CN106424112B - 一种用于废盐精制的多级热脱附工艺及装备 - Google Patents
一种用于废盐精制的多级热脱附工艺及装备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于废盐精制的多级热脱附装备，包括一级热风加热炉、一级转窑、二级热风加热炉、二级转窑、加料器和引风机，一级转窑的顶部设有加料口和加料器，一级转窑的底部通过管路连接在二级转窑的加料器上，二级转窑的底部设有出料口，二级热风加热炉的出气口连接在二级转窑的底部，二级热风加热炉的进气口上设有管路连接一级转窑的顶部，一级热风加热炉的出气口连接在一级转窑的底部，一级热风加热炉的进气口上设有管路和引风机连接二级转窑的顶部；本发明提供的装置和工艺主要用于废盐的精制，其结构简单，有机物热脱附效率高，热脱附产生的气体循环利用，没有产生尾气处理，也无大气污染，经济效益和环境效益双赢。
Description
技术领域
本发明涉及农药、医药、印染等行业产生的危废盐处理技术领域，尤其涉及一种用于废盐精制的多级热脱附工艺及装备。
背景技术
目前，我国煤化工、农药、染料等行业产生大量的污盐，每年产量以百万吨计，且缺少合适的处理途径。这些废盐中含有大量的有毒有害的有机物，且带有刺激性气味，一般被当地的环保部门认定为危废。目前国家相关部门已经将农药行业产生的危废盐列入危废名录中，不需要鉴定直接作为危险固体废弃物。因没有明确的标准或者指导方法，因为其产生量大、种类多、成分复杂、处理难度大，成为行业亟待解决的环保难题，现在相关企业采用的方式是建库暂存，部分企业已经出现“胀库”现象。
近年来，危废盐的问题也引起政府和社会的高度关注。农药副产废盐是农药行业中量最大的固体废物，含有各种有毒有害物质，成份复杂。同时由于水分含量高，易结块，难以得到有效处理及利用。盐是一种重要的化工原料，也是极为宝贵的国家战略资源，回收利用农药副产废盐作为工业原料用盐，不仅可以消除对环境的污染，还可以充分利用宝贵的盐资源，将副产资源化，实现循环经济。
在危废盐处理方面，常用的技术是焚烧技术，即在高温条件下，将危废盐中的有机物分解、气化、氧化，最终将严重的有毒有害物质在高温条件下去除。这是一种处理危废盐比较有效且可行的一种技术，市场上现有的处理方法使采用焚烧炉、回转窑等高温处理技术。但是，这些技术在实际应用过程中也存在着一系列的问题，主要表现在以下几个方面：
1) 危废盐粘结在设备内壁上，导致设备不能使用。危废盐本身具有一定的含水率，在进入焚烧炉、回转窑等设备时，在高温的作用下易粘在设备的内壁上，而且有机物在分解的过程中成分复杂，在反应的过程中也会产生具有粘性的有机物，会使危废盐更加坚固的粘结在设备内壁上，人工清理都无法进行，最终造成设备空间不足，设备不能再次利用，以致设备的最后荒废；
2）加热不均匀，处理效率低。再利用焚烧炉、回转窑等设备焚烧时，这些设备在加热时均是采用局部受热的方式，在经过热传导作用，将所有的危废盐加热到设定温度。这样的加热方式会使危废盐的加热温度不均匀，造成局部温度过高或者局部温度过低的现象，最终导致危废盐中的有机物分解不完全，不能彻底将有机物氧化分解，造成处理效果不佳。
专利CN201510063379.5公开了一种有机污染土壤多级热脱附修复***，其主要采用的是两级热脱附处理，对有机污染的土壤进行热脱附处理，但是结合其技术方案来看，其热脱附产生大量的有机废气，这些废气需要进行尾气处理和余热应用，这需要添置尾气处理装置和余热再利用装置，生产成本大大增加，而且由于土壤热脱附的工艺条件与废盐颗粒的热脱附的工艺条件存在一定的区别，在热脱附的过程中，如果采用有机废气循环加热的方式，产生的有机废气很可能重新吸附在土壤中，造成二次污染，造成最终产品土壤的净化效果变差。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明目的在于提供一种结构简单，有机物热脱附效率高，热脱附产生的气体循环利用，能耗少，用于废盐精制的多级热脱附装备及工业。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种用于废盐精制的多级热脱附装备，所述的装备包括一级热风加热炉、一级转窑、二级热风加热炉、二级转窑、加料器和引风机，所述的一级转窑的顶部设有加料口和加料器，一级转窑的底部通过管路连接在二级转窑的加料器上，二级转窑的底部设有出料口，所述的二级热风加热炉的出气口连接在二级转窑的底部，二级热风加热炉的进气口上设有管路连接一级转窑的顶部，所述的一级热风加热炉的出气口连接在一级转窑的底部，一级热风加热炉的进气口上设有管路和引风机连接二级转窑的顶部。
本发明所述的一级热风加热炉和二级热风加热炉的进气口上均设有加热气体连接口；加热气体连接口连接可燃性气体，方便在热风加热炉中进行燃烧，为气体提供热量。
本发明所述的一级转窑与二级热风炉的连接管上设有气体排空管和排湿风机；有机物燃烧后，会产生一定的水，通过气体排空管和排湿风机进行排出，保证体系内废盐颗粒的稳定性。
本发明提供的一种用于废盐精制的多级热脱附工艺，所述的工艺包括如下步骤：
1）将空气通入一级热风炉，加热到100～200℃，自一级转窑的底部通入；将危废盐进行初步的烘干，以增加盐的流动性。
2）通过加料器将废盐颗粒自一级转窑的顶部加入，废盐颗粒在一级转窑中停留一段时间后，到达一级转窑的底部，通过管路和加料器进入二级转窑，一级转窑顶部的产生的气流通入二级热风加热炉中；在空气加热的过程中，将一级转窑中热脱附过程中产生的挥发性有机废气，将这些废气通入二级热风加热炉中氧化焚烧，提供一部分可燃材料的同时，而且不会造成大气污染。
3）二级热风加热炉将热风加热到300～600℃，自二级转窑的底部通入：二级转窑将一级转窑中初步烘干的盐再次高温氧化热脱附，充分将危废盐中的有机物氧化分解，得到不含有机物的盐。
4）废盐颗粒停留一段时间后，到达二级转窑底部，通过出料口排出，二级转窑顶部产生的气流通入一级热风加热炉中；将二级转窑中热脱附产生的废气进行燃烧处理，不会造成大气污染。
5）二级转窑底部出料口排出的固体颗粒中，有机物的浓度不超过10ppm；将得到的固体颗粒进行检测分析，根据处理后的盐中有机物的含量判断是否设置三级及三级以上转窑，最终使处理后盐中的有机物小于氯碱用盐标准中的有机物含量，即有机物浓度小于10ppm。。
本发明所述的步骤5）的操作过程中，当二级转窑的出料口排出的固体颗粒中有机物的浓度超过10ppm时，需要在二级转窑的下方增设三级转窑和三级热风加热炉。
本发明所述的一级热风加热炉和二级热风加热炉均采用天然气进行加热。
本发明所述的一级热风加热炉优选的加热温度为150～200℃；二级热风加热炉优选的加热温度为300～500℃。
本发明所述的步骤2）的过程中，废盐颗粒在一级转窑中停留时间为30～120min。
本发明所述的步骤4）的过程中，废盐颗粒在二级转窑中停留时间为60～120min。
本发明的优点在于：
1）采用热风的加热方式。本发明专利中，首次采用热风的形式对危废盐进行热脱附，并且采用多级热脱附的形式处理。首先，将危废盐进行一级热脱附，主要将危废盐的水分去除，进行初步干燥，增加盐的流动性；之后将一级热脱附处理后的盐进行二级高温热脱附，将危废盐中的有机物彻底去除、分解、氧化，实现精制的目的。
2）有效解决了危废盐处理过程中废气污染的问题。危废盐在进行热脱附的过程中，危废盐中的有机物以挥发性有机废气的方式去除，因此在处理过程中会产生大量的挥发性有机废气。在本发明专利中，巧妙的利用工艺本身中的天然气加热炉，将热脱附过程中产生的挥发性有机废气燃烧处理。此种技术一方面节省了废气处理装置投资及运行成本；另一方面挥发性有机废气作为一种有机物还能作为一种燃料，提供一定的燃烧热量。因此，在工艺流程中解决了废气污染的问题，设计巧妙，创新性显著。
3）高温热空气与危废盐形成对流，增加热量的传递效果。在危废盐热脱附处理中，采用热风的加热方式，在加热过程中，热风与危废盐形成对流状态，这样热风可以通过危废盐间的空隙，将热风可通过空隙将热量传递给危废盐，增加其受热面积，增加热量的传递效果。
4）可根据危废盐中有机物的浓度，设置多级转窑叠加。在本发明专利中，对设备可进行灵活的调整。在一级转窑、二级转窑之后可分析测定危废盐处理的效果，根据危废盐中有机物的指标达到了要求，可增加或者减少转窑的级数，在危废盐处理好的前提下节省能源。
5）能够解决板结的问题。在本发明工艺中，先进行了一级热脱附，将危废盐中的水分去除，此步骤中可增加盐的流动性，减少板结的问题发生。在进行后续的处理过程中，也就避免了板结的发生，有效解决了现有技术的弊端。
附图说明
图1为本发明的装置的结构简图。
其中，1 一级转窑，2 二级转窑，3 一级热风加热炉，4 二级热风加热炉，5、6 加料器，7 引风机，8 排湿风机，9 进料口，10 排料口。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例1：实验中精制的危废盐来自山东某农药厂蒸发结晶盐，属于一种典型的危废盐。其中含有大量的农药有机物，对环境具有很大的危险。危废盐的热脱附处理工艺主要是去除其中的有机物，因此本次实验主要集中在危废盐中有机物的去除效果。其实验步骤及实验效果如表1所示。
表1 危废盐精制的实验步骤及实验效果
由表2中的实验数据可以看出，危废盐中初始有机浓度为472mg/L。在一级热脱附处理中，设置一级热脱附的温度为150度，热脱附时间为30min，得到的盐中有机物浓度为158mg/L，有机物的去除率为66.5%；在二级热脱附处理中，设置二级热脱附的温度为350度，热脱附时间为90min，得到的盐中有机物浓度为13mg/L，有机物的去除率达到了97.2%，绝大部分有机被去除，其盐中有机物浓度达到氯碱用盐的标准。经过该处理工艺，得到一吨精制后的盐，成本大约为300元。在整个工艺中，一级转窑和二级转窑中产生的废气均在工艺中燃烧处理，既没有产生额外大气处理费用，也没有造成大气环境污染。
实施例2：实验中精制的危废盐来自山东某农药厂蒸发结晶盐，属于一种典型的危废盐。其中含有大量的农药有机物，对环境具有很大的危险。危废盐的热脱附处理工艺主要是去除其中的有机物，因此本次实验主要集中在危废盐中有机物的去除效果。其实验步骤及实验效果如表2所示。
表2 危废盐精制的实验步骤及实验效果
由表2中的实验数据可以看出，危废盐中初始有机浓度为472mg/L。在一级热脱附处理中，设置一级热脱附的温度为200度，热脱附时间为30min，得到的盐中有机物浓度为114mg/L，有机物的去除率为75.8%；在二级热脱附处理中，设置二级热脱附的温度为400度，热脱附时间为60min，得到的盐中有机物浓度为8mg/L，有机物的去除率达到了98.3%，绝大部分有机被去除，其盐中有机物浓度达到氯碱用盐的标准。经过该处理工艺，得到一吨精制后的盐，成本大约为300元。在整个工艺中，一级转窑和二级转窑中产生的废气均在工艺中燃烧处理，既没有产生额外大气处理费用，也没有造成大气环境污染。
实施例3：实验中精制的危废盐来自连云港某印染行业产生的危废盐，其中含有大量的有机物，对环境具有很大的危险。利用印染行业的危废盐进行精制实验。其实验步骤及实验效果如表3所示。
表3 危废盐精制的实验步骤及实验效果
由表2中的实验数据可以看出，危废盐中初始有机浓度为878mg/L。在一级热脱附处理中，设置一级热脱附的温度为200度，热脱附时间为40min，得到的盐中有机物浓度为345mg/L，有机物的去除率为60.7%；在二级热脱附处理中，设置二级热脱附的温度为500度，热脱附时间为90min，得到的盐中有机物浓度为6mg/L，有机物的去除率达到了99.3%，绝大部分有机被去除，其盐中有机物浓度达到氯碱用盐的标准。经过该处理工艺，得到一吨精制后的盐，成本大约为300元。在整个工艺中，一级转窑和二级转窑中产生的废气均在工艺中燃烧处理，既没有产生额外大气处理费用，也没有造成大气环境污染，经济效益和环境效益双赢。
实施例4：实验中危废盐来自连元港连港工业园区某医药公司产生的危废盐，其中含有大量的高分子有机物，且具有很高的毒性。利用医药行业的危废盐进行精制实验。其实验步骤及实验效果如表4所示。
表4 危废盐精制的实验步骤及实验效果
由表4中的实验数据可以看出，危废盐中初始有机浓度为1689mg/L。在一级热脱附处理中，设置一级热脱附的温度为150度，热脱附时间为30min，得到的盐中有机物浓度为1025mg/L，有机物的去除率为39.3%；在二级热脱附处理中，设置二级热脱附的温度为350度，热脱附时间为90min，得到的盐中有机物浓度为256mg/L，有机物的去除率达到了84.8%；由于两级热脱附后盐中有机物含量还较高，需要进行第三级热脱附，设置三级热脱附的温度为400度，热脱附的时间为90min，得到的盐中有机物的浓度为4 mg/L，此时绝大部分有机被去除，其盐中有机物浓度达到氯碱用盐的标准。经过该处理工艺，得到一吨精制后的盐，成本大约为350元。在整个工艺中，一级转窑、二级转窑、三级转窑中产生的废气均在工艺中燃烧处理，既没有产生额外大气处理费用，也没有造成大气环境污染。
需要说明的是，上述仅仅是本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述实施例的基础上所做出的任意组合或等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于废盐精制的多级热脱附装备的生产工艺，其特征在于，所述的装备包括一级热风加热炉、一级转窑、二级热风加热炉、二级转窑、加料器和引风机，所述的一级转窑的顶部设有加料口和加料器，一级转窑的底部通过管路连接在二级转窑的加料器上，二级转窑的底部设有出料口，所述的二级热风加热炉的出气口连接在二级转窑的底部，二级热风加热炉的进气口上设有管路连接一级转窑的顶部，所述的一级热风加热炉的出气口连接在一级转窑的底部，一级热风加热炉的进气口上设有管路和引风机连接二级转窑的顶部；当二级转窑的出料口排出的固体颗粒中有机物的浓度超过10ppm时，需要在二级转窑的下方增设三级转窑和三级热风加热炉；所述的生产工艺包括如下步骤：
1）将空气通入一级热风炉，加热到100～200℃，自一级转窑的底部通入；
2）通过加料器将废盐颗粒自一级转窑的顶部加入，废盐颗粒在一级转窑中停留一段时间后，到达一级转窑的底部，通过管路和加料器进入二级转窑，一级转窑顶部的产生的气流通入二级热风加热炉中；
3）二级热风加热炉将热风加热到300～600℃，自二级转窑的底部通入：
4）废盐颗粒停留一段时间后，到达二级转窑底部，通过出料口排出，二级转窑顶部产生的气流通入一级热风加热炉中；
5）二级转窑底部出料口排出的固体颗粒中，有机物的浓度不超过10ppm。
2.如权利要求1所述的用于废盐精制的多级热脱附装备的生产工艺，其特征在于，所述的一级热风加热炉和二级热风加热炉的进气口上均设有加热气体连接口。
3.如权利要求1所述的用于废盐精制的多级热脱附装备的生产工艺，其特征在于，所述的一级转窑与二级热风炉的连接管上设有气体排空管和排湿风机。
4.如权利要求1所述的用于废盐精制的多级热脱附装备的生产工艺，其特征在于，所述的一级热风加热炉和二级热风加热炉均采用天然气进行加热。
5.如权利要求1所述的用于废盐精制的多级热脱附装备的生产工艺，其特征在于，所述的一级热风加热炉的加热温度为150～200℃；二级热风加热炉的加热温度为300～500℃。
6.如权利要求1所述的用于废盐精制的多级热脱附装备的生产工艺，其特征在于，所述的步骤2）的过程中，废盐颗粒在一级转窑中停留时间为30～120min。
7.如权利要求1所述的用于废盐精制的多级热脱附装备的生产工艺，其特征在于，所述的步骤4）的过程中，废盐颗粒在二级转窑中停留时间为60～120min。
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