一种化工废液后处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种化工废液后处理装置，属于化工生产技术领域。
背景技术
乙酸正丁酯和碳酸二甲酯是本公司的两大支柱产品。乙酸正丁酯采用冰醋酸和正丁醇为原料、催化下发生酯化反应生成乙酸正丁酯；碳酸二甲酯以上游煤化工生产中产生的液态副产品为原料，通过精馏法提纯其中碳酸二甲酯、并副产甲醇等副产物。在这两种产品制备过程中，需要经过提纯、精馏、反应、分相等多种操作，会产生大量难以生化的工业废水和高沸点有机物，这些高沸点有机物大多是由碳氧氢元素构成、并不含氮硫，且废液中含有一定量的盐类物质。目前多采用焚烧法来处理废液，先将废液送入焚烧炉进行无害化处理焚烧、使有机物分解，焚烧产生的温度高于1100℃的高温烟气再经余热锅炉换热、急冷喷淋塔喷淋降温、布袋除尘后外排。焚烧过程中不可避免的有少量有害物质二噁英生产，为了最大限度减少二噁英，高温烟气需要进入急冷喷淋塔快速降温至200℃以下；这就使得急冷喷淋塔的一次水消耗量很大，经计算，为了将550℃~600℃的高温烟气在2s内降温至200℃以下，喷淋水量高达1.5~2.5m3/h，导致急冷喷淋塔排出的烟气中含水量提高，进入布袋除尘器后造成除尘布袋黏连、容易损坏，除尘效果得不到保障，影响烟尘排放指标，并需要时常停机检修，无法连续化生产处理，废液的后处理量受限严重。
因此，如何将化工废液进行充分无害化处理，同时实现减少有害物质生成、降低一次水耗水量、改善布袋除尘器的损坏情况、实现连续化处理，满足工厂清洁、环保、节能的要求，是目前研究的重点问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种化工废液后处理装置，以解决背景技术中所提到的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种化工废液后处理装置，包括依次连接的焚烧单元、冷却单元、除尘单元、烟囱；所述焚烧单元的入口连接化工废液池，焚烧单元的烟气出口连接冷却单元，冷却单元的烟气出口连接除尘单元，除尘单元的烟气出口连接烟囱；在除尘单元和烟囱之间还设置有用于提供动力的引风机。
本实用新型的进一步改进在于：所述焚烧单元包括雾化器、燃烧温度较低的一燃室和燃烧温度较高的二燃室，雾化器通过管道与化工废液池连接，雾化器的出料口通过管道连接一燃室的烟气进口，一燃室的烟气出口与二燃室的烟气进口相连通。
本实用新型的进一步改进在于：所述一燃室和二燃室之间还设置有沉降室；一燃室的烟气出口通过管道连接沉降室的烟气入口，沉降室的烟气出口通过管道连接二燃室。
本实用新型的进一步改进在于：所述冷却单元包括依次连接的余热锅炉、换热器和急冷喷淋塔，余热锅炉的烟气入口与二燃室的余热出口相连通，急冷喷淋塔的烟气出口连通除尘单元；所述二燃室和余热锅炉之间管道、余热锅炉和换热器之间管道、换热器和急冷喷淋塔之间管道、以及急冷喷淋塔顶部的烟气出口处均设置有实时温度监测装置。
本实用新型的进一步改进在于：所述余热锅炉的烟气出口连接换热器的壳程入口，换热器的壳程出口连接急冷喷淋塔的进料口；换热器的管程进口连接循环冷却水管道，换热器的管程出口连接乙酸丁酯酯化单元。
本实用新型的进一步改进在于：所述除尘单元包括布袋除尘器和雾水分离器；布袋除尘器的烟气入口与急冷喷淋塔的烟气出口相连通，布袋除尘器的烟气出口与雾水分离器的进气口相连通，雾水分离器的出气口通过排气道连接烟囱。
由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型提供了一种化工废液后处理装置，对乙酸正丁酯和碳酸二甲酯生产过程中产生的废液进行了充分无害化处理，将有机物彻底燃烧分解，烟尘有效清除，并对热烟气余热进行了有效回收，使烟气的排放指标更加稳定，符合环保要求。经生产试验证明，采用本后处理装置对本厂化工废液进行处理，不仅避免二噁英产生、外排烟尘指标远低于环保控制要求，而且稳定副产的蒸汽和热水能够供给于乙酸正丁酯的生产，乙酸正丁酯的生产能耗显著降低、节能明显，原有的布袋除尘器破袋的情况显著改善，除尘袋寿命延长，无需再频繁停机整修，可实现长时间连续生产。
本装置的焚烧单元包括燃烧温度较低（≥860℃）一燃室和燃烧高度较高（≥1100℃）的二燃室，能够确保废液中的有机物充分燃烧分解，最大限度避免二噁英的生成。在一燃室和二燃室之间的设置的沉降室，废液中所含的熔点低于860℃的盐类会直接沉降下来，一方面提高了二燃室的燃烧效果，另一方面能够避免后续冷却过程中熔融盐在换热管壁遇冷凝固，降低换热效率、损坏换热管。
本装置通过冷却单元对高温烟气的余热进行了充分回收利用，副产低压蒸汽和热水，可作为其他反应的原料预热热源和生产热源使用；经二级冷却后烟气温度已经降低至180℃~250℃，此时再进行急冷喷淋，降温速度快、耗水量小、烟气温度低，有效避免二噁英的产生；经实际生产证明，本实用新型装置使用后，急冷喷淋塔的最大喷水量仅需0.2m³/h就可完成在2s内将烟气降至200℃以下，最大喷水量由2.5 m³/h降低至0.2 m³/h，一次水使用量降低了55t/d，效果十分显著；而且大多数情况下经过二级冷却后的烟气温度即低于200℃，可以不经喷淋直接送入除尘单元，大大降低了一次水使用量。
由于急冷喷淋用水量显著降低，冷却后的烟气含水量很小，进入布袋除尘器后不易造成布袋的黏连、损坏，除尘效率得以稳定，烟气排放指标趋于稳定，同时降低了雾水分离器的处理量要求，降低了设备选材难度，更加适合工业化生产。
附图说明
图1为本实用新型的整体连接示意图；
图中，1、雾化器，2、一燃室，3、沉降室，4、二燃室，5、余热锅炉，6、换热器，7、急冷喷淋塔，8、布袋除尘器，9、雾水分离器，10、引风机，11、烟囱。
具体实施方式
下面将参考附图来详细说明本实用新型。
一种化工废液后处理装置，如图1所示，包括依次连接的焚烧单元、冷却单元、除尘单元和烟囱11；所述焚烧单元的入口连接化工废液池，焚烧单元的烟气出口连接冷却单元，冷却单元的烟气出口连接除尘单元，除尘单元的烟气出口连接烟囱11，废液经焚烧、冷却、除尘后由烟囱11外排。在除尘单元和烟囱11之间设置有引风机10，为整个系统的烟气流动提供动力。
所述焚烧单元包括依次连接的雾化器1、一燃室2、沉降室3和二燃室4。雾化器1的进料端与废液池相连接、其出料端连接一燃室2；一燃室2的出料端连接沉降室3，沉降室3的出料端连接二燃室4。雾化器1用于将废液和空气充分混合、形成雾状被泵入一燃室2进行燃烧，提高废液的燃烧速度和燃烧效率，使废液中的有机物分子尽可能均匀受高温实现燃烧和分解，绝大部分有机物被分解后成盐，剩余未被分解的少量有机物进入二燃室4进行进一步的升温分解，以确保有机物被完全分解。一燃室2、二燃室4均采用燃气作为燃料，燃气分别在燃烧器中升温至一燃室2/二燃室4内烟气的温度后、进入一燃室2/二燃室4，与同温度的烟气充分混合燃烧，保证燃烧效率。
在一燃室2和二燃室4之间，还设置有沉降室3；热烟气在沉降室3内的流速变缓，烟气中夹裹的盐类物质在重力作用下沉降下来，剩余的烟气再进入二燃室4燃烧。沉降除盐能够大幅降低烟气中的盐分含量，防止盐类物质在二燃室的高温下熔融、进而在冷却单元冷却后凝结在换热管壁，影响换热效果和设备寿命。
所述冷却单元包括依次连接的余热锅炉5、换热器6和急冷喷淋塔7。二燃室4的烟气出口连接余热锅炉5的烟气入口，余热锅炉5的烟气出口连接换热器6的壳程入口，换热器6的壳程出口连接急冷喷淋塔7的烟气入口，急冷喷淋塔7的烟气出口连接除尘单元。
具体来说，所述换热器6的管程进口连接循环冷却水管道，换热器6的管程出口连接乙酸丁酯酯化单元。循环冷却水经换热器后吸收烟气热量、升温成高温热水，送去为乙酸正丁酯的酯化单元进行原料预热。
具体来说，所述急冷喷淋塔7为填料塔，其顶部设置双排喷淋管，在喷淋管下方开设有开孔率一定的喷淋孔；在喷淋管的下方依次设置液体分布器和填料层，烟气进口设置在填料层的下方。急冷喷淋塔7底部的液体出口通过管道连接喷淋水池，喷淋水池通过送液管与喷淋管相连通，在送液管上还设置有喷淋泵；喷淋水在喷淋泵的作用下进入急冷喷淋塔7顶部的喷淋管中喷出，与自下而上流动的热烟气进行充分接触、实现传质降温。
所述余热锅炉、换热器、急冷喷淋塔的烟气出口管道上均设置有温度监测装置，实时监测烟气的外排温度。
燃烧后的高温烟气（约1100℃左右）首先在余热锅炉5内将水加热为蒸汽、实现一次冷却，副产的蒸汽作为乙酸正丁酯生产工段的蒸汽热源使用；一次冷却后的烟气温度降至650℃左右、进入换热器6进行二次冷却，换热器6的管程连接循环冷却水，经过换热可以将循环冷却水升温至70~80℃，送入乙酸正丁酯酯化单元为原料进行预热；二次冷却后的烟气温度180℃~250℃，送入急冷喷淋塔7进行三次冷却。若二次冷却后的烟气温度低于200℃，则急冷喷淋塔7的喷淋水关闭，直接送入除尘单元；若二次冷却后的烟气温度高于200℃，则开启喷淋水快速降温至200℃以下。
所述除尘单元包括布袋除尘器8和雾水分离器9；布袋除尘器8的进气口与急冷喷淋塔7的塔顶烟气出口相连接，布袋除尘器8的出气口连接雾水分离器9，雾水分离器9通过排气道与烟囱11直接连通，排气道上设置引风机10。冷却至200℃以下的烟气通过布袋除尘器8除去固体灰尘、再经雾水分离器9除去水分后直接外排；外排烟气温度低、不含尘、含水量低，符合烟气外排的环保要求。
本实用新型中，所使用的雾化器、一燃室、沉降室、二燃室、余热锅炉、换热器、急冷喷淋塔、布袋除尘器、雾水分离器、引风机的规格型号，可以根据具体的化工废液处理量进行调整，不是本实用新型的保护主体，在此不做强制限定。在实际生产中，可以根据原有的废水处理线进行设备的添补、调整和管道改线，即可达到良好的除有机物除尘、余热充分利用的效果。
本实用新型的工作过程为：
由高沸点有机物和难以生化的生产废水组成的废液，在废液池中存储；被泵入雾化器中、再经泵以雾化形式进入一燃室燃烧，燃烧温度≥860℃；废液中的大部分机物经过高温分解燃烧后成盐，进入沉降室中，盐类物质通过重力作用在沉降室沉积，剩余烟气进入二燃室进行二次燃烧，燃烧温度≥1100℃，剩余的有机物充分分解燃烧；
从二燃室排出的烟气经管道进入余热锅炉、对水加热产生蒸汽，蒸汽作为乙酸正丁酯生产过程的加热源使用，同时烟气温度降低至650℃左右；一次降温后的烟气由余热锅炉进入进入换热器，烟气与循环冷却水进行间壁换热，换热后的热水用于生产物料预热，换热后的烟气温度进一步降低至180℃~250℃；然后烟气进入急冷喷淋塔中进行三次冷却，通过一次水喷淋将烟气温度在2s内快速降至200℃以下（喷淋水量最大为0.2m³/h）、送入布袋除尘器，若进入急冷喷淋塔的烟气温度低于200℃，则无需进行喷淋、直接送入布袋除尘器；
烟气在布袋除尘器中过滤除尘，再经雾水分离器除去水雾后进入烟囱，高空排放；所排放的烟气温度低于200℃、且固体废物符合环保规定。
以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
