫熔鹽的間接加熱下逐漸脫除有機物和水分，殘余的固態(tài)鹽被攪拌刮片刮至加熱盤片邊緣后跌落至下一層加熱盤片，最終形成結(jié)晶鹽從圓盤氣化機底部出料口排出進入結(jié)晶鹽收集罐；在所述的圓盤氣化機頂部設有出氣口，該出氣口與第二旋風分離器相連通，第二旋風分離器與回燃引風機相連。

所述的滾筒和加熱盤片均為中空式結(jié)構(gòu)，中空式結(jié)構(gòu)內(nèi)流動介質(zhì)為高溫熔鹽。

所述的加熱盤片進口與熔鹽加熱器出口相連，加熱盤片出口與滾筒進口相連，滾筒的出口與熔鹽加熱器進口相連，形成熔鹽循環(huán)回路，在熔鹽循環(huán)回路中設有熔鹽循環(huán)泵。

所述的加熱盤片進口溫度控制為350-560℃，為圓盤氣化機提供熱量后，熔鹽進入滾筒式噴霧預濃縮器，滾筒進口溫度控制為150-350℃，為滾筒式噴霧預濃縮器提供熱量后熔鹽返回熔鹽加熱器；熔鹽回流入熔鹽加熱爐后利用原焚燒系統(tǒng)二燃室出口煙氣余熱再度加熱后為圓盤氣化機和滾筒式噴霧預濃縮器循環(huán)供熱。

所述的攪拌刮片通過旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動，刮動加熱盤片上的預濃縮鹽渣。

所述的旋轉(zhuǎn)電機設置在圓盤氣化機的頂部。

所述的在圓盤氣化機底部設置結(jié)晶鹽收集罐。

利用所述的高濃度有機含鹽廢液分段式氣化脫毒系統(tǒng)的高濃度有機含鹽廢液分段式氣化脫毒方法，包括如下步驟：

1)高濃度有機含鹽廢液儲存在廢液儲罐中，高濃度有機含鹽廢液通過廢液輸送泵輸送后，經(jīng)霧化噴頭的作用形成液滴進入滾筒式噴霧預濃縮器；

2)高濃度有機廢液霧滴在滾筒表面形成料膜后被滾筒內(nèi)流動的熔鹽加熱，廢液中的水分和部分有機物形成蒸發(fā)氣從滾筒式噴霧預濃縮器頂部排入第一旋風分離器，第一旋風分離器收集的預濃縮鹽渣落入預濃縮鹽渣收集罐內(nèi)，利用間接冷凝器將蒸發(fā)氣中水分冷凝下來，形成凝結(jié)液送污水處理設施處理達標后排放，不凝結(jié)氣送入焚燒爐高溫分解；殘余的預濃縮鹽渣被刮刀刮離滾筒表面跌落至預濃縮鹽渣收集罐內(nèi)；

3)預濃縮鹽渣收集罐內(nèi)的預濃縮鹽渣由布料器均勻布料后落入最上層加熱盤片上，在被刮動的同時，鹽渣和加熱盤片空腔內(nèi)流動的高溫熔鹽進行間接換熱，鹽渣中的有機物和水分逐漸形成氣化蒸氣從圓盤氣化機頂部出氣口排出；殘余的固態(tài)鹽被加熱盤片逐級加熱后，繼續(xù)進行有機物和水分的氣化過程；最終廢液中有機物和水分完全氣化后形成結(jié)晶鹽進入圓盤氣化機底部結(jié)晶鹽收集罐中；氣化蒸氣從圓盤氣化機中排出后進入第二旋風分離器，捕捉部分未被圓盤氣化機收集的結(jié)晶鹽，有機蒸氣隨后通過回燃引風機進入焚燒爐二燃室高溫分解，并經(jīng)焚燒爐尾氣處理系統(tǒng)凈化后排空。

正式運行開始前進行預熱，將熔鹽加熱器和熔鹽循環(huán)泵啟動，使用純水替代廢液進入滾筒式噴霧預濃縮器內(nèi)作為預熱階段的濃縮介質(zhì)。當滾筒式噴霧預濃縮器內(nèi)溫度升至200℃并穩(wěn)定1h后將純水切換為高濃度有機含鹽廢液，開始正式處理廢液。

步驟1)中，所述的高濃度有機含鹽廢液輸入滾筒式噴霧預濃縮器頂部霧化噴頭的進料速率為0.1-1m³/h；步驟3)中，預濃縮鹽渣由布料器進料含水率30-50％；圓盤氣化機底部結(jié)晶鹽含水率1-5％。

有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的一種高濃度有機含鹽廢液分段式氣化脫毒系統(tǒng)利用有機物高溫(350-560℃)氣化原理，在滾筒式噴霧預濃縮器及惰性氣氛下的圓盤氣化機中實現(xiàn)高濃度有機含鹽廢液中的有機物和鹽類的徹底分離，形成的結(jié)晶鹽可以作為工業(yè)鹽原料，有機蒸氣返回焚燒爐焚燒；本發(fā)明的高濃度有機含鹽廢液分段式氣化脫毒方法，通過高濃度有機含鹽廢液氣化技術嵌入危險廢物焚燒系統(tǒng)中，利用危險廢物焚燒爐的煙氣余熱、高溫以及尾氣處理系統(tǒng)，有效降低高濃度有機含鹽處理成本；利用焚燒爐的熱煙氣加熱熔鹽，而廢液氣化熱量由熔鹽間接傳熱而來，避免了直接換熱設備容易出現(xiàn)的結(jié)晶鹽沾染煙氣中污染物的問題。

附圖說明

圖1是高濃度有機含鹽廢液分段式氣化脫毒系統(tǒng)的系統(tǒng)圖；

圖2是高濃度有機含鹽廢液分段式氣化脫毒方法流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，進一步闡明本發(fā)明。

如圖1所示，附圖標記為：滾筒式噴霧預濃縮器1、預濃縮鹽渣收集罐2、第一旋風分離器3、引風機4、廢液儲罐5、廢液輸送泵6、霧化噴頭7、間接冷凝器8、滾筒9、刮刀10、圓盤氣化機11、加熱盤片12、結(jié)晶鹽收集罐13、第二旋風分離器14、回燃引風機15、旋轉(zhuǎn)電機16、熔鹽加熱器17、布料器18、攪拌刮片19和熔鹽循環(huán)泵20。

如圖1所示，高濃度有機含鹽廢液分段式氣化脫毒系統(tǒng)，包括滾筒式噴霧預濃縮器1，在滾筒式噴霧預濃縮器1上方設有霧化噴頭7，滾筒式噴霧預濃縮器1的霧化噴頭7經(jīng)廢液輸送泵6與廢液儲罐5相連。高濃度有機含鹽廢液儲存在廢液儲罐5中，通過廢液輸送泵6輸送后，經(jīng)霧化噴頭7的作用下以霧化狀態(tài)進入滾筒式噴霧預濃縮器1。

滾筒式噴霧預濃縮器1的頂部與第一旋風分離器3相連，第一旋風分離器3經(jīng)引風機4與間接冷凝器8相連；在滾筒式噴霧預濃縮器1的底部設置刮刀10，在刮刀10的下方設置預濃縮鹽渣收集罐2。

在滾筒式噴霧預濃縮器1內(nèi)設有轉(zhuǎn)動的滾筒9，滾筒9為中空式結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)流動介質(zhì)為高溫熔鹽。高濃度有機廢液霧滴在滾筒9表面形成料膜后被滾筒9內(nèi)流動的熔鹽加熱，廢液中的水分和部分有機物形成蒸發(fā)氣從滾筒式噴霧預濃縮器1頂部排入第一旋風分離器3，第一旋風分離器3收集的預濃縮鹽渣落入預濃縮鹽渣收集罐2內(nèi)，剩余蒸發(fā)氣在引風機4的作用下進入間接冷凝器8，不凝結(jié)氣送入焚燒爐高溫分解，凝結(jié)液送污水處理設施處理達標后排放。殘余的預濃縮鹽渣被刮刀10刮離滾筒9表面跌落至預濃縮鹽渣收集罐2內(nèi)。

預濃縮鹽渣收集罐2與布料器18相連，布料器18設置在圓盤氣化機11內(nèi)的頂部。在圓盤氣化機11內(nèi)設有若干加熱盤片12，預濃縮鹽渣由布料器18均勻布料后落入最上層加熱盤片12上，加熱盤片12為中空式結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)流動介質(zhì)為高溫熔鹽。在每層加熱盤片12上方安裝有攪拌刮片19，攪拌刮片19在旋轉(zhuǎn)電機16帶動下刮動加熱盤片12上的廢液；旋轉(zhuǎn)電機16設置在圓盤氣化機11的頂部。

在圓盤氣化機11頂部設有出氣口，該出氣口與第二旋風分離器14相連通，第二旋風分離器14與回燃引風機15相連。在被刮動的同時，鹽渣和加熱盤片12空腔內(nèi)流動的高溫熔鹽進行間接換熱，鹽渣中的有機物和水分逐漸形成氣化蒸氣從圓盤氣化機11頂部出氣口排出；殘余的固態(tài)鹽被刮片刮至加熱盤片12邊緣后跌落至下一層加熱盤片12，繼續(xù)進行有機物和水分的氣化過程。最終廢液中有機物和水分完全氣化后形成結(jié)晶鹽進入圓盤氣化機11底部結(jié)晶鹽收集罐13中。氣化蒸氣從圓盤氣化機11中排出后進入第二旋風分離器14，部分未在圓盤氣化機11中被收集的細微粒徑的結(jié)晶鹽在這里被捕捉下來，有機蒸氣隨后通過回燃引風機15進入焚燒爐二燃室高溫分解，并經(jīng)焚燒爐尾氣處理系統(tǒng)凈化后排空。

加熱盤片12進口與熔鹽加熱器17出口相連，加熱盤片12出口與滾筒9進口相連，滾筒9的出口與熔鹽加熱器17進口相連，形成熔鹽循環(huán)回路，在熔鹽循環(huán)回路中設有熔鹽循環(huán)泵20。

如圖2所示，高濃度有機含鹽廢液分段式氣化脫毒方法，包括如下步驟：

1)高濃度有機含鹽廢液儲存在廢液儲罐5中，通過廢液輸送泵6輸送后，經(jīng)霧化噴頭7的作用形成液滴進入滾筒式噴霧預濃縮器1；

2)在滾筒式噴霧預濃縮器1內(nèi)設有轉(zhuǎn)動的滾筒9，高濃度有機廢液霧滴在滾筒9表面形成料膜后被滾筒9內(nèi)流動的熔鹽加熱，廢液中的水分和部分有機物形成蒸發(fā)氣從滾筒式噴霧預濃縮器1頂部排入第一旋風分離器3，第一旋風分離器3收集的預濃縮鹽渣落入預濃縮鹽渣收集罐2內(nèi)，利用間接冷凝器8將蒸發(fā)氣中水分冷凝下來，形成凝結(jié)液送污水處理設施處理達標后排放，不凝結(jié)氣送入焚燒爐高溫分解；殘余的預濃縮鹽渣被刮刀10刮離滾筒9表面跌落至預濃縮鹽渣收集罐2內(nèi)；

3)預濃縮鹽渣收集罐2內(nèi)的預濃縮鹽渣由布料器18均勻布料后落入最上層加熱盤片12上，在被刮動的同時，鹽渣和加熱盤片12空腔內(nèi)流動的高溫熔鹽進行間接換熱，鹽渣中的有機物和水分逐漸形成氣化蒸氣從圓盤氣化機11頂部出氣口排出；殘余的固態(tài)鹽被加熱盤片12逐級加熱后，繼續(xù)進行有機物和水分的氣化過程；最終廢液中有機物和水分完全氣化后形成結(jié)晶鹽進入圓盤氣化機11底部結(jié)晶鹽收集罐13中；氣化蒸氣從圓盤氣化機11中排出后進入第二旋風分離器14，捕捉部分未被圓盤氣化機11收集的結(jié)晶鹽，有機蒸氣隨后通過回燃引風機15進入焚燒爐二燃室高溫分解，并經(jīng)焚燒爐尾氣處理系統(tǒng)凈化后排空。

圓盤氣化機11內(nèi)熔鹽進口溫度控制為350-560℃，為圓盤氣化機11提供熱量后，熔鹽進入滾筒式噴霧預濃縮器1，滾筒式噴霧預濃縮器1熔鹽進口溫度控制為150-350℃，為滾筒式噴霧預濃縮器1提供熱量后熔鹽返回熔鹽加熱器17。

回轉(zhuǎn)窯焚燒廢物產(chǎn)生900℃左右高溫煙氣，從窯尾進入二燃室。二燃室內(nèi)噴入輕質(zhì)柴油將煙氣溫度提升至1100℃左右，隨后高溫煙氣進入余熱鍋爐，余熱鍋爐高溫煙氣的余熱產(chǎn)生水蒸氣，出口煙氣溫度降至550℃左右。熔鹽爐設置在二燃室之后、余熱鍋爐之前。

圓盤氣化機11內(nèi)熔鹽進口溫度控制范圍350-560℃，溫度過低廢液中有機組分氣化不完全，溫度過高會造成鹽分中堿金屬結(jié)焦。滾筒式噴霧預濃縮器1頂部廢液進料速率控制在0.1-1m³/h，預濃縮鹽渣含水率控制在30-50％，保證圓盤氣化機11密封良好，內(nèi)部維持無氧氣氛。正式運行開始前進行預熱，將熔鹽加熱器17和熔鹽循環(huán)泵20啟動，使用純水替代廢液進入滾筒式噴霧預濃縮器1內(nèi)作為預熱階段的濃縮介質(zhì)。當滾筒式噴霧預濃縮器1內(nèi)溫度升至200℃并穩(wěn)定1h后將純水切換為高濃度有機含鹽廢液，開始正式處理廢液。