一种高温焚烧处理垃圾渗滤液的装置及方法转让专利
申请号 : CN201910664716.4
文献号 : CN110397940B
文献日 : 2021-03-30
发明人 : 王建军 , 张雄
申请人 : 源创环境科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种高温焚烧处理垃圾渗滤液的装置,其特征在于:包括预热系统,蒸发结晶系统,相变蓄热系统,焚烧系统;所述的预热系统包括第一预热器、第二预热器;所述的蒸发结晶系统包括第一蒸发结晶器、第二蒸发结晶器;所述的相变蓄热系统包括第一相变蓄热器、第二相变蓄热器;所述的焚烧系统包括焚烧炉,通过相变蓄热与显热蓄热的联用,回收蒸发排放的蒸发湿气中的大量潜热和显热,回收的热能继续回到系统用于处理渗滤液,解决现有渗滤液高温处理过程中蒸发湿气中的热量流失的问题,提高高温焚烧处理渗滤液系统的热能利用率,降低渗滤液处理的成本。
2.根据权利要求1所述的一种高温焚烧处理垃圾渗滤液的装置,其特征在于:所述的第一和第二预热器包括渗滤液进口、陶瓷球蓄热体、壳体、列管换热装置、集水沟;所述的陶瓷球蓄热体的直径优选为10~30mm,所述的壳体材质优选为玻璃钢,所述的列管换热装置优选为星型布置的碳化硅管,碳化硅管的直径优选为DN30~DN100。
3.根据权利要求1所述的一种高温焚烧处理垃圾渗滤液的装置,其特征在于:所述的第一和第二蒸发结晶器包括转动滚筛、陶瓷球蓄热体、壳体、集盐沟;所述的第一蒸发结晶器与第一预热器连接,所述的第二蒸发结晶器与第二预热器连接;所述的转动滚筛的作用为在转动过程中使滚筒内的陶瓷球蓄热体也跟着转动,转动滚筛的筛孔直径优选为10~
20mm,所述的陶瓷球蓄热体的直径优选为40~60mm,所述的壳体材质优选为玻璃钢。
4.根据权利要求1所述的一种高温焚烧处理垃圾渗滤液的装置,其特征在于:所述的第一和第二相变蓄热器包括转动滚筒、相变蓄热体、壳体;所述的转动滚筒的作用为在转动过程中使滚筒内的相变蓄热体也跟着转动;所述的相变蓄热体优选为结晶氯化钠盐,相变温度优选为500~600℃,所述的壳体材质优选为310S不锈钢;所述的转动滚筒内壁上设置有抄板,能在相变蓄热体变成液相时使相变蓄热体扬起与水蒸气充分接触。
5.一种高温焚烧处理垃圾渗滤液的方法,使用权利要求1至4中任一项所述的高温焚烧处理垃圾渗滤液的装置,其特征在于:所述的第一相变蓄热器包括转动滚筒、相变蓄热体、壳体;第二相变蓄热器包括转动滚筒、相变蓄热体、壳体;所述的第一相变蓄热器与第一蒸发结晶器连接,所述的第二相变蓄热器与第二蒸发结晶器连接,该方法包括启动阶段S1、进料阶段S2和循环阶段S3。
6.根据权利要求5所述的一种高温焚烧处理垃圾渗滤液的方法,其特征在于:所述的启动阶段S1包括:
S1‑1,关闭焚烧炉一端的烟气阀门,启动燃烧火嘴将焚烧炉内的温度提升至900℃以上,向渗滤液启动进口喷入雾化渗滤液;被雾化的渗滤液在焚烧炉中与高温烟气混合进行换热,在换热过程中快速被汽化蒸发;在高温焚烧处理过程中,渗滤液中的有害有机成分在高温条件下被分解为CO、CO2、CH4小分子气体,氨氮无机组分被分解为NO、NO2小分子气体,剩余物为不被分解的无机盐类组分,从焚烧炉下端的结晶盐出口被排出;蒸发排放的蒸发湿气温度为800~900℃,从焚烧炉一端的烟气阀门进入第一相变蓄热器;关闭燃烧火嘴;
S1‑2,进入第一相变蓄热器的蒸发湿气,在经过相变蓄热体的过程中与相变蓄热体换热,使相变蓄热体吸收大量的热能变成液体形态,温度提升至600℃以上;蒸发湿气经过换热后温度降至600~500℃,之后进入第一蒸发结晶器;
S1‑3,进入第一蒸发结晶器的蒸发湿气,在经过陶瓷球蓄热体的过程中与陶瓷球蓄热体换热,使陶瓷球蓄热体的温度提升至300℃以上;蒸发湿气经过换热后温度降至300~100℃,之后进入第一预热器;
S1‑4,进入第一预热器的蒸发湿气,在经过陶瓷球蓄热体的过程中与陶瓷球蓄热体换热,使陶瓷球蓄热体的温度提升至70℃以上;蒸发湿气经过换热后温度降至100℃以下冷凝为水,从第一预热器底部的集水沟被排出。
7.根据权利要求5所述的一种高温焚烧处理垃圾渗滤液的方法,其特征在于:所述的进料阶段S2包括:
S2‑1,打开焚烧炉关闭的烟气阀门,从第一预热器的渗滤液进口通入一股渗滤液;在第一预热器内,渗滤液与陶瓷球蓄热体换热,使渗滤液的温度提升至60~70℃,进入第一蒸发结晶器;
S2‑2,启动转动滚筛,使陶瓷球蓄热体在转动滚筛内转动;进入第一蒸发结晶器的渗滤液,在经过陶瓷球蓄热体的过程中与陶瓷球蓄热体换热被快速蒸发,剩余物为不被蒸发的无机盐类组分,从第一蒸发结晶器下端的集盐沟被排出;被蒸发渗滤液的温度提升至300℃以上,进入第一相变蓄热器;
S2‑3,启动转动滚筒,使相变蓄热体在转动滚筒内扬起;进入第一相变蓄热器的渗滤液蒸汽,在经过相变蓄热体的过程中与相变蓄热体换热,使相变蓄热体释放大量的热能变成固体形态,温度减低至600℃以下;被蒸发渗滤液的温度提升至600℃以上,进入焚烧炉;
S2‑4,启动燃烧火嘴,通入被蒸发的渗滤液,将焚烧炉内的温度提升至900℃以上;被气化的渗滤液在焚烧炉中与高温烟气混合进行换热,渗滤液中的有害组分在高温条件下被分解;蒸发排放的蒸发湿气温度为800~900℃,从焚烧炉另一端的烟气阀门进入第二相变蓄热器;关闭燃烧火嘴;
S2‑5,工艺原理同启动阶段S1中S1‑2、S1‑3、S1‑4相同,蒸发排放的蒸发湿气依次通过第二相变蓄热器,第二蒸发结晶器,第二预热器进行热交换;蒸发湿气经过换热后温度降至
100℃以下冷凝为水,从第二预热器底部的集水沟被排出。
说明书 :
一种高温焚烧处理垃圾渗滤液的装置及方法
技术领域
背景技术
滤液具有较高的氨氮含量和化学需氧量,并包含大量有机组分和有毒有害杂质,必须经过
进一步处理达标后才能想环境中排放。
然较低。渗滤液蒸发工艺由于处理方法简单、终产物易于处理,近年来在渗滤液处理方面受
到了越来越多的应用。蒸发是一个将挥发性组分与非挥发性组分进行分离的物理过程,一
般由两部分组成:加热渗滤液使水沸腾气化和不断除去气化的水蒸汽。蒸发工艺又根据蒸
发温度的不同,分为常压高温蒸发、负压中温和负压低温蒸发三种,其中常压高温蒸发能耗
较高,负压中温和负压低温蒸发因蒸发温度较低而依然会有渗滤液浓缩液存在,不能达到
零污染排放。
生的火焰以及高温烟气直接将雾化的渗滤液中的可燃物焚烧同时将其中的水分蒸发,然后
将热混合尾气引入余热锅炉进行余热利用,最后将混合气中的水蒸气冷凝回收,可以达到
零污染排放。但该处理工艺只能将热混合尾气引入外部余热锅炉进行余热利用,整个工艺
的热能利用率较低。现有中国专利申请公布号为CN 204310834U的专利公开了垃圾渗滤液
高温处理装置,该专利方法是具体为垃圾渗滤液高温处理装置,可以解决垃圾渗滤液生化
处理工艺和焚烧炉内高温分解工艺存在的缺陷和问题。在该渗滤液高温处理装置炉体内的
混流室以上、尾气出口以下的炉段设置有蓄热体,可以增加气化后的渗滤液在炉体内的停
留时间并通过与蓄热体之间的相互作用,进一步促进分解,并提高整个装置的热能利用率。
但该处理装置的蓄热体设置在炉体内,经过长时间蓄热后,其排烟温度将会与蓄热体的温
度相同,届时整个装置的热能利用率会大幅降低。
发明内容
和显热,回收的热能继续回到系统用于处理渗滤液,解决现有渗滤液高温处理过程中蒸发
湿气中的热量流失的问题,提高高温焚烧处理渗滤液系统的热能利用率,降低渗滤液处理
的成本。
钢,列管换热装置为星型布置的碳化硅管,碳化硅管的直径为DN30~DN100。
瓷球蓄热体也跟着转动,转动滚筛的筛孔直径为10~20mm,陶瓷球蓄热体的直径为40~
60mm,壳体材质为玻璃钢;第一蒸发结晶器与第一预热器连接,第二蒸发结晶器与第二预热
器连接。
跟着转动,转动滚筒内壁上设置有抄板,能在相变蓄热体变成液相时使相变蓄热体扬起与
水蒸气充分接触,相变蓄热体为结晶NaCl,相变温度为600℃,壳体材质为310S不锈钢;第一
相变蓄热器与第一蒸发结晶器连接,第二相变蓄热器与第二蒸发结晶器连接。
的上部中端;烟气阀门数量至少为2组,位于壳体的左右两端;壳体为耐火砖,内部铺设浇注
料。
在焚烧炉中与高温烟气混合进行换热,在换热过程中快速被汽化蒸发。在高温焚烧处理过
程中,渗滤液中的有害有机成分在高温条件下被分解为CO、CO2、CH4小分子气体,氨氮无机
组分被分解为NO、NO2小分子气体,剩余物为不被分解的无机盐类组分,从焚烧炉下端的结
晶盐出口被排出。蒸发排放的蒸发湿气温度为800~900℃,从焚烧炉一端的烟气阀门进入
第一相变蓄热器。关闭燃烧火嘴。
过换热后温度降至600~500℃,之后进入第一蒸发结晶器。
~100℃,之后进入第一预热器。
冷凝为水,从第一预热器底部的集水沟被排出。
温度提升至60~70℃,进入第一蒸发结晶器。
发的无机盐类组分,从第一蒸发结晶器下端的集盐沟被排出。被蒸发渗滤液的温度提升至
300℃以上,进入第一相变蓄热器。
变成固体形态,温度减低至600℃以下。被蒸发渗滤液的温度提升至600℃以上,进入焚烧
炉。
被分解。蒸发排放的蒸发湿气温度为800~900℃,从焚烧炉另一端的烟气阀门进入第二相
变蓄热器。关闭燃烧火嘴。
降至100℃以下冷凝为水,从第二预热器底部的集水沟被排出。
器→渗滤液进入焚烧炉进行蒸发→蒸发湿气进入第一相变蓄热器→蒸发湿气进入第一蒸
发结晶器→蒸发湿气进入第一预热器→蒸发湿气冷凝为水→渗滤液进入第一预热器→渗
滤液进入第一蒸发结晶器→渗滤液进入第一相变蓄热器→渗滤液进入焚烧炉→蒸发湿气
进入第二相变蓄热器→蒸发湿气进入第二蒸发结晶器→蒸发湿气进入第二预热器→蒸发
湿气冷凝为水→渗滤液进入第二预热器。
行成本。
附图说明
热体Ⅰ,203为集盐沟Ⅰ,3为第一相变蓄热器,301为转动滚筒Ⅰ,302为相变蓄热体Ⅰ,4为焚烧
炉,401为渗滤液启动进口,402为燃烧火嘴,403为结晶盐出口,404为烟气阀门,5为第二相
变蓄热器,501为转动滚筒Ⅱ,502为相变蓄热体Ⅱ,6为第二蒸发结晶器,601为转动滚筛Ⅱ,
602为大粒径陶瓷球蓄热体Ⅱ,603为集盐沟Ⅱ,7为第二预热器,701为渗滤液进口Ⅱ,702为
小粒径陶瓷球蓄热体Ⅱ,703为列管换热装置Ⅱ,704为集水沟Ⅱ。
具体实施方式
雾化的渗滤液在焚烧炉4中与高温烟气混合进行换热,在换热过程中快速被汽化蒸发。在高
温焚烧处理过程中,渗滤液中的有害有机成分在高温条件下被分解为CO、CO2、CH4小分子气
体,氨氮无机组分被分解为NO、NO2小分子气体,剩余物为不被分解的无机盐类组分,从焚烧
炉4下端的结晶盐出口403被排出。蒸发排放的蒸发湿气温度为800~900℃,从焚烧炉4一端
的烟气阀门404进入第一相变蓄热器3。关闭燃烧火嘴402。
上。蒸发湿气经过换热后温度降至600~500℃,之后进入第一蒸发结晶器2。
蒸发湿气经过换热后温度降至300~100℃,之后进入第一预热器1。
湿气经过换热后温度降至100℃以下冷凝为水,从第一预热器1底部的集水沟Ⅰ104被排出。
102体换热,使渗滤液的温度提升至60~70℃,进入第一蒸发结晶器2。
蓄热体Ⅰ202换热被快速蒸发,剩余物为不被蒸发的无机盐类组分,从第一蒸发结晶器2下端
的集盐沟Ⅰ203被排出。被蒸发渗滤液的温度提升至300℃以上,进入第一相变蓄热器3。
体Ⅰ302释放大量的热能变成固体形态,温度减低至600℃以下。被蒸发渗滤液的温度提升至
600℃以上,进入焚烧炉4。
条件下被分解。蒸发排放的蒸发湿气温度为800~900℃,从焚烧炉另一端的烟气阀门进入
第二相变蓄热器5。关闭燃烧火嘴402。
度降至100℃以下冷凝为水,从第二预热器7底部的集水沟Ⅱ704被排出。
热器5→渗滤液进入焚烧炉4进行蒸发→蒸发湿气进入第一相变蓄热器3→蒸发湿气进入第
一蒸发结晶器4→蒸发湿气进入第一预热器1→蒸发湿气冷凝为水→渗滤液进入第一预热
器1→渗滤液进入第一蒸发结晶器2→渗滤液进入第一相变蓄热器3→渗滤液进入焚烧炉4
→蒸发湿气进入第二相变蓄热器5→蒸发湿气进入第二蒸发结晶器6→蒸发湿气进入第二
预热器7→蒸发湿气冷凝为水→渗滤液进入第二预热器6。
各种可能的组合方式不再另行说明。特别需要指出的是,所有相类似的替换和改动对本领
域技术人员来说是显而易见的,他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中,均属于本
发明的保护范围之内。
各种可能的组合方式不再另行说明。特别需要指出的是,所有相类似的替换和改动对本领
域技术人员来说是显而易见的,他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中,均属于本
发明的保护范围之内。