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CN117602701A - 等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统和方法 - Google Patents

等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统和方法 Download PDF

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CN117602701A
CN117602701A CN202410077895.2A CN202410077895A CN117602701A CN 117602701 A CN117602701 A CN 117602701A CN 202410077895 A CN202410077895 A CN 202410077895A CN 117602701 A CN117602701 A CN 117602701A
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CN
China
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salt
reaction tank
plasma generator
tank body
waste liquid
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CN202410077895.2A
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林雄超
戚川
王彩红
刘淑琴
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China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Original Assignee
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
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Publication date
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Abstract

一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统和方法,系统中,反应池本体容纳高盐有机废液,等离子发生器设于反应池本体底部以提供热源,等离子发生器的喷口经由通孔密封地伸入反应池本体内且喷口距反应池本体底部的伸出长度为5‑10cm,烟气出口设于反应池本体顶部以导出烟气,烟气包括气态无机盐、二氧化碳和水蒸气;多个固化板沿分盐流道延伸方向分布以换热分盐流道中的烟气热量,固化板为贴合分盐流道的中空结构,空气入口流量可控地将常温空气流向多个固化板以调节多个固化板的温度分布,使得多个固化板将烟气中的气态无机盐按照无机盐的冷凝结晶固化温度分别固化沉积。本系统一次性解决废液中有机质、无机盐和重金属。

Description

等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统和方法
技术领域
本发明涉及高盐有机废液处理技术领域,尤其涉及一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统和方法。
背景技术
高盐有机废液是指总含盐量大于1%的排放废液。其来源广泛、水量大、有机质浓度高、色度大、盐分高,在制药、化工、石油和造纸等多种工业生产中均会大量产生。废液中含有大量有机物与无机盐,对环境的污染性大,直接排放高盐有机废液会对环境造成严重污染。处理过程中,废水会腐蚀管道、反应仪器;同时,高盐导致废水可生化性差,处理成本高但效果不佳。如何对高盐有机废液进行处理升级是当前行业热点。
传统处理高盐有机废水技术只能针对废液中的盐或有机物做处理,二次污染问题严重,且处理工艺繁复,成本高。高级氧化、吸附、电解和萃取方法仅可处理有机质,存在二次污染问题;热法工艺能有效去除盐分,但能耗与设备损耗问题严重,且分离的盐分为多种无机盐(NaCl、KCl、Na2SO4等)以及杂质(重金属元素)混合物,无法实现资源化利用;膜工艺污染小,但膜制备成本高、易结构、通量小,导致工业应用有限。现有技术201810040048.3公开了一种有机废液的二段式浸没燃烧蒸发一体化处理方法,仅优化了蒸发罐布置,最终得到的仍是有机质、无机盐和重金属的混合残渣,存在二次污染的问题,亦没有实现资源化利用。因此,在高盐有机废液处理行业,亟需一种高效的可同时处理有机质和无机盐,并实现混盐资源化的系统和方法。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解,因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的是提供一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统和方法,本发明一次性解决废液中有机质、无机盐和重金属而避免二次污染的问题,同时解决有机质、无机盐和重金属污染问题,并实现无机盐资源化利用。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统反应池包括,
反应池本体,其容纳高盐有机废液,所述反应池本体底部开设通孔,
进料口,其连通所述反应池本体的上部以导入所述高盐有机废液,
等离子发生器,其设于所述反应池本体底部以提供热源,等离子发生器的喷口经由所述通孔密封地伸入反应池本体内且所述喷口距反应池本体底部的伸出长度为5-10cm,
熔渣出口,其设于所述反应池本体下部以导出熔渣,
烟气出口,其设于所述反应池本体顶部以导出烟气,所述烟气包括气态无机盐、二氧化碳和水蒸气;
分盐系统,其连接反应池,所述分盐系统包括,
分盐流道,其一端连通所述烟气出口,另一端为尾气出口,
多个固化板,其沿分盐流道延伸方向分布以换热分盐流道中的烟气热量,所述固化板为贴合分盐流道的中空结构,
空气入口,其流量可控地将常温空气流向多个固化板以调节多个固化板的温度分布,使得多个固化板将所述烟气中的气态无机盐按照无机盐的冷凝结晶固化温度分别固化沉积,
排水口,其连接所述分盐流道以导出烟气中冷凝的液态水。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统中,反应池本体温度为1200℃-1400℃,所述高盐有机废液在喷口喷射的等离子体搅动以及高温下于反应池本体内翻滚沸腾,其中,杂质以及重金属元素熔融为液态自熔渣出口导出,有机质燃烧、无机硫酸盐分解、无机氯盐挥发、气态盐分、CO2和水蒸气形成烟气从烟气出口扩散至分盐系统。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统中,所述反应池本体为中空的双层钢材质结构,双层钢材质结构设置导入冷却介质的导流管以降温反应池,反应池本体的内壁喷涂耐火材料。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统中,所述冷却介质包括液态水、气态空气、水蒸气以及惰性气体。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统中,反应池底部排布多个等离子发生器,所述等离子发生器功率为10~200kW,等离子发生器缠绕耐火纤维毯且通过法兰与反应池本体连接。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统中,分盐流道为蛇形流道,多个固化板设于蛇形流道的弯折位置,固化板为中空双层板结构,其内设置延长冷介质在固化板内换热行程和时间的导流板,固化板内设置有实时反馈温度变化的热电偶。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统中,等离子发生器设有工作介质入口、电源接口、冷却剂入口与冷却剂出口,工作介质包括含氧气体,冷却剂包括液态水、气态空气或惰性气体。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统中,常温的含氧气体在分盐系统被充分换热后,通过热空气注入口通入等离子发生器作为工作介质,热空气注入口配置切换等离子发生器入口气体流量的电磁阀和连接电磁阀的远程控制装置。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统中,至少两个固化板温度分布介于850-900℃以及800-850℃以固化沉积氯化钠和氯化钾。
一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统的处理方法包括以下步骤,
反应池本体底部等离子发生器安装就位,等离子发生器的喷口经由所述通孔密封地伸入反应池本体内且所述喷口距反应池本体底部的伸出长度为5-10cm,反应池为微负压;
打开分盐系统和等离子发生器空气阀门,通入空气,同时打开各等离子发生器启动装置,等离子发生器启动,按照不同功率阶梯,逐渐将等离子发生器功率提升,待反应池温度达到1300℃时,开始进料;
高盐有机废液从进料口进入反应池本体内,逐渐建立反应池液位以及提高等离子发生器负荷和背压,调整分盐系统空气入口流量以调节多个固化板的温度分布;
保持进料过程,并打开尾气出口,根据高盐有机废液组分,控制尾气出口阀门开度,保持进料与尾气排出达到动态平衡,定期打开熔渣出口,排出熔渣,多个固化板将所述烟气中的气态无机盐按照无机盐的冷凝结晶固化温度分别固化沉积,
停止进料,保持尾气出口和熔渣出口打开状态,逐渐降低等离子发生器负荷,待反应池本体内熔渣排尽后,关闭等离子发生器电源,保持等离子发生器空气气量和背压,防止反应池内残留熔液进入等离子发生器内,待反应池温度降低至600℃以下后,关闭等离子发生器空气且保持冷却剂入口流量,待反应池温度降低至100℃以下后,关闭冷却剂入口阀门,打开分盐系统,取下不同固化板固化结晶的无机盐进行收集。
在上述技术方案中,本发明提供的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统及方法,具有以下有益效果:在反应池底部布置空气等离子发生器,在高能高焓等离子体的剧烈搅动以及高温影响下,高盐有机废液在反应池内翻滚沸腾,反应池温度1300℃左右,有机质燃烧,无机硫酸盐分解,无机氯盐挥发,气态产物H2O(g)、气态盐分、CO2等从烟气通道扩散至分盐系统;分盐系统通过间接换热精准控温,在分盐系统内部壁面得到高纯的各种盐分。处理过程中等离子体放热大部分被高盐有机废液吸收,传热传质大大改善,热效率显著提高、处理强度大,处理规模可调,原料适用性强,实现了高盐有机废液的彻底处理以及资源化利用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例提供的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图1所示,在一个实施例中,本发明的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统反应池包括,
反应池本体1,其容纳高盐有机废液,所述反应池本体1底部开设通孔,
进料口3,其连通所述反应池本体1的上部以导入所述高盐有机废液,
等离子发生器2,其设于所述反应池本体1底部以提供热源,等离子发生器2的喷口经由所述通孔密封地伸入反应池本体1内且所述喷口距反应池本体1底部的伸出长度为5-10cm,
熔渣出口5,其设于所述反应池本体1下部以导出熔渣,
烟气出口4,其设于所述反应池本体1顶部以导出烟气,所述烟气包括气态无机盐、二氧化碳和水蒸气;
分盐系统6,其连接反应池,所述分盐系统6包括,
分盐流道,其一端连通所述烟气出口4,另一端为尾气出口10,
多个固化板8,其沿分盐流道延伸方向分布以换热分盐流道中的烟气热量,所述固化板8为贴合分盐流道的中空结构,
空气入口7,其流量可控地将常温空气流向多个固化板8以调节多个固化板8的温度分布,使得多个固化板8将所述烟气中的气态无机盐按照无机盐的冷凝结晶固化温度分别固化沉积,
排水口11,其连接所述分盐流道以导出烟气中冷凝的液态水。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统的优选实施例中,反应池本体1温度为1200℃-1400℃,所述高盐有机废液在喷口喷射的等离子体搅动以及高温下于反应池本体1内翻滚沸腾,其中,杂质以及重金属元素熔融为液态自熔渣出口5导出,有机质燃烧、无机硫酸盐分解、无机氯盐挥发、气态盐分、CO2和水蒸气形成烟气从烟气出口4扩散至分盐系统6。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统的优选实施例中,所述反应池本体1为中空的双层钢材质结构,双层钢材质结构设置导入冷却介质的导流管以降温反应池,反应池本体1的内壁喷涂耐火材料。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统的优选实施例中,所述冷却介质包括液态水、气态空气、水蒸气以及惰性气体。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统的优选实施例中,反应池底部排布多个等离子发生器2,所述等离子发生器2功率为10~200kW,等离子发生器2缠绕耐火纤维毯且通过法兰与反应池本体1连接。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统的优选实施例中,分盐流道为蛇形流道,多个固化板8设于蛇形流道的弯折位置,固化板8为中空双层板结构,其内设置延长冷介质在固化板8内换热行程和时间的导流板,固化板8内设置有实时反馈温度变化的热电偶9。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统的优选实施例中,等离子发生器2设有工作介质入口、电源接口、冷却剂入口与冷却剂出口,工作介质包括含氧气体,冷却剂包括液态水、气态空气或惰性气体。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统的优选实施例中,常温的含氧气体在分盐系统6被充分换热后,通过热空气注入口12通入等离子发生器2作为工作介质,热空气注入口12配置切换等离子发生器2入口气体流量的电磁阀和连接电磁阀的远程控制装置。
所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统的优选实施例中,至少两个固化板8温度分布介于850-900℃以及800-850℃以固化沉积氯化钠和氯化钾。
在一个实施例中,等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统在反应池底部布置空气等离子发生器2,在高能高焓等离子体的剧烈搅动以及高温影响下,高盐有机废液在反应池内翻滚沸腾,反应池温度1300℃左右,有机质燃烧,无机硫酸盐分解,无机氯盐挥发,气态产物H2O(g)、气态盐分、CO2等从烟气通道扩散至分盐系统6;分盐系统6,根据NaCl、KCl凝华温度,通过间接换热精准控温,在分盐系统6内部壁面得到高纯的各种盐分;而换热介质空气在分盐系统6内充分交换热量加热后,通入等离子发生器2,作为等离子体工作介质,提高热效率。处理过程中等离子体放热大部分被高盐有机废液吸收,传热传质大大改善,热效率显著提高、处理强度大,处理规模可调,原料适用性强。反应池内温度在1300℃左右,废液中有机物彻底分解,盐分挥发后在分盐系统6不同温度区间固化得到高纯氯化钠和氯化钾,烟气出口4急冷控制,大幅度降低二噁英产生,实现了高盐有机废液的彻底处理以及资源化利用。
在一个实施例中,反应池中,高盐有机废液在反应池内被快速加热,水分迅速蒸发,有机质与高温空气发生燃烧反应分解为水和二氧化碳,无机氯盐继续升温直至挥发成气态,无机硫酸盐高温下分解,剩余少量杂质以及重金属元素等熔融为液态,经熔渣出口5排出并快速冷却,使得重金属被玻璃化杂质包覆封存,实现无害化。反应池本体1为双层钢材质,焊接密封,内部中空并设置导流管,可通入液态水、气态空气、水蒸气以及其他惰性气体等介质,为钢材质反应池本体1降温,保护反应池本体1。反应池本体1炉壁内侧喷涂耐火材料,进一步保护反应池本体1。等离子发生器2布置于反应池底部,为反应池提供热源。反应池底部开设通孔,等离子发生器2喷口伸入反应池底部,相对反应池底部耐材上沿伸出长度可为-5~10 cm,等离子发生器2本体缠绕耐火纤维毯,等离子发生器2下部通过法兰与反应池本体1连接,防止反应池内熔体泄漏。反应池底部的等离子发生器2数量可根据处理规模设置为1-16套不等。等离子发生器2功率依据处理强度可设置为10~200kW/套。等离子发生器2设置工作介质入口,电源接口,冷却剂入口与冷却剂出口。所述工作介质主要指含氧气体,含氧气体包括但不限定于空气或富氧气体。冷却剂包括但不限定于液态水、气态空气、惰性气体等。常温的含氧气体在分盐系统6被充分换热后,通过热空气注入口12通入等离子发生器2,作为工作介质气体,提高热利用效率,降低能耗。热空气注入口12配置电磁阀和远程控制装置,可快速切换等离子发生器2入口气体流量,用于工况需要调整或紧急情况气体流量切换。
进料口3位于反应池上部,实现高盐有机废液顺畅入炉的功能。进料管水平角度应为60°~80°,进料管长度为0.1~1.5m,进料管下端口距离反应池底部高度应为0.5~2m。进料管具体水平角度、长度以及距离反应池底部高度应根据反应池内等离子发生器2布置确定,保障入炉物料等离子发生器2扰动中心附近,以提高物料反应速率。
烟气出口4通过烟气风机,将反应池内高温烟气通入分盐系统6,高温烟气包括有机质燃烧产物水蒸气和二氧化碳、挥发性无机盐烟气等。烟气通道为沉淀池本体耐材开孔,具有耐高温和耐腐蚀功能。烟气通道直径为0.2~1.0m,根据废液处理规模以及产生的烟气量确定具体直径。
熔渣出口5布置于反应池底部,用于排放杂质和重金属元素熔液以及紧急停炉情况下反应池排液,避免反应池内物料凝固。熔渣口材质为沉淀池本体耐材,具有耐高温和耐腐蚀功能,厚度为5~20cm。
在一个实施例中,分盐系统6中,由反应池烟气出口4排出的高温烟气,进入到分盐系统6。分盐系统6内布置若干固化板8,固化板8通过常温空气与高温烟气间接换热,气态无机盐在不同温度区间的固化板8壁面上冷却凝结,水蒸气也液化为水排出,剩余烟气经尾气出口10排出,并被迅速降低至常温,防止二噁英重新形成。最终得到高纯的氯化钠和氯化钾以及清洁的水和尾气。分盐系统6可设置一开一备,定期打开分盐系统6,取下不同固化板8固化结晶的无机盐收集,保障连续生产。
空气入口7作为分盐系统6冷介质的入口,设置流量控制阀,控制常温空气进入分盐系统6流量,从而精准控制分盐系统6内固化板8的温度分布。固化板8是分盐系统6的重要部件,烟气中气态无机盐在固化板8完成固化分离。固化板8为双层耐高温钢材质,或其他耐高温耐腐蚀合金材料,焊接密封,内部中空,并于双层板材中间设置导流板,延长冷介质在固化板8内换热行程和时间。固化板8夹层内壁通过冷介质,为固化板8降温,外壁与高温烟气接触,通过间接换热的方式完成气态无机盐固化分离。固化板8内设置有热电偶9,实时反馈温度变化。由各固化板8温度反馈信息,调控冷介质空气流量,保障固化板8温度分布在合理区间。根据气态氯化钠和氯化钾冷凝结晶固化温度,分别设置不同固化板8温度分布介于850-900℃以及800-850℃,保障不同温度分布的固化板8上固化沉积为高纯的氯化钠和氯化钾无机盐。固化板8可根据高温烟气流量换热需求设置并列多个,并且每个固化板8可根据换热需求增加冷介质空气注入口,以保障气态无机盐固化分离需求。尾气出口10位于分盐系统6底部,高温烟气经过气态无机盐固化后,剩余水蒸气、二氧化碳等尾气由尾气出口10排出。尾气出口10设置急冷处理装置,保障尾气快速冷却,避免二噁英等污染性气体重新生成,保障尾气清洁。尾气出口10直径为0.2~1.0m,根据废液处理规模以及产生的烟气量确定具体直径。排水口11作为备用排放液态水出口,用于特殊情况下排放液态水,避免影响分盐系统6内烟气正常流动以及无机盐固化分离。排水口11位于布置于分盐系统6底部。
一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统的处理方法包括以下步骤,
反应池本体1底部等离子发生器2安装就位,等离子发生器2的喷口经由所述通孔密封地伸入反应池本体1内且所述喷口距反应池本体1底部的伸出长度为5-10cm,反应池为微负压;
打开分盐系统6和等离子发生器2空气阀门,通入空气,同时打开各等离子发生器2启动装置,等离子发生器2启动,按照不同功率阶梯,逐渐将等离子发生器2功率提升,待反应池温度达到1300℃时,开始进料;
高盐有机废液从进料口3进入反应池本体1内,逐渐建立反应池液位以及提高等离子发生器2负荷和背压,调整分盐系统6空气入口7流量以调节多个固化板8的温度分布;
保持进料过程,并打开尾气出口10,根据高盐有机废液组分,控制尾气出口10阀门开度,保持进料与尾气排出达到动态平衡,定期打开熔渣出口5,排出熔渣,多个固化板8将所述烟气中的气态无机盐按照无机盐的冷凝结晶固化温度分别固化沉积,
停止进料,保持尾气出口10和熔渣出口5打开状态,逐渐降低等离子发生器2负荷,待反应池本体1内熔渣排尽后,关闭等离子发生器2电源,保持等离子发生器2空气气量和背压,防止反应池内残留熔液进入等离子发生器2内,待反应池温度降低至600℃以下后,关闭等离子发生器2空气且保持冷却剂入口流量,待反应池温度降低至100℃以下后,关闭冷却剂入口阀门,打开分盐系统6,取下不同固化板8固化结晶的无机盐进行收集。
在一个实施例中,等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统的处理方法包括以下步骤,
1) 启动前准备
反应池底部等离子发生器2安装就位,打开反应池与等离子发生器2冷却剂进出口阀门,建立冷却循环。打开烟气出口4的阀门,打开烟气风机,控制反应池为微负压。
2)熔融炉启动
(1)打开分盐系统6和各等离子发生器2空气阀门,通入空气,同时打开各等离子发生器2启动装置,等离子发生器2启动。按照不同功率阶梯,逐渐将等离子发生器2功率提升,待反应池温度达到1300℃左右时,开始进料。
(2)高盐有机废液物料从进料口3进入反应池内,逐渐建立反应池液位,在此过程中观察等离子发生器2情况,逐渐提高等离子发生器2负荷和背压,观察反应池和沉淀池冷却剂回路温度,适时调整冷却剂入口流量或降低温度,避免冷却剂达到沸点挥发。逐渐调整分盐系统6空气入口7流量,保障相应固化板8温度分别在850-900℃以及800-850℃。
(3)待反应池内液位达到反应池熔渣口以上后,开始进入正常生产过程。
3)正常生产
保持进料过程,并打开尾气出口10,根据高盐有机废液物料组分,控制尾气出口10阀门开度,保持进料与尾气排出达到基本动态平衡。
定期打开熔渣口阀门,排出适量杂质熔渣。
正常生产过程保持观察等离子发生器2情况、固化板8温度以及冷却剂回路温度,避免等离子发生器2熄灭、固化板8温度异常或冷却剂超温。
4)停炉
停止进料,保持尾气出口10和熔渣出口5的阀门打开状态,逐渐降低等离子发生器2负荷,待反应池和沉淀池内熔渣排尽后,关闭等离子发生器2电源,保持等离子发生器2空气气量和背压,防止反应池内残留熔液进入等离子发生器2内。
待反应池温度降低至600℃以下后,关闭等离子发生器2空气。保持冷却剂入口流量。
待反应池温度降低至100℃以下后,关闭冷却剂入口阀门。
各系统温度降至室温后,检查等离子发生器2以及反应池和分盐系统6各部位情况。打开分盐系统6,取下不同固化板8固化结晶的无机盐收集。
5)紧急停炉
紧急停炉情况下,关闭等离子发生器2电源,保持等离子发生器2气量和背压,防止反应池内残留熔液进入等离子发生器2内。打开反应池熔渣口阀门、尾气口阀门,快速排放熔渣和尾气。
待反应池温度降低至600℃以下后,关闭等离子发生器2空气。保持冷却剂入口流量。
待反应池温度降低至100℃以下后,关闭冷却剂入口阀门。
各系统温度降至室温后,检查等离子发生器2以及反应池和分盐系统6各部位情况。
实施例1:
选择某煤化工企业高盐有机废液作为原料。分别在反应池安装100kW功率等离子发生器22支。打开反应池与等离子发生器2冷却剂进出口阀门,建立冷却循环。打开烟气出口4阀门,打开烟气风机,控制反应池为微负压。
打开分盐系统6和各等离子发生器2空气阀门,通入空气,同时打开各等离子发生器2启动装置,等离子发生器2启动。按照不同功率阶梯,逐渐将等离子发生器2功率提升至负荷60%左右,待反应池温度达到1300℃左右时,开始进料。
高盐有机废液物料从进料口3进入反应池内,逐渐建立反应池液位,在此过程中观察等离子发生器2情况,逐渐提高等离子发生器2负荷和背压,观察反应池和沉淀池冷却剂回路温度,适时调整冷却剂入口流量或降低温度,保持冷却剂出口温度低于50℃,避免冷却剂达到沸点挥发。逐渐调整分盐系统6空气入口7流量,保障相应固化板8温度分别在850-900℃以及800-850℃。
待反应池内液位达到反应池熔渣口以上后,开始进入正常生产过程。
保持进料过程,并打开尾气出口10,根据高盐有机废液物料组分,控制尾气出口10阀门开度,保持进料与尾气排出达到基本动态平衡。高盐有机废液处理速率约为30 t/d,收集高纯度氯化钠2 t/d以上,高纯度氯化钾0.5t/d左右。生产过程中由于高盐有机废液含有25%左右有机质,燃烧放热,可适当降低等离子发生器2负荷,减少能耗和成本。
定期打开熔渣出口5的阀门,排出适量杂质熔渣。每隔12小时切换分盐系统6,打开已工作12小时分盐系统6,取下不同固化板8固化结晶的无机盐收集。
正常生产过程保持观察等离子发生器2情况、固化板8温度以及冷却剂回路温度,避免等离子发生器2熄灭、固化板8温度异常或冷却剂超温。
实施例2:
熔融炉运行正常,此时等离子发生器2负荷约80%,进料速率约1250kg/h。因后系统需要检修,停止进料,保持尾气出口10和熔渣出口5的阀门打开状态,逐渐降低等离子发生器2负荷,待反应池和沉淀池内熔渣排尽后,关闭等离子发生器2电源,保持等离子发生器2空气气量和背压,防止反应池内残留熔液进入等离子发生器2内。
待反应池温度降低至600℃以下后,关闭等离子发生器2空气。保持冷却剂入口流量。
待反应池温度降低至100℃以下后,关闭冷却剂入口阀门。
各系统温度降至室温后,检查等离子发生器2以及反应池和分盐系统6各部位情况。打开分盐系统6,取下不同固化板8固化结晶的无机盐收集。
最后应该说明的是:所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统,其特征在于,其包括,
反应池包括,
反应池本体,其容纳高盐有机废液,所述反应池本体底部开设通孔,
进料口,其连通所述反应池本体的上部以导入所述高盐有机废液,
等离子发生器,其设于所述反应池本体底部以提供热源,等离子发生器的喷口经由所述通孔密封地伸入反应池本体内且所述喷口距反应池本体底部的伸出长度为5-10cm,
熔渣出口,其设于所述反应池本体下部以导出熔渣,
烟气出口,其设于所述反应池本体顶部以导出烟气,所述烟气包括气态无机盐、二氧化碳和水蒸气;
分盐系统,其连接反应池,所述分盐系统包括,
分盐流道,其一端连通所述烟气出口,另一端为尾气出口,
多个固化板,其沿分盐流道延伸方向分布以换热分盐流道中的烟气热量,所述固化板为贴合分盐流道的中空结构,
空气入口,其流量可控地将常温空气流向多个固化板以调节多个固化板的温度分布,使得多个固化板将所述烟气中的气态无机盐按照无机盐的冷凝结晶固化温度分别固化沉积,
排水口,其连接所述分盐流道以导出烟气中冷凝的液态水。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统,其特征在于,反应池本体温度为1200℃-1400℃,所述高盐有机废液在喷口喷射的等离子体搅动以及高温下于反应池本体内翻滚沸腾,其中,杂质以及重金属元素熔融为液态自熔渣出口导出,有机质燃烧、无机硫酸盐分解、无机氯盐挥发、气态盐分、CO2和水蒸气形成烟气从烟气出口扩散至分盐系统。
3.根据权利要求1所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统,其特征在于,所述反应池本体为中空的双层钢材质结构,双层钢材质结构设置导入冷却介质的导流管以降温反应池,反应池本体的内壁喷涂耐火材料。
4.根据权利要求3所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统,其特征在于,所述冷却介质包括液态水、气态空气、水蒸气以及惰性气体。
5.根据权利要求1所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统,其特征在于,反应池底部排布多个等离子发生器,所述等离子发生器功率为10~200kW,等离子发生器缠绕耐火纤维毯且通过法兰与反应池本体连接。
6.根据权利要求1所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统,其特征在于,分盐流道为蛇形流道,多个固化板设于蛇形流道的弯折位置,固化板为中空双层板结构,其内设置延长冷介质在固化板内换热行程和时间的导流板,固化板内设置有实时反馈温度变化的热电偶。
7.根据权利要求1所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统,其特征在于,等离子发生器设有工作介质入口、电源接口、冷却剂入口与冷却剂出口,工作介质包括含氧气体,冷却剂包括液态水、气态空气或惰性气体。
8.根据权利要求7所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统,其特征在于,常温的含氧气体在分盐系统被充分换热后,通过热空气注入口通入等离子发生器作为工作介质,热空气注入口配置切换等离子发生器入口气体流量的电磁阀和连接电磁阀的远程控制装置。
9.根据权利要求1所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统,其特征在于,至少两个固化板温度分布介于850-900℃以及800-850℃以固化沉积氯化钠和氯化钾。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种等离子体底吹处理高盐有机废液及资源化系统的处理方法,其特征在于,其包括以下步骤,
反应池本体底部等离子发生器安装就位,等离子发生器的喷口经由所述通孔密封地伸入反应池本体内且所述喷口距反应池本体底部的伸出长度为5-10cm,反应池为微负压;
打开分盐系统和等离子发生器空气阀门,通入空气,同时打开各等离子发生器启动装置,等离子发生器启动,按照不同功率阶梯,逐渐将等离子发生器功率提升,待反应池温度达到1300℃时,开始进料;
高盐有机废液从进料口进入反应池本体内,逐渐建立反应池液位以及提高等离子发生器负荷和背压,调整分盐系统空气入口流量以调节多个固化板的温度分布;
保持进料过程,并打开尾气出口,根据高盐有机废液组分,控制尾气出口阀门开度,保持进料与尾气排出达到动态平衡,定期打开熔渣出口,排出熔渣,多个固化板将所述烟气中的气态无机盐按照无机盐的冷凝结晶固化温度分别固化沉积,
停止进料,保持尾气出口和熔渣出口打开状态,逐渐降低等离子发生器负荷,待反应池本体内熔渣排尽后,关闭等离子发生器电源,保持等离子发生器空气气量和背压,防止反应池内残留熔液进入等离子发生器内,待反应池温度降低至600℃以下后,关闭等离子发生器空气且保持冷却剂入口流量,待反应池温度降低至100℃以下后,关闭冷却剂入口阀门,打开分盐系统,取下不同固化板固化结晶的无机盐进行收集。
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