CN108800167A - 一种复合型燃烧器及有机废水和可燃粉体复合处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合型燃烧器及有机废水和可燃粉体复合处理方法，包括如下步骤：1)启动点火枪，同时向燃烧器通入点火氧气和点火燃料气；2)启动开工工序，通入开工氧气和开工燃料气，燃烧器燃烧升温，同时通入点火枪惰性吹扫气，对点火枪进行保护；3)当燃烧器升温至设定温度和压力时，向燃烧器内投入可燃粉体，并通入工艺氧气和工艺蒸汽的混合气；4)可燃粉体燃烧稳定后，向燃烧器内引入有机废水掺烧。该复合型燃烧器可以同时实现有机废水和可燃粉体的焚烧处理，且有机废水的预处理无需经过掺混燃料、加热或稀释的步骤，可以有效降低有机废水的处理工序和处理成本。

Description

一种复合型燃烧器及有机废水和可燃粉体复合处理方法

技术领域

本发明具体涉及一种复合型燃烧器及有机废水和可燃粉体复合处理方法。

背景技术

化工企业每年向环境排放大量的有机废水，这些废水不仅有机物浓度高，有些还含有有毒有害物质，若直接将废水排入水体中，会对水体的生态环境和下游居民的生活带来极大的危害。由于工艺及原料的原因，传统的生化工艺如活性污泥法、活性炭吸附法等在处理富含难降解污染物的废水时，处理效率无法达到要求。焚烧技术作为一种简单、高效而又不受水温、水质等因素影响的废水处理方法，更适合处理挥发性高且难降解的工业废水。有机废水焚烧处理工艺流程包括预处理、高温焚烧、余热回收及烟气处理等过程，预处理主要包括：过滤中和废水，掺混燃料、提高废水的燃烧特性，加热或稀释降低废水粘度，易于输送雾化，最后将雾化后的废水喷入焚烧炉中焚烧。该预处理过程较为繁琐，提高了有机废水焚烧处理的成本。

此外，在固体物料的机械粉碎和研磨等加工过程，粉状物料的运输、筛分、混合和包装等过程，固体表面的加工过程，粉状物料的成型过程等各种加工过程中，会产生大量的可燃性粉体，这些粉体悬浮于空气中时，会形成粉尘。可燃性粉体大量存在时，不但会存在粉尘爆炸的潜在危害，还会对人体健康造成不利影响。所以需要对可燃性粉体进行处理。目前没有良好的可燃性粉体处理方法。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的第一个目的是提供一种复合型燃烧器，该复合型燃烧器可以同时实现有机废水和可燃粉体的焚烧处理，且有机废水的预处理无需经过掺混燃料、加热或稀释的步骤，可以有效降低有机废水的处理工序和处理成本。

本发明的第二个目的是提供一种有机废水和可燃粉体的复合处理方法。

为了解决以上问题，本发明的技术方案为：

一种复合型燃烧器，包括燃烧器本体、点火枪、燃料气管线、工艺氧气管线和可燃粉体管线，燃烧器本体中设置有燃烧器通道，点火枪设置于燃烧器通道的一个端部，燃烧器的喷嘴设置于燃烧器通道的另一个端部，燃料气管线、工艺氧气管线和可燃粉体管线均与燃烧器通道连通，且工艺氧气管线位于燃料气管线的下游，可燃粉体管线位于工艺氧气管线下游；

燃料气管线包括第一主通道和均与主通道连通的第一支路通道、第二支路通道、第三支路通道，第二支路通道位于第一支路通道的下游，第三支路通道位于第二支路通道的下游；第一支路通道、第二支路通道和第三支路通道分别与开工燃料气源、有机废水源和点火燃料气源连通；

工艺氧气管线包括第二主通道、第四支路通道和第五支路通道，第四支路通道和第五支路通道均与第二主通道连通，第二主通道上设置有混合器，第五支路通道位于第四支路通道的下游，混合器位于第五支路通道的下游；第四支路通道和第五支路通道分别与工艺氧气源连接和蒸汽源连接。

开工燃料气源位于有机废水源的下游，开工燃料气在通入的过程中，对有机废水产生冲击、稀释、混合的作用，有利于有机废水与燃料气的混合，提高有机废水的可燃性，燃料气的高速通入对有机废水的冲击，有利于提高有机废水的分散均匀程度，有利于提高有机废水的焚烧程度。

工艺氧气与蒸汽混合后通入燃烧器通道内，氧气与蒸汽通过混合器均匀混合，其目的一是汇入一个通道通入燃烧器，二是氧气和蒸汽混合气参与气化炉内煤粉的助燃燃烧，氧气与煤粉助燃欠氧燃烧生成一氧化碳，同时蒸汽参与变换生成氢气，即为工业所需的有效气体一氧化碳气+氢气。

优选的，所述混合器为SK型静态混合器。SK型静态混合器中右旋螺旋+左旋螺旋相结合结构，使氧气与蒸汽充分混合均匀。

优选的，所述第一支路通道与第一主通道平行连通，第二支路通道和第三支路通道均与第一主通道垂直连通。

优选的，第四支路通道与第二主通道平行连通，第五支路通道与第二主通道垂直连通。

优选的，所述复合型燃烧器还包括开工氧气管线，开工氧气管线与燃烧器通道连通，且位于燃料气管线和工艺氧气管线之间。

优选的，所述复合型燃烧器还包括点火枪吹扫气管线，其与燃烧器通道的连接位置位于点火枪的点火处，点火枪吹扫气管线与惰性气体源连接。

通过点火枪吹扫气管线向燃烧器通道中通入惰性气体，以便于将点火枪灭火。

进一步优选的，所述燃烧器通道的位于开工氧气管线与工艺氧气管线之间的部分设置有冷却夹套。

优选的，所述喷嘴处设置有冷却盘管，冷却盘管与冷却水连通。

一种有机废水和可燃粉体的复合处理方法，包括如下步骤：

1)启动点火枪，同时向燃烧器通入点火氧气和点火燃料气；

2)启动开工工序，通入开工氧气和开工燃料气，燃烧器燃烧升温，同时通入点火枪惰性吹扫气，对点火枪进行保护；

3)当燃烧器升温至设定温度和压力时，向燃烧器内投入可燃粉体，并通入工艺氧气和工艺蒸汽的混合气；

4)可燃粉体燃烧稳定后，向燃烧器内引入有机废水掺烧。

优选的，步骤1)中，点火氧气和点火燃料气的流量比为2.5～3.5:1。

进一步优选的，点火燃料气为粗煤气。粗煤气又称焦炉煤气、焦炉气，是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。

优选的，步骤2)中，开工氧气和开工燃料气的流量比为2.5～3.5:1。

优选的，步骤3)中，当燃烧器升温至800℃以上，压力增加至1MPa时，向燃烧器内投入可燃粉体，可燃粉体、工艺氧气、工艺蒸汽的流量比为9.8～10.2：8.9～9.1：0.7～0.9。

进一步优选的，步骤4)中，可燃粉体与有机废水的质量比为10～12:1。

本发明的有益效果为：

本发明中工艺氧气和工艺蒸汽在进入燃烧器之前，通过一种特殊的混合器将两种原料气进行均匀混合，并可根据工艺运行指标通过各自管线上的控制阀进行调节配比。

本发明中点火燃料气、开工燃料气、工厂有机废水三路工艺原料，共用一个燃烧器通道，可根据燃烧器运行阶段需要，通过三个支路上控制阀进行控制调节。

本发明中点火氧气、开工氧气两路工艺原料，共用一个燃烧器通道，可根据燃烧器运行阶段需要，通过两个支路上控制阀进行控制调节。

本发明中配置点火枪冷却保气，根据控制程序通过点火枪吹扫气管线引入，达到保护作用。

本发明中设置内夹套式水冷壁和外盘管式水冷壁两种组合式方法，对运行燃烧器进行冷却保护。

本发明可实现工厂有机废水(可燃粉体与废水质量比12:1～10:1)掺烧。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的复合型燃烧器的结构示意图。

其中，1、点火枪，2、点火枪吹扫气管线，3、点火枪吹扫气控制阀，4、点火燃料气管线，5、点火燃料气控制阀，6、工厂有机废水管线，7、工厂有机废水控制阀，8、开工燃料气管线，9、开工燃料气控制阀，10、点火氧气管线，11、点火氧气控制阀，12、开工氧气管线，13、开工氧气控制阀，14、夹套冷却水进口管线，15、夹套冷却水出管线，16、工艺氧气管线，17、工艺氧气控制阀，18、工艺蒸汽管线，19、工艺蒸汽控制阀，20、工艺氧气/工艺蒸汽混合器，21、可燃粉体进口管线，22、盘管冷却水进口管线，23、盘管冷却水出口管线。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1所示，一种复合燃烧器，包括点火枪1、点火枪吹扫气管线2、点火枪吹扫气控制阀3、点火燃料气管线4、点火燃料气控制阀5、工厂有机废水管线6、工厂有机废水控制阀7、开工燃料气管线8、开工燃料气控制阀9、点火氧气管线10、点火氧气控制阀11、开工氧气管线12、开工氧气控制阀13、夹套冷却水进口管线14、夹套冷却水出管线15、工艺氧气管线16、工艺氧气控制阀17、工艺蒸汽管线18、工艺蒸汽控制阀19、工艺氧气/工艺蒸汽混合器20、可燃粉体进口管线21、盘管冷却水进口管线22、盘管冷却水出口管线23。

点火枪吹扫气管线2与燃烧器通道连通，连通点位于点火枪1的位置处，点火枪吹扫气控制阀3控制冷却吹扫气的流量，对点火枪1进行冷却吹扫保护。

点火燃料气管线4、工厂有机废水管线6和开工燃料气管线8均与第一主通道连通，并分别通过点火燃料气控制阀5、工厂有机废水控制阀7和开工燃料气控制阀9控制各物料的流量，点火燃料气管线4和工厂有机废水管线6与第一主通道垂直连通。

工艺氧气管线16、工艺蒸汽管线18均与第二主通道连通，第二主通道上设置工艺氧气/工艺蒸汽混合器20，用于将工艺氧气和工艺蒸汽混合均匀。

冷却盘管设置于燃烧器的喷嘴处，冷却夹套设置于开工氧气管线12和第二主通道之间的燃烧器通道上。冷却盘管和冷却夹套通入冷却水，对燃烧器进行冷却保护。

此燃烧器工艺配置方法为：中心设置点火枪1，由高压电源通过导线连接启动，点火启动时分别从点火氧气管线10与点火燃料气管线4引入原料气配比燃烧，点火氧气和点火燃料气的流量比为3:1；外设点火检测装置，检测点火信号后自动启动开工程序，开工氧气管线12与开工燃料气管线8引入原料气配比燃烧升温，开工氧气和开工燃料气的流量比为3:1；同时点火枪吹扫气管线2引入冷却保护气(惰性气体)，对点火枪进行连续吹扫保护；当开工升到工艺需求温度压力时，温度为800℃以上，压力为1MPa，启动化工投料程序，可燃粉体进口管线21引入工艺原料，与通过特殊的工艺氧气/工艺蒸汽混合器20混合后的原料气进行配比高温燃烧，工艺氧气、工艺蒸汽、可燃粉体的流量比为10：9：0.8；夹套式水冷壁和盘管式水冷壁对运行燃烧器进行冷却保护；化工投料系统稳定后，可根据实际负荷通过工厂有机废水管线6引入废水在控制阀7的调节下进行比例(可燃粉体与废水质量比12:1～10:1)掺烧。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合型燃烧器，其特征在于：包括燃烧器本体、点火枪、燃料气管线、工艺氧气管线和可燃粉体管线，燃烧器本体中设置有燃烧器通道，点火枪设置于燃烧器通道的一个端部，燃烧器的喷嘴设置于燃烧器通道的另一个端部，燃料气管线、工艺氧气管线和可燃粉体管线均与燃烧器通道连通，且工艺氧气管线位于燃料气管线的下游，可燃粉体管线位于工艺氧气管线下游；

燃料气管线包括第一主通道和均与主通道连通的第一支路通道、第二支路通道、第三支路通道，第二支路通道位于第一支路通道的下游，第三支路通道位于第二支路通道的下游；第一支路通道、第二支路通道和第三支路通道分别与开工燃料气源、有机废水源和点火燃料气源连通；

工艺氧气管线包括第二主通道、第四支路通道和第五支路通道，第四支路通道和第五支路通道均与第二主通道连通，第二主通道上设置有混合器，第五支路通道位于第四支路通道的下游，混合器位于第五支路通道的下游；第四支路通道和第五支路通道分别与工艺氧气源连接和蒸汽源连接。

2.根据权利要求1所述的复合型燃烧器，其特征在于：所述混合器为SK型静态混合器。

3.根据权利要求1所述的复合型燃烧器，其特征在于：所述第一支路通道与第一主通道平行连通，第二支路通道和第三支路通道均与第一主通道垂直连通；

优选的，第四支路通道与第二主通道平行连通，第五支路通道与第二主通道垂直连通。

4.根据权利要求1所述的复合型燃烧器，其特征在于：所述复合型燃烧器还包括开工氧气管线，开工氧气管线与燃烧器通道连通，且位于燃料气管线和工艺氧气管线之间；

优选的，所述复合型燃烧器还包括点火枪吹扫气管线，其与燃烧器通道的连接位置位于点火枪的点火处，点火枪吹扫气管线与惰性气体源连接；

进一步优选的，所述燃烧器通道的位于开工氧气管线与工艺氧气管线之间的部分设置有冷却夹套。

5.根据权利要求1所述的复合型燃烧器，其特征在于：所述喷嘴处设置有冷却盘管，冷却盘管与冷却水连通。

6.一种有机废水和可燃粉体的复合处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)启动点火枪，同时向燃烧器通入点火氧气和点火燃料气；

2)启动开工工序，通入开工氧气和开工燃料气，燃烧器燃烧升温，同时通入点火枪惰性吹扫气，对点火枪进行保护；

3)当燃烧器升温至设定温度和压力时，向燃烧器内投入可燃粉体，并通入工艺氧气和工艺蒸汽的混合气；

4)可燃粉体燃烧稳定后，向燃烧器内引入有机废水掺烧。

7.根据权利要求6所述的复合处理方法，其特征在于：步骤1)中，点火氧气和点火燃料气的流量比为2.5～3.5:1。

8.根据权利要求6所述的复合处理方法，其特征在于：步骤2)中，开工氧气和开工燃料气的流量比为2.5～3.5:1。

9.根据权利要求6所述的复合处理方法，其特征在于：步骤3)中，当燃烧器升温至800℃以上，压力增加至1MPa时，向燃烧器内投入可燃粉体，可燃粉体、工艺氧气、工艺蒸汽的流量比为9.8～10.2：8.9～9.1：0.7～0.9。

10.根据权利要求6所述的复合处理方法，其特征在于：步骤4)中，可燃粉体与有机废水的质量比为10～12:1。