废水裂解焚烧脱除COD系统技术方案

本发明专利技术公开了一种废水裂解焚烧脱除COD系统，该系统通过废水输送子系统将含COD的工业废水送至通过换热子系统，通过换热子系统对工业废水进行预热，经预热后的工业废水进入高温裂解反应器子系统进行二级加热裂解，废水雾滴经过裂解反应生成二氧化碳、水及其他化合物，COD被降到要求指标，经过处理的废水被收集后进入下个工艺段，二氧化碳和其他化合物进入换热子系统实现余热回收，经过换热子系统的烟气进入烟气子系统，烟气经过洗涤达标后，排放至大气，洗涤废水进入普通污水处理系统。由此，本发明专利技术可以对工业废水的COD脱除率达99%以上，可实现工业废水中COD≤50mg/L，满足排放标准及废水处理其他环节的工艺技术要求。

【技术实现步骤摘要】
废水裂解焚烧脱除COD系统
本专利技术涉及废水环保处理的
，具体是一种废水裂解焚烧脱除COD系统。
技术介绍
随着我国经济的飞速发展，工业建设得到了长足进步，但是生产过程中产生的工业废水也与日俱增，由此而带来的环境污染问题日益严重。相关环保政策要求日益严格，所涉工业企业需对其产生的工业废水进行深入处理，甚至最终实现废水零排放。对于废水处理，按处理方式主要包括物理吸附法和膜分离法，如果按照化学反应则主要包括芬顿氧化法、混凝法、臭氧氧化法和光催化氧化法，进一步还可以才去生物净化处理。但目前，有部分工业废水，其COD浓度很高。上述常规方案均不适应对COD进行处理，即使通过上述方法处理，也难以达标排放；且高浓度COD对废水其他处理工序进程有重大影响，如多效蒸发系统，会导致设备管路严重结垢，系统无法正常运行。因此，针对这类废水，行业内急需寻求一种高效的废水脱除COD工艺技术。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题，提供了一种废水裂解焚烧脱除COD的系统，其COD脱除率可达99%以上，可实现工业废水中COD≤50mg/L，满足排放标准及废水处理其他环节的工艺技术要求。本专利技术的技术方案如下：废水裂解焚烧脱除COD系统，其特征在于：包括废水输送子系统、高温裂解反应器子系统、烟气子系统和换热子系统；通过各个子系统进行脱除COD的处理流程为：废水输送子系统将含高浓度COD的工业废水输送至换热子系统，通过换热子系统对所述工业废水进行预热；经预热后的工业废水，进入高温裂解反应器子系统，在高温裂解反应器子系统中，将工业废水进行喷淋，喷淋出来的废水雾滴与天然气燃烧产生的高温烟气充分接触，废水雾滴在瞬时处于沸腾态开始裂解反应，废水雾滴裂解反应后的生成物包括二氧化碳、水及其他化合物；其中，生成水的COD被降到要求指标，经过收集后可进入下一个工艺段；生成的二氧化碳和其他化合物则进入换热子系统，用于加热换热子系统的水蒸汽、热水和工业废水，实现对余热进行回收；经过换热后，换热子系统的烟气进入烟气子系统，经过烟气子系统的洗涤后，达标的烟气排放至大气，洗涤废水进入污水处理系统。上述处理过程中，所述裂解反应的具体进程为：1）在天然气燃烧产生的高温烟气作用下，高浓度COD的废水雾滴中的水分瞬间雾化成水蒸汽，高浓度COD的废水雾滴中的有机质成分发生气化，水蒸汽及气化有机质与高温烟气充分换热，温度大幅升高；2）在天然气燃烧产生的高温烟气作用下，废水雾滴被加热至沸点以下温度，废水雾滴内的有机质挥发析出至高温烟气中，然后被高温烟气加热升温；3）在天然气燃烧产生的高温烟气作用下，温度继续升高，水蒸汽与气化有机质持续被加热升温，当温度升高至有机质的裂解温度时，有机质发生裂解反应，最终产物为水蒸汽及二氧化碳及其他简单化合物；所述裂解温度大于750℃。进一步的，用于上述废水裂解焚烧脱除COD系统的废水输送子系统，至少包括：废水缓冲箱、废水输送管道、NaOH溶液添加装置、废水升压泵、流量计和匹配的管路；其中，废水缓冲箱上连接废水输送管道和NaOH溶液添加装置，然后通过废水升压泵和管路将废水泵入换热子系统；厂区工业废水经废水输送管道进入废水缓冲箱中贮存，通过NaOH溶液添加装置加入NaOH溶液调质，调制后废水为弱碱性（即pH≤8），再经废水升压泵结合管路送至换热子系统中。进一步的，用于上述废水裂解焚烧脱除COD系统的高温裂解反应器子系统，至少包括：两级高温裂解反应器、废水喷淋泵、废水输送泵和匹配的管路；其中，废水喷淋泵连接于第一级裂解反应器的底部外侧，废水喷淋泵的泵出管路包括两路，一路接入第一级裂解反应器顶部的工业废水输入管路，另一路作为第二级裂解反应器顶部的废水输入管路，废水输送泵连接于第二级裂解反应器的底部外侧。所述高温裂解反应器，以天然气燃烧产生的高温烟气作为裂解热源。细小的废水液滴与天然气燃烧产生的高温烟气充分接触，从而使微小雾滴在瞬时处于沸腾态，以实现对有机质的快速、有效裂解。所述高温裂解反应器均采用逆流式，废水雾滴通过喷淋形成自上而下的流动方向，高温烟气是自下而上的流动方向。这样，废水雾滴的流动方向和高温烟气的流动方向相反，可以提高换热效率，增加雾滴停留时间，保证裂解效果。在高温裂解反应器中，经过加热裂解排出的一部分有机质与高温烟气接触，燃烧氧化反应生成无机物，会释放一定热量，可进一步促进有机质脱除工艺过程。在第一级高温裂解反应器中，经过加热裂解的废水雾滴，被脱除大部分有机质和被降低COD后，收集在底部水池，再由废水喷淋泵送至第二级裂解反应器中进一步加深对有机质的裂解，使废水中的COD降低到设计值以内。在高温裂解反应器启动阶段或废水中COD值异常高工况下，废水喷淋泵可把第一级裂解反应器底部水池中的废水，循环输送回第一级裂解反应器顶部，再次喷入，进行高温裂解过程，直至第一级裂解反应器底部水池中废水COD浓度值处于设计范围内，再输送至第二级裂解反应器。工业废水在高温裂解反应器中加热裂解，同时也在被蒸发浓缩。可根据项目需求，加大高温裂解反应器中的燃烧器等设计裕量，将废水水分全部蒸发，直接实现废水零排放，并回收工业盐。进一步的，用于上述废水裂解焚烧脱除COD系统的烟气子系统，至少包括：烟道、水洗塔、排风机、喷淋循环泵、流量计、烟囱和匹配的管路；从第一级高温裂解反应器出来的高温烟气，通过烟道引入第二级高裂解反应器，与第二级高裂解反应器的天然气燃烧产生的高温烟气汇合后，共同用于加热裂解废水雾滴，以保证第一级高裂解反应器的高温烟气中有机可燃烟气充分燃烧，减少污染物排放量，并获得一定热量，促进裂解反应；从第二级高温裂解反应器出来的高温烟气，经过换热子系统降温，实现余热回收后，再被引至水洗塔；为防止烟气中可能残留的污染物污染环境，通过水洗塔以净化烟气，洗涤后的净烟气，从水洗塔顶部排出，经由排风机和烟囱排放大气。所述水洗塔可采用逆流式喷淋塔，烟气由水洗塔中下部接口进入，烟气自下而上流动，而水洗塔内部的中上区域设置有自上而下滴落的喷淋雾滴，可充分对烟气进行洗涤，脱除烟气中的少量残存污染物。所述水洗塔顶部配置有高效除雾器，用于除去烟气中的喷淋雾滴。所述水洗塔配置有补水阀和排水阀，通过相互匹配调节，使水洗塔底部池内的水处在正常的水位范围内。进一步的，用于上述废水裂解焚烧脱除COD系统的换热子系统，至少包括：蒸汽发生器、热水加热器、废水预热器、热水汇总箱、热水升压泵、流量计和匹配的管路；所述高温裂解反应器子系统排出的烟气进入换热子系统，依次经过蒸汽发生器、热水加热器、废水预热器，为换热子系统的蒸汽、热水和工业废水进行加热；所述废水预热器的废水输入由废水输送子系统的废水升压泵泵入工业废水，废水预热器的废水输出与第一级裂解反应器顶部的工业废水输入管路连接；所述热水升压泵从热水汇总箱将热回水泵入热水加热器，通过热水加热器，利用低品位烟气热源，将热回水加热至90℃以上，加热后分为两路，一路供热水用户使用，另一路进入蒸汽发生器；通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.废水裂解焚烧脱除COD系统，其特征在于：包括废水输送子系统、高温裂解反应器子系统、烟气子系统和换热子系统；通过各个子系统进行脱除COD的处理流程为：/n（1）废水输送子系统将含COD的工业废水输送至换热子系统，通过换热子系统对所述工业废水进行预热；/n（2）经预热后的工业废水，进入高温裂解反应器子系统，在高温裂解反应器子系统中，将工业废水喷淋成废水雾滴，废水雾滴与天然气燃烧产生的烟气充分接触，废水雾滴在瞬时处于沸腾态开始裂解反应，废水雾滴裂解反应后的生成物包括二氧化碳、水及其他化合物；/n生成的水的COD被降到要求指标，经过收集后进入下一个工艺段；/n生成的二氧化碳和其他化合物进入换热子系统，用于加热换热子系统的水蒸汽、热水和工业废水，实现余热回收；/n经过换热子系统的烟气进入烟气子系统，经过烟气子系统的洗涤后，达标的烟气排放至大气，洗涤废水进入污水处理系统。/n

【技术特征摘要】
1.废水裂解焚烧脱除COD系统，其特征在于：包括废水输送子系统、高温裂解反应器子系统、烟气子系统和换热子系统；通过各个子系统进行脱除COD的处理流程为：
（1）废水输送子系统将含COD的工业废水输送至换热子系统，通过换热子系统对所述工业废水进行预热；
（2）经预热后的工业废水，进入高温裂解反应器子系统，在高温裂解反应器子系统中，将工业废水喷淋成废水雾滴，废水雾滴与天然气燃烧产生的烟气充分接触，废水雾滴在瞬时处于沸腾态开始裂解反应，废水雾滴裂解反应后的生成物包括二氧化碳、水及其他化合物；
生成的水的COD被降到要求指标，经过收集后进入下一个工艺段；
生成的二氧化碳和其他化合物进入换热子系统，用于加热换热子系统的水蒸汽、热水和工业废水，实现余热回收；
经过换热子系统的烟气进入烟气子系统，经过烟气子系统的洗涤后，达标的烟气排放至大气，洗涤废水进入污水处理系统。


2.根据权利要求1所述的废水裂解焚烧脱除COD系统，其特征在于，所述裂解反应的具体进程为：
1）在天然气燃烧产生的烟气作用下，废水雾滴中的水分瞬间雾化成水蒸汽，废水雾滴中的有机质成分发生气化，水蒸汽及气化的有机质与烟气充分换热，温度升高；
2）在天然气燃烧产生的烟气作用下，废水雾滴被加热至沸点以下温度，废水雾滴内的有机质挥发析出至烟气中被加热升温；
3）在高温烟气作用下，温度继续升高，水蒸汽与气化有机质持续被加热升温，当温度升高至有机质的裂解温度时，有机质发生裂解反应，最终产物为水蒸汽及二氧化碳及其他化合物；所述裂解温度大于750℃；
在上述裂解反应进程中，所述有机质释放热量用于加热烟气。


3.根据权利要求1或2所述的废水裂解焚烧脱除COD系统，其特征在于，所述废水输送子系统，至少包括废水缓冲箱、废水输送管道、NaOH溶液添加装置、废水升压泵和匹配的管路；其中，废水缓冲箱上连接废水输送管道和NaOH溶液添加装置，然后通过废水升压泵和管路将废水泵入换热子系统；工业废水经废水输送管道进入废水缓冲箱中贮存，通过NaOH溶液添加装置加入NaOH溶液调质，调制后废水为弱碱性，再经废水升压泵结合管路送至换热子系统中。


4.根据权利要求3所述的废水裂解焚烧脱除COD系统，其特征在于：所述废水升压泵通过变频控制废水输出管路的压力和送入高温裂解反应器子系统的废水量。


5.根据权利要求1或2所述的废水裂解焚烧脱除COD系统，其特征在于：所述高温裂解反应器子系统，至少包括：两级高温裂解反应器、废水喷淋泵、废水输送泵和匹配的管路；其中，废水喷淋泵连接于第一级裂解反应器的底部外侧，废水喷淋泵的泵出管路包括两路，一路循环接入第一级裂解反应器顶部的工业废水输入管路，另一路作为第二级裂解反应器顶部的废水输入管路，废水输送泵连接于第二级裂解反应器的底部外侧；
在第一级高温裂解反应器中，经过加...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹立勇，黄翔，曾玲玲，
申请(专利权)人：四川零域环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51