用于处理废液的热等离子体焚烧装置

845 编辑：中冶有色技术网来源：中科云越(北京)科技发展有限公司

2023-12-20 10:16:57

权利要求书： 1.一种用于处理废液的热等离子体焚烧装置，其特征在于，包括焚烧炉，所述焚烧炉内部设置有若干个热等离子体火炬，所述焚烧炉的底端设置搅拌组件；

所述搅拌组件包括若干个倾斜设置的搅拌桨叶，以对废液均匀搅拌；所述搅拌桨叶的形状为镂空的直角三角形形状。

2.根据权利要求1所述的焚烧装置，其特征在于，所述热等离子体火炬设置于所述焚烧炉的顶端，与所述搅拌组件相对设置，以实现废液均匀加热。

3.根据权利要求1所述的焚烧装置，其特征在于，所述搅拌桨叶均匀的设置在搅拌轴上，所述搅拌桨叶相对于所述搅拌轴的方向均一致。

4.根据权利要求3所述的焚烧装置，其特征在于，每个所述搅拌桨叶所处的平面与所述搅拌轴的轴心之间的夹角均一致，所述夹角为15?30°。

5.根据权利要求3所述的焚烧装置，其特征在于，所述搅拌桨叶的短直角边与所述搅拌轴的外圆周面相接。

6.根据权利要求1?5任一项所述的焚烧装置，其特征在于，还包括与所述焚烧炉通过烟气管道连通的二燃室，所述二燃室的顶端设置有若干个热等离子体火炬。

7.根据权利要求6所述的焚烧装置，其特征在于，还包括与所述二燃室连通的气液分离组件，所述气液分离组件内设置有涡流管和折流板。

8.根据权利要求7所述的焚烧装置，其特征在于，还包括与所述气液分离组件连通的用以处理气体中剩余有机物的热等离子体裂解器。

9.根据权利要求8所述的焚烧装置，其特征在于，还包括与所述热等离子裂解器连通的用以降温洗涤脱酸的洗涤塔。

10.根据权利要求1?9任一项所述的焚烧装置，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置包括辅助控制系统、报警系统和安全联锁控制系统，用以对整个装置的运行进行监控和调配。

说明书：一种用于处理废液的热等离子体焚烧装置技术领域[0001] 本实用新型涉及污水处理领域，尤其涉及一种用于处理废液的热等离子体焚烧装置。背景技术[0002] 高浓度有机废液是指从制药、造纸、皮革、印染、食品等行业排放的COD超过2000mg/L的废液。高浓度有机废液中污染物成分复杂，排入水体后造成水质及水环境污染，对人类健康和生态环境构成严重威胁。

[0003] 高浓度难降解有机废液中有机物含量高，COD超过2000mg/L，有的甚至高达几万至十几万mg/L，难降解是指这类废液的可生化性低，BOD5/COD值通常低于0.3甚至更低；高浓度难降解有机废液成分复杂，在有机废液中包括硫化物、重金属、氮化物、有毒有机物等；色度高，存在异味，对周边环境影响较大；具有强酸强碱性。[0004] 高浓度难降解有机废液是目前国内外污水处理界公认的难题，对高浓度难降解的有机废液通常用二类方法进行处理：一种是采用化学氧化和催化氧化为主的工艺；另一种是先预处理改变BOD/COD比值，然后再采用生化法处理工艺。采用物理化学方法进行预处理后再进行的生化工艺处理至达标排放，其中，物理方法多用于废液中的悬浮物、浮油、有价物质分离回收等为后续的化学和生物处理创造条件，或者用于末端的深度处理工艺；化学方法多用于有机废液可生化性差，有机物难生物降解，通常采用高级氧化、电催化氧化、湿式催化氧化、臭氧氧化等技术破坏废液中有机大分子物质，提高废液BOD/COD值，提高有机废液的可生化性，为后续的生化工艺提供易降解的小分子有机物。[0005] 目前，所采用的反渗透、纳滤法、电化学法或用燃气等焚烧法对高浓度难降解有机废液(或垃圾渗滤液浓缩液)进行预处理或处置，或因投资成本大、或耗电量大、或运营成本过高、或处理效果不达标等原因，而难以拓展应用。[0006] 有鉴于此，特提出本实用新型。实用新型内容

[0007] 本实用新型的目的是提供一种用于处理废液的热等离子体焚烧装置，该装置利用热等离子体火炬焚烧废液中的有机物，结构简单、处理效率高、运行成本低，同时通过对焚烧产生的烟气进行处理，实现达标排放，防止进行二次污染。[0008] 为了实现上述目的，本实用新型特采用以下技术方案：[0009] 本实用新型提供了一种用于处理废液的热等离子体焚烧装置，其包括焚烧炉，所述焚烧炉内部设置有若干个热等离子体火炬，所述焚烧炉的底端设置搅拌组件；[0010] 所述搅拌组件包括若干个倾斜设置的搅拌桨叶，以对废液均匀搅拌；[0011] 所述搅拌桨叶的形状为镂空的直角三角形形状。本实用新型通过设置所述搅拌组件，带动废液进行搅拌，保证废液中的有机物不会沉淀，可以将有机物焚烧充分。[0012] 优选地，所述热等离子体火炬设置于所述焚烧炉的顶端，与所述搅拌组件相对设置，以实现废液均匀加热。本实用新型通过将所述焚烧炉与所述搅拌组件相对设置，保证已加热的废液可以被所述搅拌组件带动与周边的废液进行循环，同时使得所有废液都可以被所述热等离子体火炬进行接触，加快受热的速率，提高蒸发的速度。[0013] 优选地，所述搅拌桨叶均匀的设置在搅拌轴上，所述搅拌桨叶相对于所述搅拌轴的方向均一致。[0014] 优选地，每个所述搅拌桨叶所处的平面与所述搅拌轴的轴心之间的夹角均一致，所述夹角为15?30°。[0015] 优选地，所述搅拌桨叶的短直角边与所述搅拌轴的外圆周面相接。[0016] 在本实用新型中，将所述搅拌桨叶进行上述专门的设置是为了保证在装置运行时，所述搅拌桨叶可以更好的带动废液进行转动，将所述搅拌桨叶设置成直角状，同时将短直角边与所述搅拌轴的外圆周面相接，可以更大范围的带动废液转动。同时，将所述搅拌桨叶设置成倾斜状，与废液旋转的方向进行配合，减小阻力，增大使用寿命，倾斜设置的直角状所述搅拌桨叶可以使得废液形成一个上大下小的旋涡，在带动废液转动的同时，将底部的有机物带到上层进行焚烧处理，保证废液中有机物能够得到充分焚烧。[0017] 优选地，上述焚烧装置还包括与所述焚烧炉通过烟气管道连通的二燃室，所述二燃室的顶端设置有若干个热等离子体火炬。[0018] 优选地，上述焚烧装置还包括与所述二燃室连通的气液分离组件，所述气液分离组件内设置有涡流管和折流板。[0019] 优选地，上述焚烧装置还包括与所述气液分离组件连通的用以处理气体中剩余有机物的热等离子体裂解器。[0020] 优选地，上述焚烧装置还包括与所述热等离子裂解器连通的用以降温洗涤脱酸的洗涤塔。[0021] 优选地，上述焚烧装备还包括控制装置，所述控制装置包括辅助控制系统、报警系统和安全联锁控制系统，用以对整个装置的运行进行监控和调配。[0022] 本实用新型与现有技术相比，至少有以下优异之处：[0023] (1)本实用新型采用高频高压交流热等离子体火炬对高浓度难降解有机废液进行焚烧预处理，随后对产生的烟气和冷却水进行处理，实现达标排放。由于采用的热等离子体炬/枪使用寿命长，炉体结构简单，热效率高，运行成本相对较低等，可以很大程度的满足对废液的处理。附图说明[0024] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：[0025] 图1为本实用新型实施例所提供的焚烧装置的工艺流程图；[0026] 图2为本实用新型实施例所提供的搅拌组件的轴测图。[0027] 其中，[0028] 1?螺杆空压机；2?焚烧炉；3?热等离子体火炬；4?二燃室；5?余热回收组件；6?气液分离组件；7?烟气管道；8?热等离子体裂解器；9?洗涤塔；10?排烟组件；11?水泵；12?搅拌桨叶；13?搅拌轴；14?螺杆出渣器；15?废渣箱；16?集渣斗；17?冷凝液通道；18?冷凝液处理组件；19?冷凝液排放口；20?引风机。具体实施方式[0029] 下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。[0030] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0031] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连通，也可以是可拆卸连通，或一体地连通；可以是机械连通，也可以是电连通；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。[0032] 为了更加清晰的对本实用新型中的技术方案进行阐述，下面以具体实施例的形式进行说明。[0033] 实施例[0034] 如图1?2所示，本实施例提供了一种用于处理废液的热等离子体焚烧装置，其主要包括焚烧炉2和二燃室4。[0035] 所述焚烧炉2与所述二燃室4内均设置有热等离子体火炬3，所述热等离子体火炬3为高频(30KHz)高压(100K)的大功率交流等离子体火炬/枪，其为合金电极，以常规电源驱动，能耗低、成本低，拥有独特的自然冷却系统设计、大功率(高频高压电弧放电)和长寿命(使用时间超3000小时)，同时其拥有超过90％的系统热效率，领先国际水平。[0036] 为了适应所述热等离子体火炬3的温度，所述焚烧炉2与所述二燃室4采用304不锈钢壳体、陶瓷纤维耐火保温材料、304不锈钢内胆、304不锈钢锚固件、耐高温耐酸陶瓷内衬。[0037] 所述焚烧炉2左上端从上到下安装有螺杆空压机1和水泵11，所述螺杆空压机1用以保证焚烧拥有充足的氧气，所述水泵11用于将废液泵送至焚烧炉2中进行焚烧，所述焚烧炉2的顶端安装有若干个所述热等离子体火炬3，为了保证焚烧的效果和不产生浪费，本实施例选择将所述热等离子体火炬3并排的安装于所述焚烧炉2的顶端，同时方向为竖直向下，在所述焚烧炉2的底端安装有所述搅拌组件，本实施例为了达到更好的净化效果，将所述焚烧炉2与所述搅拌组件对应设置。[0038] 所述搅拌组件包括步进电机、步进电机控制器、搅拌轴13、若干个的搅拌桨叶12、联轴器和散热装置，所述搅拌轴13与所述步进电机连接，所述步进电机控制器控制所述步进电机转动，带动所述搅拌桨叶12转动，同时，打开散热装置，防止搅拌组件温度过高而损坏。为了适应废液被处理时产生的高温，所述搅拌轴13与所述搅拌桨叶12采用304不锈钢件。[0039] 为了保证搅拌的效果，如图2所示，所述搅拌桨叶12为镂空的直角三角形状，为了增大旋转的范围，将短直角边倾斜的设置于所述搅拌轴13上，所述搅拌桨叶12所在的平面与所述搅拌轴13的轴心的夹角θ为15?30°，本实施例为了保证搅拌的效果，将夹角θ设置为20°，通过倾斜设置的所述搅拌桨叶12，可以增加旋转的力度，同时倾斜设置的所述搅拌桨叶12顺应所述搅拌轴13的顺时针转动，提高使用寿命，同时，所述搅拌桨叶12和所述搅拌轴

13可以适当的升降，使其一直处于液面下，使得废液中有机物不沉降，益于有机物被焚烧，同时使废液受热均匀，加快蒸发。

[0040] 在所述焚烧炉2的底端安装有螺杆出渣器14，所述螺杆出渣器14与所述废渣箱15连通，用以将焚烧后的废渣排出所述焚烧炉2。[0041] 所述焚烧炉2的左上端通过烟气管道7与所述二燃室4连通，焚烧废液产生的气体通过通道进入所述二燃室4。[0042] 所述二燃室4的顶端安装有若干个所述热等离子体火炬3，本实施例中为了保证烟气处理的效果和避免产生浪费，选择在所述二燃室4的顶端矩阵安装并排朝下的所述热等离子体火炬3。[0043] 所述二燃室4的底端设置有集渣斗16，用以收集焚烧烟气时产生的少量灰渣，灰渣主要为碳颗粒及无机盐等。[0044] 气体经过二燃室4处理后，进入与所述二燃室4通过烟气管道7连通的余热回收组件5，用以对气体进行降温。[0045] 经过换热器出来的气体，进入与所述余热回收组件5通过烟气管道7连接的气液分离组件6，所述气液分离组件6内设置有涡流管和折流板，所述涡流管提供低温的环境，所述折流板通过增加气体的行进的路径延长气体在所述气液分离组件6的停留时长，保证气液能充分的分离。[0046] 所述气液分离组件6的底端通过冷凝液通道17与所述冷凝液处理组件18连通，用以收集分离后的冷凝液，经过气液分离后的冷凝液，其COD等大大降低，高浓度废液(COD超过几万mg/L)经上述处理冷凝液COD可降至1000mg/L以下；COD在2000—10000mg/L的废液经上述处理，冷凝液COD可降至500mg/L以下。可根据实际工况(原废液成分和浓度、热等离子体功率等)和当地排放要求，对达到排放标准的冷凝液可从冷凝液排放口19直接排放；对未达到标准排放的低浓度COD冷凝液，可选择生物处理技术、或吸附法、化学法等进行再行处理，即可实现达标排放。[0047] 分离后的气体进入到与所述气液分离组件6通过烟气管道7连通的热等离子体裂解器8，所述热等离子体裂解器8是通过高频(30KHZ)高压(100K)大功率电源在特定条件下的聚能放电，产生3000?4000℃等离子态高温气流。有机废气(OCs)在高温、高电势的双重作用下，瞬间(万分之5秒)成为高温等离子体，有机物(OCs)裂解成单质原子，清除率大于98％。高温等离子裂解装置同样可以分解氮氧化物等化合物。

[0048] 经过所述热等离子裂解器8处理的气体进入到与所述热等离子裂解器8通过烟气管道7连通的洗涤塔9内，所述洗涤塔9内设置有喷淋设备，用以对处理后的气体进行降温降尘洗涤脱酸等处理。[0049] 经过处理后的气体经过排烟组件10处理后达标排放。[0050] 本实用新型在排烟组件10前设置了引风机20，将整个装置内设置成负压环境，保证烟气可以顺着烟气管道7排出装置。[0051] 为了增加设备的使用寿命，设备内的管道均采用耐酸、耐碱、耐高温、耐磨损的高性能材质，并进行必要的防腐处理。[0052] 同时由于某些废液加热蒸发等处理时具有燃爆性，所以在所述焚烧炉2和所述二燃室4内设置有泄爆装置，保障设备的安全。[0053] 为了提高效率，所述焚烧装置还设置有控制装置，所述控制装置包括辅助控制系统、报警系统和安全联锁控制系统，对整个设备的运行进行调整与监控。[0054] 在所述焚烧装置进行运行时，所述水泵11将废液泵送至所述焚烧炉2中，所述焚烧炉2内的所述热等离子体火炬3直接焚烧液面，废液顷刻间被等离子体火焰包围炙烤，并由所述螺杆空压机1补充热等离子体焚烧炉2内氧气，经过焚烧使废液中大部分有机物得以分解，同时产生大量水蒸汽，所述搅拌组件对废液进行搅拌，增加处理有机物的效率。焚烧废液时产生的碳颗粒、无机碳等，在搅拌组件定时停止运行后，打开所述螺杆出渣器14，将废渣输送至所述废渣箱15。所述废渣箱15中的废渣经过简单的冲洗过滤即可无公害处理，冲洗液和随着废渣同时排出的废液由所述水泵11泵送至所述焚烧炉2进行处理。[0055] 焚烧产生的气体通过烟气管道7进入到所述二燃室4进行处理，所述二燃室4中的所述热等离子体火炬3对气体进行焚烧处理，将未燃尽的有害物质做进一步的分解销毁，焚烧产生的废渣进入所述集渣斗16进行无害化处置。[0056] 处理后的废气进入所述余热回收组件5回收热量，进入所述气液分离组件6进行气液分离，分离出的冷凝液通过所述冷凝液管道进入到的所述冷凝液处理组件18进行处理，分离出的气体进入所述热等离子体裂解器8进行微量有机物和二噁英的处理，处理后的气体经过所述洗涤塔9降温除尘脱酸后达标排放。[0057] 本实用新型提供的废液处理装置炉体结构简单，热效率高，运行成本相对较低，可满足现有的废液的处理需求。[0058] 最后，可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。