一種高濃度含鹽有機(jī)廢液焚燒鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種把化工、造紙行業(yè)的高濃度含鹽有機(jī)廢液進(jìn)行焚燒處理和熱能回收的環(huán)保節(jié)能設(shè)備，尤其涉及到一種高濃度化工含鹽有機(jī)廢液焚燒鍋爐。本發(fā)明涉及一種把化工、煉油、造紙行業(yè)的高濃度含鹽有機(jī)廢液進(jìn)行焚燒處理和熱能回收的環(huán)保節(jié)能設(shè)備，尤其涉及到一種高濃度含鹽有機(jī)廢液焚燒鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著化工、煉油、造紙等行業(yè)的快速發(fā)展，在其生產(chǎn)過程中，經(jīng)常產(chǎn)生大量的高濃度化工含鹽有機(jī)廢液，這些廢液中含有大量不能生物降解的有機(jī)物以及高濃度含鹽有機(jī)廢液排放到大自然中，必然對環(huán)境造成污染，破壞生態(tài)環(huán)境，損害人體健康，因而找到一種合理、有效的處理技術(shù)，從而減少該廢液對環(huán)境的污染，促進(jìn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。目前，對工業(yè)廢液處理方法主要采用生物降解、向地下深處高壓注射和焚燒的方法。國內(nèi)通常采用焚燒處理的辦法，通過焚燒爐焚燒有毒廢液，使廢液在燃燒過程中分解成為無毒氣體，排入大氣。高濃度含鹽有機(jī)廢液焚燒鍋爐之所以成為環(huán)保焚燒的處理難題，還有一個(gè)重要原因在于:焚燒生成的高溫?zé)煔庵泻写罅康腿埸c(diǎn)的堿金屬鹽類。這些物質(zhì)都對爐襯和換熱面產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕作用，會(huì)導(dǎo)致爐襯被燒壞或受熱面結(jié)垢堵塞，而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。
[0003]經(jīng)研究分析，純凈鈉鹽的熔點(diǎn)在801°C _894°C，但在復(fù)合環(huán)境下其熔點(diǎn)要降低到600°C -750°C，熔點(diǎn)以下鈉鹽雖粘結(jié)，但此狀態(tài)下鈉鹽有脆性，可以采用相應(yīng)的吹灰裝置予以清除。為此，要盡量將進(jìn)入對流管束的煙氣溫度降到遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于復(fù)合環(huán)境下鈉鹽的熔點(diǎn)溫度600°C -750°C才有利于鍋爐安全可靠運(yùn)行。
[0004]專利CN103047659A提出了一種處理高濃度含鹽有機(jī)廢液的焚燒工藝及焚燒鍋爐，包括下行絕熱爐膛、多級輻射冷卻室、對流換熱室、吹灰裝置、汽水引出管和汽包，但此專利所述的廢液焚燒鍋爐存在以下缺點(diǎn):(1)下行絕熱爐膛從上至下容積過大，為保證爐膛燃燒溫度，必須消耗大量輔助燃料，因而造成廢液處理成本增大；(2)下行絕熱爐膛與第一輻射冷卻室之間設(shè)置由若干片數(shù)的豎直與傾斜導(dǎo)流板，該導(dǎo)流板容易造成豎直與傾斜導(dǎo)流板被焚燒后煙氣中的熔融態(tài)無機(jī)鹽堵塞，導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)行。(3)下行絕熱爐膛與第一輻射冷卻室之間無折煙墻遮擋，下行絕熱爐膛敞口轉(zhuǎn)對第一輻射冷卻室，由于熱輻射作用，第一輻射冷卻室對下行絕熱爐膛的焚燒起負(fù)面作用，很難使下行絕熱爐膛的焚燒達(dá)到高溫燃燒地步，除非消耗大量輔助燃料才能確保下行絕熱爐膛的焚燒溫度，如果加大輔助燃料消耗量，又使得煙氣量增加，煙氣流速隨之增大，這樣不僅造成尾部溫度過高，更為有害的是煙氣流速增大導(dǎo)致煙氣帶走大量熔鹽到后部多級輻射冷卻室，造成多級輻射冷卻室積鹽嚴(yán)重，危害安全可靠運(yùn)行。如果不加大輔助燃料消耗量將導(dǎo)致下行絕熱爐膛下部溫度很難保證，液態(tài)排渣困難，甚至導(dǎo)致排渣口堵塞無法排渣；(4)多級輻射冷卻室內(nèi)未布置受熱面，一方面由于熔鹽的物性特點(diǎn)在熔鹽的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熔鹽的熔點(diǎn)時(shí)才能呈粘附性較小的固態(tài)顆粒，但煙氣中攜帶大量細(xì)小的熔鹽顆粒，將沿程粘附到多級輻射冷卻室尤其前幾級輻射冷卻室的爐墻壁面上，導(dǎo)致多級輻射冷卻室受熱面粘污而影響輻射冷卻效率，以及造成多級輻射冷卻室堵塞以及多級輻射冷卻室底部灰斗因熔鹽堵塞結(jié)死而無法正常工作。另一方面熔鹽粘污輻射冷卻室的受熱面導(dǎo)致輻射傳熱減弱，降低余熱回收效率，致使焚燒鍋爐體積龐大，增加建設(shè)投資；(5)該焚燒鍋爐在低溫區(qū)僅布置縱向沖刷的對流管屏，傳熱效果非常差，從而造成排煙溫度高，鍋爐熱效率低。(6)下行絕熱爐膛下部右側(cè)設(shè)置敞口的液態(tài)排渣裝置，該液態(tài)排渣裝置很難可靠運(yùn)行，一方面熔鹽的粘性在溫度遠(yuǎn)高于熔鹽的熔點(diǎn)時(shí)隨著溫度越高熔鹽的粘性越小，但該裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定下行絕熱爐膛的溫度很難遠(yuǎn)高于熔鹽的熔點(diǎn)，所以運(yùn)行時(shí)必須加大輔助燃料消耗量以提高下行絕熱爐膛的溫度才能滿足液態(tài)排渣的要求；另一方面敞口的液態(tài)排渣裝置對大氣輻射換熱，這個(gè)過程非常迅速，致使熔鹽極易因降溫而粘附在液態(tài)排渣裝置的管道上，開始局部堵塞，逐漸整個(gè)液態(tài)排渣裝置無法正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，特別是針對高濃度含鹽有機(jī)廢液熔鹽熔點(diǎn)低、對耐火材料腐蝕性強(qiáng)、粘接性較強(qiáng)、余熱回收困難等特性，結(jié)合煙氣特性，提供一種耐鈉鹽腐蝕、液態(tài)排渣順利、余熱回收效率高、合理有效消除或避免熔鹽對爐體和鍋爐受熱面的粘接性、鍋爐排煙溫度低的高效節(jié)能含鹽有機(jī)廢液焚燒鍋爐，從以下出發(fā)點(diǎn)采取相應(yīng)的措施:(1)、降低絕熱燃燒室高度，增加絕熱燃燒室橫截面面積，在一定的絕熱燃燒室容積內(nèi)，煙氣速度降低，含鹽有機(jī)廢液在絕熱燃燒室中實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)、干燥、有機(jī)物燃燒與燃燼、無機(jī)鹽固態(tài)相變?yōu)橐簯B(tài)等過程，燃燒室橫截面面積的增大導(dǎo)致煙氣流速減小，有利于依靠重力將煙氣中固態(tài)和液態(tài)無機(jī)鹽沉積到絕熱燃燒室底部，加上絕熱燃燒室下部針對底部沉積的固態(tài)和液態(tài)無機(jī)鹽進(jìn)行再加熱，使沉積的固態(tài)和液態(tài)無機(jī)鹽全部轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，為實(shí)現(xiàn)液態(tài)排鹽創(chuàng)造必要條件和充分條件。(2)、考慮到高濃度含鹽有機(jī)廢液噴霧進(jìn)入絕熱燃燒室進(jìn)行燃燒，熔鹽在燃燒過程中一方面呈小顆粒狀態(tài)，極易被煙氣帶入后極其他部件，另一方面熔鹽在燃燒過程中局部溫度過高導(dǎo)致小顆粒固態(tài)或液態(tài)熔鹽相變?yōu)闅鈶B(tài)，不可避免被煙氣帶入后極其他部件，一旦氣態(tài)或液態(tài)熔鹽帶入后極其他部件，對其危害特別巨大，必須專門設(shè)置一急冷室將氣態(tài)或液態(tài)熔鹽急冷到對后極其他部件無危害的固態(tài)，為此，本專利在絕熱燃燒室之后設(shè)置一個(gè)較大的裝設(shè)有大量急冷膜式壁管屏的急冷室，將氣態(tài)或液態(tài)熔鹽急冷到對后極其他部件無危害的固態(tài)。(3)、考慮到絕熱燃燒室和急冷室之間的關(guān)系，即絕熱燃燒室要高溫燃燒，急冷室要急速冷卻，如果絕熱燃燒室和急冷室之間無遮煙墻，那么急冷室直接輻射吸收絕熱燃燒室的熱量，降低絕熱燃燒室的溫度，不利于實(shí)現(xiàn)含鹽有機(jī)廢液中無機(jī)鹽的液態(tài)排除爐外，為此，本專利在絕熱燃燒室和急冷室之間設(shè)置向內(nèi)部傾斜一定角度的爐膛煙氣轉(zhuǎn)向遮煙墻，該遮煙墻即起到減小急冷室對絕熱燃燒室的輻射吸熱、提高絕熱燃燒室底部溫度作用，又有利于煙氣中的含鹽熔融物質(zhì)分離出來沿絕熱燃燒轉(zhuǎn)向室壁面流到絕熱燃燒室和絕熱燃燒轉(zhuǎn)向室底部形成一個(gè)大的熔鹽槽中，通過熔鹽再加熱燃燒器再加熱完全呈液態(tài)，有利于無機(jī)鹽的液態(tài)排除爐外。(4)、在絕熱燃燒室底部和絕熱燃燒轉(zhuǎn)向室底部形成一個(gè)較大的熔鹽槽，熔鹽槽的側(cè)墻裝設(shè)熔鹽再加熱燃燒器，對沉積熔鹽槽的熔鹽再加熱，使其充分達(dá)到液態(tài)，便于流淌而實(shí)施液態(tài)排渣的目的。(5)、整個(gè)熔鹽槽傾斜集中底部到底部中心部位，在熔鹽槽的底部中心部位專門設(shè)置一特殊熔鹽溢流裝置，液態(tài)鹽液在熔鹽槽中流向熔鹽溢流裝置凸出部分，熔鹽溢流裝置凸出部分的中心部位根據(jù)熔鹽流量設(shè)置一個(gè)熔鹽溢流孔，該熔鹽溢流孔遠(yuǎn)小于溢流筒體的內(nèi)徑，確保熔鹽不沿程粘附到溢流筒體的內(nèi)壁面上，致使液態(tài)熔鹽排放順暢；(6)、在急冷室之后的對流冷卻室中布置對流蒸發(fā)管屏，一方面進(jìn)一步對急冷室出來的500°C左右煙氣進(jìn)行降溫，另一方面設(shè)置多級對流冷卻室，煙氣經(jīng)多次180°轉(zhuǎn)向依靠慣性重力作用將固態(tài)鹽粒分離出來，落到對流冷卻室的下部灰斗中收集回收再利用，第三在各級對流冷卻室中布置對流蒸發(fā)管屏，使煙氣與對流蒸發(fā)管屏碰撞，實(shí)現(xiàn)固態(tài)鹽粒因?qū)α髡舭l(fā)管屏的進(jìn)一步冷卻和碰撞失去動(dòng)力而分離出來。(7)、在對流冷卻室后部(煙氣溫度< 250°C的位置)設(shè)置省煤器管束，一方面煙氣橫向沖刷省煤器管束，最大限度的使煙氣與省煤器管束碰撞，實(shí)現(xiàn)固態(tài)鹽粒因省煤器管束的進(jìn)一步冷卻和碰撞失去動(dòng)力而分離出來，另一方面橫向沖刷得省煤器管束與縱向沖刷的低溫對流蒸發(fā)管屏相比可以傳熱系數(shù)要大好幾倍，可以更有效節(jié)省受熱面材料來實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降低煙氣排放溫度和提高鍋爐熱效率。(8)、考慮到高濃度含鹽有機(jī)廢液燃燒產(chǎn)生的煙氣具有較強(qiáng)的腐蝕特性，在鍋爐給水進(jìn)入低溫省煤器之前將給水先導(dǎo)入給水預(yù)熱器，通過鍋爐產(chǎn)生的飽和或者過熱蒸汽對進(jìn)入低溫省煤器的給水進(jìn)行加熱到超過煙氣中酸性氣體的露點(diǎn)溫度以上，之后才導(dǎo)入低溫省煤器，不僅實(shí)現(xiàn)了廢熱的充分利用達(dá)到節(jié)能的目的，還可以不必使用昂貴的金屬材料來制造低溫省煤器而實(shí)現(xiàn)了降耗的目的。
[0006]為實(shí)現(xiàn)以上目的，采用以下技術(shù)方案:一種高濃度含鹽有機(jī)廢液焚燒鍋爐，包含絕熱燃燒室、絕熱燃燒轉(zhuǎn)向室、急冷室、對流冷卻室1、