公布日：2024.12.27
申请日：2024.11.22
分类号：F23G7/04(2006.01)I;F23G7/06(2006.01)I;F23G5/44(2006.01)I;F23G5/46(2006.01)I;F23G5/50(2006.01)I
摘要
本发明涉废物焚烧技术领域，特别是一种含盐废水与废气联合焚烧处理装置及方法，包括，废气与含盐废水经进口处VOCs浓度传感器监测，分浓度进入各级废盐处理组件内完成处理，保证处理达标并节省燃烧资源；本发明焚烧处理装置热回收效率较高，分浓度处理极大提升废盐处置能效，整体系统实现废气与含盐废水的协同处置同时也保障装置稳定运行，保证处理达标并节省燃烧资源，通过动态调节燃烧室的大小，对废气废水进行优化匹配，确保充分燃烧，减少了燃料的浪费，提高了整体的燃烧效率，处理不同类型和成分的废气废水，适应性强，能够灵活应对复杂的工况需求，同时实现降低相连的蓄热室温度，降低温差，防止蓄热体损伤。
权利要求书
1.一种含盐废水与废气联合焚烧处理装置，其特征在于，包括：焚烧炉（1）、设于焚烧炉（1）下部的燃烧室（18）、设于燃烧室（18）顶端的燃烧器（16），所述燃烧室（18）内部设有环形喷淋组件（26）；还包括设于燃烧室（18）上方的蓄热室，所述蓄热室包括被均流孔板（23）隔开的一级蓄热室（19）与二级蓄热室（20），设于所述蓄热室内部的废水进水管（34），所述废水进水管（34）用于将废水预热；所述焚烧炉（1）上游设有沸石转轮分子筛组件（2），所述沸石转轮分子筛组件（2）上游设有活性炭过滤组件（3），所述焚烧炉（1）上设有废气流入口和废水流入口，在废气流入口处设有风机以驱动废气沿废气传输管流动，所述废气传输管用于传输废气，废水流入口处设有水泵（6），用于驱动废水流沿废水流道入所述焚烧炉（1）；废气流入口与废水流入口处均设有VOCs浓度传感器以监测有机成分含量，使其分浓度进行焚烧处理。
2.根据权利要求1所述的一种含盐废水与废气联合焚烧处理装置，其特征在于，所述燃烧室（18）位于所述焚烧炉（1）下部区域且与所述一级蓄热室（19）之间设有均流孔板（23），所述均流孔板（23）板面上设有轴向通孔（23-1）；所述均流孔板（23）两端设有伸缩装置（25），用于调节燃烧室（18）内部空间。
3.根据权利要求2所述的一种含盐废水与废气联合焚烧处理装置，其特征在于，所述二级蓄热室（20）由多组相变蓄热体（20-1）组合而成，所述相变蓄热体（20-1）的表面错位等间距轴向分布有气液通孔（20-1a），所述气液通孔（20-1a）孔径相同；所述气液通孔（20-1a）内部沿孔内壁均匀布置有换热翅片（20-1b），相变蓄热体（20-1）内部等间距设有蛇形管，所述蛇形管进口端连接废水进口管（34），出口端连接环形喷淋组件（26）。
4.根据权利要求3所述的一种含盐废水与废气联合焚烧处理装置，其特征在于，所述环形喷淋组件（26）包括废气进口（26-1）、废气外管（26-2）、废水内管（26-3）、第一废气出口（26-5）、废水出口（26-4）、通管（26-9）以及喷头，所述废气进口（26-1）一端与所述废气外管（26-2）连接，所述废水内管（26-3）同轴套合在所述废气外管（26-2）中；所述废水内管（26-3）与废气外管（26-2）等间距开有通管（26-9），所述通管（26-9）连通废水出口（26-4）与喷头，所述喷头包括扩散腔（26-6）、收缩腔（26-7）以及狭缝式喷口（26-8），所述喷头一端与所述废气外管（26-2）密封连接，狭缝式喷口（26-8）位于所述喷头另一端端部。
5.根据权利要求4所述的一种含盐废水与废气联合焚烧处理装置，其特征在于，所述沸石转轮分子筛组件（2）包括脱附室（2-1）、脱附废气进口（2-2）、脱附风机（2-3）、吸附风机（2-4）、转轮（2-5）、履带（2-6）、电机（2-7）、固定支架（2-8）；所述转轮（2-5）固定于所述固定支架（2-8）上，所述转轮（2-5）两侧设有脱附室（2-1）并与二级蓄热室（20）连接。
6.根据权利要求5所述的一种含盐废水与废气联合焚烧处理装置，其特征在于，所述活性炭过滤组件（3）包括供气口（3-1）、沉降口（3-2）、第二废气出口（3-3）、第二储气室（3-4）、承接盘（3-5）以及过滤层；所述过滤层从下至上依次包括一级过滤层（3-8）、二级过滤层（3-7）、三级过滤层（3-6）；所述活性炭过滤组件（3）底部设有供气口（3-1），所述供气口（3-1）径向设有过滤纱网，所述活性炭过滤组件（3）顶部设有第二储气室（3-4）并与第二废气出口（3-3）连接，所述活性炭过滤组件（3）外部设有第二压力传感器（32）并外接控制单元；所述控制单元设置压差报警值，当所述活性炭过滤组件（3）内的压差达到一级压差报警值时提醒更换滤材，达到二级压差报警值时提醒活性炭过滤组件（3）内泄压，达到三级压差报警值时启动紧急排空模式。
7.根据权利要求6所述的一种含盐废水与废气联合焚烧处理装置，其特征在于，所述伸缩装置（25）包括贯穿开设于所述焚烧炉（1）外壁的滑道（251），所述滑道（251）外部设有定位罩（252），所述滑道（251）内滑动设有连接杆（253），所述定位罩（252）外壁固定设有支架（254），所述支架（254）外壁上设有滑杆（255）；所述滑杆（255）上滑动设有升降套（256），所述升降套（256）与所述连接杆（253）固定连接，连接杆（253）贯穿至焚烧炉（1）内的一端与所述均流孔板（23）固定连接，从而升降套（256）升降时通过连接杆（253）带动所述均流孔板（23）升降移动。
8.根据权利要求7所述的一种含盐废水与废气联合焚烧处理装置，其特征在于，所述废气进口（26-1）内转动设有叶轮（257），所述叶轮（257）圆心位置固定设有转轴（258），所述转轴（258）转动贯穿至所述废气进口（26-1）外并设有偏心扇（259）；所述滑杆（255）外壁还固定卡合设有固定杆（2511），所述固定杆（2511）与所述焚烧炉（1）外壁固定连接，所述固定杆（2511）上垂直设有支杆（2512），所述支杆（2512）上转动设有调幅杆（2513），所述调幅杆（2513）上平行开有调幅槽（2514），所述调幅槽（2514）内滑动设有滑块（2515）；所述滑块（2515）端面设有拉杆（2516），所述升降套（256）内转动设有摆臂，所述摆臂上开有弧形槽，所述调幅杆（2513）末端设有圆柱（2517），所述圆柱（2517）滑动设于所述弧形槽上。
9.根据权利要求8所述的一种含盐废水与废气联合焚烧处理装置，其特征在于，所述一级蓄热室（19）和所述二级蓄热室（20）分别连通设有第一支管（2518）和第二支管（2519），所述第一支管（2518）和第二支管（2519）上分别设有连通管（2521），两个连通管（2521）平行设置；所述连通管（2521）内贴合滑动设有浮动球，所述连通管（2521）外壁滑动设有齿条（2523），所述齿条（2523）一端滑动贯穿所述连通管（2521）并与所述浮动球外壁固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种含盐废水与废气联合焚烧处理装置，其特征在于，两个齿条（2523）同时与齿轮（2524）啮合，所述齿轮（2524）轴心转动设有平衡杆（2525），所述平衡杆（2525）一端设有斜块（2526），所述斜块（2526）滑动贯穿所述拉杆（2516）。
11.一种含盐废水与废气联合焚烧处理方法，基于权利要求10所述的一种含盐废水与废气联合焚烧处理装置实现，其特征在于，所述方法包括：S1、对废气进行分流与初步处理，包括：S1.1、废气传输管内设置第一浓度传感器（7），基于第一浓度传感器（7）监测废气浓度，将废气分为高浓度废气和低浓度废气两部分；S1.2、设置第二风机（5）将低浓度废气泵送进入活性炭过滤组件（3）；所述活性炭过滤组件（3）通过供气口（3-1）进行气体输送，低浓度废气经过过滤纱网，在活性炭过滤组件（3）内部形成上升流场，依次通过一级过滤层（3-8）、二级过滤层（3-7）、三级过滤层（3-6）进行初步过滤，去除大颗粒杂质；S2、对废气进行吸附与脱附处理，包括：S2.1、初步过滤后的低浓度废气通过吸附风机（2-4）进入沸石转轮分子筛组件（2）进行有机物吸附；S2.2、废气吸附完成后，脱附室（2-1）排出废气的管道内设置第三浓度传感器（11）以监测废气浓度，当浓度达标后，废气排出；S2.3、如果废气浓度超标或不完全吸附，脱附风机（2-3）将部分气体引入所述脱附室（2-1），对沸石转轮分子筛组件（2）进行脱附处理，脱附室（2-1）连接有废气环管，脱附后的废气通过废气环管返回燃烧室（18）进行焚烧净化；S3、对高浓度废气进行焚烧处理，包括：S3.1、高浓度废气由第一风机（4）泵送，经所述废气环管直接送入焚烧炉（1）的燃烧室（18）；S3.2、通过燃烧器（16）喷洒助燃剂辅助高浓度废气焚烧；S4、对焚烧获得的焚烧废气进行排放与蓄热处理，包括：S4.1、焚烧废气通过均流孔板（23）进入一级蓄热室（19）和二级蓄热室（20），与相变蓄热体（20-1）进行换热，完成蓄热过程；S4.2、焚烧炉（1）内壁设有导流孔板（24），经过蓄热后的焚烧废气大部分通过导流孔板（24）进入焚烧炉（1）顶部的储气室（17），储气室（17）内设有第四浓度传感器（12）监测废气浓度，气体达标后排放；S4.3、另一部分废气通过所述脱附风机（2-3）进入所述脱附室（2-1），对沸石转轮分子筛组件（2）进行脱附，脱附后的废气再次通过废气环管进入燃烧室（18）进行二次焚烧处理。
12.根据权利要求11所述的一种含盐废水与废气联合焚烧处理方法，其特征在于，所述方法还包括：S5、对有机废水进行分流与焚烧预处理，包括：S5.1、有机废水流道内设有第二浓度传感器（8）监测有机成分浓度，根据有机成分浓度进行分流；S5.2、有机废水由水泵（6）泵送进入废水进口管（34），并依次流入所述一级蓄热室（19）和所述二级蓄热室（20），通过相变蓄热体（20-1）进行预热；S6、对有机废水进行焚烧净化，包括：S6.1、预热后的有机废水进入环形喷淋组件（26），均匀喷洒至燃烧室（18）内，进行焚烧净化处理；S6.2、净化后的废水流道内设有第五浓度传感器（13）监测浓度，达标后排出；S7、进行温度监测与控制，包括：S7.1、所述一级蓄热室（19）和二级蓄热室（20）的侧壁分别安装温度传感器监测相变蓄热体（20-1）温度；S7.2、当温差超过100℃时，控制单元调节水泵（6）的流量，通过所述废水进口管（34）加快废水流速以降低温差；当温差小于100℃时，水泵（6）流量减少，以维持蓄热效果并保护相变蓄热体（20-1）。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的问题，提出了本发明。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种含盐废水与废气联合焚烧处理装置，包括焚烧炉、设于焚烧炉下部的燃烧室、设于燃烧室顶端的燃烧器，所述燃烧室内部设有环形喷淋组件；还包括设于燃烧室上方的蓄热室，所述蓄热室包括被均流孔板隔开的一级蓄热室与二级蓄热室，设于所述蓄热室内部的废水进水管，所述废水进水管用于将废水预热；所述焚烧炉上游设有沸石转轮分子筛组件，所述沸石转轮分子筛组件上游设有活性炭过滤组件，所述焚烧炉上设有废气流入口和废水流入口，在废气流入口处设有风机以驱动废气沿废气传输管流动，废水流入口处设有水泵，用于驱动废水流入所述焚烧炉；废气流入口与废水流入口处均设有VOCs浓度传感器以监测有机成分含量，使其分浓度进行焚烧处理。
作为本发明所述含盐废水与废气联合焚烧处理装置的一种优选方案，其中：所述燃烧室位于所述焚烧炉下部区域且与所述一级蓄热室之间设有均流孔板，所述均流孔板板面上设有轴向通孔；所述均流孔板两端设有伸缩装置，用于调节燃烧室内部空间；燃烧室内壁面设有环形喷淋组件。
作为本发明所述含盐废水与废气联合焚烧处理装置的一种优选方案，其中：所述二级蓄热室由多组相变蓄热体组合而成，所述相变蓄热体的表面错位等间距轴向分布有气液通孔，所述气液通孔孔径相同；所述气液通孔内部沿孔内壁均匀布置有换热翅片，相变蓄热体内部等间距设有蛇形管，所述蛇形管进口端连接废水进口管，出口端连接环形喷淋组件。
作为本发明所述含盐废水与废气联合焚烧处理装置的一种优选方案，其中：所述环形喷淋组件包括废气进口、废气外管、废水内管、第一废气出口、废水出口、通管以及喷头，所述废气进口一端与所述废气外管连接，所述废水内管同轴套合在所述废气外管中；所述废水内管与废气外管等间距开有通管，所述通管连通废水出口与喷头，所述喷头包括扩散腔、收缩腔以及狭缝式喷口，所述喷头一端与所述废气外管密封连接，狭缝式喷口位于所述喷头另一端端部。
作为本发明所述含盐废水与废气联合焚烧处理装置的一种优选方案，其中：所述沸石转轮分子筛组件包括脱附室、脱附废气进口、脱附风机、吸附风机、转轮、履带、电机、固定支架；所述转轮固定于所述固定支架上，所述转轮两侧设有脱附室并与二级蓄热室连接。
作为本发明所述含盐废水与废气联合焚烧处理装置的一种优选方案，其中：所述活性炭过滤组件包括供气口、沉降口、第二废气出口、第二储气室、承接盘以及过滤层，所述过滤层从下至上依次包括一级过滤层、二级过滤层、三级过滤层；所述活性炭过滤组件底部设有供气口，所述供气口径向设有过滤纱网，所述活性炭过滤组件顶部设有第二储气室并与第二废气出口连接，所述活性炭过滤组件外部设有第二压力传感器并外接控制单元；所述控制单元设置压差报警值，当所述活性炭过滤组件内的压差达到一级压差报警值时提醒更换滤材，达到二级压差报警值时提醒活性炭过滤组件内泄压，达到三级压差报警值时启动紧急排空模式。
作为本发明所述含盐废水与废气联合焚烧处理装置的一种优选方案，其中：所述伸缩装置包括贯穿开设于所述焚烧炉外壁的滑道，所述滑道外部设有定位罩，所述滑道内滑动设有连接杆，所述定位罩外壁固定设有支架，所述支架外壁上设有滑杆；所述滑杆上滑动设有升降套，所述升降套与所述连接杆固定连接，连接杆贯穿至焚烧炉内的一端与所述均流孔板固定连接，从而升降套升降时通过连接杆带动所述均流孔板升降移动。
作为本发明所述含盐废水与废气联合焚烧处理装置的一种优选方案，其中：所述废气进口内转动设有叶轮，所述叶轮圆心位置固定设有转轴，所述转轴转动贯穿至所述废气进口外并设有偏心扇；所述滑杆外壁还固定卡合设有固定杆，所述固定杆与所述焚烧炉外壁固定连接，所述固定杆上垂直设有支杆，所述支杆上转动设有调幅杆，所述调幅杆上平行开有调幅槽，所述调幅槽内滑动设有滑块；所述滑块端面设有拉杆，所述升降套内转动设有摆臂，所述摆臂上开有弧形槽，所述调幅杆末端设有圆柱，所述圆柱滑动设于所述弧形槽上。
作为本发明所述含盐废水与废气联合焚烧处理装置的一种优选方案，其中：所述一级蓄热室和所述二级蓄热室分别连通设有第一支管和第二支管，所述第一支管和第二支管上分别设有连通管，两个连通管平行设置；所述连通管内贴合滑动设有浮动球，所述连通管外壁滑动设有齿条，所述齿条一端滑动贯穿所述连通管并与所述浮动球外壁固定连接。
作为本发明所述含盐废水与废气联合焚烧处理装置的一种优选方案，其中：两个齿条同时与齿轮啮合，所述齿轮轴心转动设有平衡杆，所述平衡杆一端设有斜块，所述斜块滑动贯穿所述拉杆。
本发明还公开了一种含盐废水与废气联合焚烧处理方法，基于上述含盐废水与废气联合焚烧处理装置实现，所述方法的步骤包括：S1、对废气进行分流与初步处理，包括：S1.1、废气传输管内设置第一浓度传感器，基于第一浓度传感器监测废气浓度，将废气分为高浓度废气和低浓度废气两部分；S1.2、设置第二风机将低浓度废气泵送进入活性炭过滤组件；所述活性炭过滤组件通过供气口进行气体输送，低浓度废气经过过滤纱网，在活性炭过滤组件内部形成上升流场，依次通过一级过滤层、二级过滤层、三级过滤层进行初步过滤，去除大颗粒杂质；S2、对废气进行吸附与脱附处理，包括：S2.1、初步过滤后的低浓度废气通过吸附风机进入沸石转轮分子筛组件进行有机物吸附；S2.2、废气吸附完成后，脱附室排出废气的管道内设置第三浓度传感器以监测废气浓度，当浓度达标后，废气排出；S2.3、如果废气浓度超标或不完全吸附，脱附风机将部分气体引入所述脱附室，对沸石转轮分子筛组件进行脱附处理，脱附室连接有废气环管，脱附后的废气通过废气环管返回燃烧室进行焚烧净化；S3、对高浓度废气进行焚烧处理，包括：S3.1、高浓度废气由第一风机泵送，经所述废气环管直接送入焚烧炉的燃烧室；S3.2、通过燃烧器喷洒助燃剂辅助高浓度废气焚烧；S4、对焚烧获得的焚烧废气进行排放与蓄热处理，包括：S4.1、焚烧废气通过均流孔板进入一级蓄热室和二级蓄热室，与相变蓄热体进行换热，完成蓄热过程；S4.2、焚烧炉内壁设有导流孔板，经过蓄热后的焚烧废气大部分通过导流孔板进入焚烧炉顶部的储气室，储气室内设有第四浓度传感器监测废气浓度，气体达标后排放；S4.3、另一部分废气通过所述脱附风机进入所述脱附室，对沸石转轮分子筛组件进行脱附，脱附后的废气再次通过废气环管进入燃烧室进行二次焚烧处理。
S5、对有机废水进行分流与焚烧预处理，包括：S5.1、有机废水流道内设有第二浓度传感器监测有机成分浓度，根据有机成分浓度进行分流；S5.2、有机废水由水泵泵送进入废水进口管，并依次流入所述一级蓄热室和所述二级蓄热室，通过相变蓄热体进行预热；S6、对有机废水进行焚烧净化，包括：S6.1、预热后的有机废水进入环形喷淋组件，均匀喷洒至燃烧室内，进行焚烧净化处理；S6.2、净化后的废水流道内设有第五浓度传感器监测浓度，达标后排出；S7、进行温度监测与控制，包括：S7.1、所述一级蓄热室和二级蓄热室的侧壁分别安装温度传感器监测相变蓄热体温度；S7.2、当温差超过100℃时，控制单元调节水泵的流量，通过所述废水进口管加快废水流速以降低温差；当温差小于100℃时，水泵流量减少，以维持蓄热效果并保护相变蓄热体。
本发明的有益效果：焚烧炉内部设置可调腔室燃烧室，燃烧室上方设置两级蓄热室，实现余热资源的梯级利用，降低能源消耗。环形喷淋组件位于燃烧室内部，为内外套管式结构，在实现废气废水的协同处置的同时实现均匀喷洒。废气与含盐废水经进口处VOCs浓度传感器监测，分浓度进入各级废盐处理组件内完成处理，保证处理达标并节省燃烧资源。本发明焚烧处理装置热回收效率较高，分浓度处理极大提升废盐处置能效，整体系统地实现废气与含盐废水的协同处置同时也保障装置稳定运行，通过动态调节燃烧室的大小，对废气废水进行优化匹配，确保充分燃烧，减少了燃料的浪费，实现废液的均匀喷洒，与废气充分均匀混合，提高了整体的燃烧效率，同时实现降低相连的蓄热室温度，降低温差，防止蓄热体损伤。
（发明人：彭浩;陈雷;王金龙;陆雪梅;樊东昊;彭孝天;陈倩宇）
