CN115090660A - 一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用*** - Google Patents
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Abstract
一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***，属于工业废盐处理及太阳能光热技术领域，包括聚热***、废盐熔融处置***、熔融盐余热回收***；所述聚热***包括定日镜群和聚热***控制器；所述定日镜群布置在废盐熔融处置***的四周，定日镜群由若干立柱式定日镜组成，定日镜群受聚热***控制器控制将太阳光朝同一目标反射，聚集至安装于高架顶部的塔式集热器中，所述废盐熔融处置***底部与熔融盐余热回收***连接。本发明在原有工业废盐资源化工艺基础上，采取离心粒化方法克服了传统水淬法水资源浪费、热量流失的问题；离心粒化后进行余热回收，实现对其残余热量的充分利用，降低***能耗，提高能源利用率。
Description
技术领域
本发明属于工业废盐处理及太阳能光热技术领域，具体涉及一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***。
背景技术
随着工业体系的迅速发展，农药中间体、药物合成和印染等工业生产过程以及固液分离、溶液浓缩结晶及污水处理等过程的迅速发展产生大量工业废盐。现阶段我国废盐年产量超过2.0×107吨，同时2021年《国家危险废物名录》把多种生产过程中的蒸馏和反应残余物、废母液与反应罐及容器清洗废液等废弃物正式列入危险废物名录。
目前废盐资源化主要采取的方法为回转窑高温熔融处理废盐技术，该工艺通过800～1200℃反应温度使工业废盐在炉内全部转化为熔融态，迅速且大幅度减少废盐容积，废盐中主要杂质有机成分能够在此高温下完全分解转化为废气除去，熔融盐通过水淬法急冷形成饱和盐水，经蒸馏操作析出晶体盐，完成废盐资源化。
现有工业废盐资源化利用能源来源主要为化石燃料。采用点火燃烧的加热方式，不仅花费较高的成本、耗费不可再生能源并且燃烧效率不足70％，同时处理过程所产生的污染物还会造成二次污染。在处理高温熔盐时，采取水淬法急冷高温熔盐，水与高温熔盐接触过程中会造成焚烧不彻底熔盐结块，以及熔盐喷嘴堵塞等问题。同时急冷作用下，不仅高温熔盐中所储存的热量损失未利用，***能效低，还造成了水资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***，采取清洁可再生能源熔融处理废盐，减少不可再生燃料的燃烧，降低碳排放；对熔融态废盐进行离心粒化以及余热回收处理，避免传统水淬法处理熔融态废盐所造成的熔盐粘连结块、水资源浪费、高温显热浪费等问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***，包括聚热***、废盐熔融处置***、熔融盐余热回收***；
所述聚热***包括定日镜群和聚热***控制器；所述定日镜群布置在废盐熔融处置***的四周，定日镜群由若干立柱式定日镜组成，定日镜群受聚热***控制器控制将太阳光朝同一目标反射，聚集至安装于高架顶部的塔式集热器中，所述废盐熔融处置***底部与熔融盐余热回收***连接。
所述定日镜群按照辐射网格布局、无阻塞布局、经验型布局或无遮挡式布局排列将太阳光聚集至所述塔式集热器。
所述立柱式定日镜反光面为长方形、三角形、圆形或多边形，具体使用时可根据镜场规模或所处地区经纬度调整镜面长宽比以及镜面角度。
所述立柱式定日镜采用由具有球型曲率的玻璃泡沫及玻璃夹芯集成的复合型材料制成。
所述废盐熔融处置***包括安装于塔式集热器内部的熔盐换热装置，所述熔盐换热装置顶部入口通过废盐进料装置与工业废盐储罐出口相连，所述熔盐换热装置底部出口通过熔盐输送管道与高温熔盐储罐入口相连，所述高温熔盐储罐出口通过管道与离心粒化装置的熔盐喷嘴连接，离心粒化装置的盐粒收集装置与熔融盐余热回收***连接。
所述工业废盐储罐和所述高温熔盐储罐构造一致，均包括罐体，所述罐体内部均安装有温度探头、压力探测探头、流量探测探头，且输出端均通过线缆连接所述废盐交换控制***；所述罐体采用隔热保温材料制成。
所述离心粒化装置可采用转杯型粒化器、滚筒式粒化器及转盘型粒化器。
所述熔融盐余热回收***包括余热回收装置和盐粒传输带，余热回收装置的入口通过管道与离心粒化装置的盐粒收集装置出口连接，余热回收装置的出口与盐粒传输带正对。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明将高温熔融法与太阳能集热塔的创新性结合，不仅发挥了高温熔融法除杂效率高、普适性强的优点，同时利用可再生清洁太阳能解决了该方法能源消耗量大、碳排放量高的弊病，符合节能减排理念。
本发明在原有工业废盐资源化工艺基础上，采取离心粒化方法克服了传统水淬法水资源浪费、热量流失的问题；离心粒化后进行余热回收，实现对其残余热量的充分利用，降低***能耗，提高能源利用率。
本发明将被纳入2021版《国家危险废物名录》的工业废盐变废为宝，在发展新能源技术的同时节能减排，既提高了相关公司的经济效益，又减少了工业废盐对自然环境和大气环境的破坏，具备良好的应用前景。
附图说明
图1一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***；
1-定日镜群，2-熔盐换热装置顶部入口，3-熔盐换热装置，4-熔盐换热装置底部出口，5-高架，6-工业废盐储罐，7-高温熔盐储罐，8-废盐进料装置，9-熔盐喷嘴，10-粒化仓，11-离心转盘，12-盐粒收集装置，13-换热水管，14-水蒸气输出端，15-冷水输入端，16-盐粒传输带，17-塔式集热器，18-离心粒化装置，19-余热回收装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***，包括聚热***、废盐熔融处置***、熔融盐余热回收***；
所述聚热***包括定日镜群1和聚热***控制器；所述定日镜群1布置在废盐熔融处置***的四周，定日镜群1由若干立柱式定日镜组成，定日镜群1受聚热***控制器控制将太阳光朝同一目标反射，聚集至安装于高架5顶部的塔式集热器17中，所述废盐熔融处置***底部与熔融盐余热回收***连接。
所述定日镜群1按照辐射网格布局、无阻塞布局、经验型布局或无遮挡式布局排列将太阳光聚集至所述塔式集热器17，根据不同地理环境以及日照条件，获取最大太阳光吸收效率。
所述立柱式定日镜装载有光感模块和定位模块，所述光感模块可以根据太阳光照射角度及强弱反馈给聚热***控制器，来调整镜面角度达到最佳的反光角度；所述定位模块可获取定日镜群1的经纬信息、情况以及时间信息，其中光感模块为光线感应器，定位模块为GPS定位模块；光杆模块和定位模块将监测的信息传输至聚热***控制器，通过聚热***控制器发送指令给立柱式定日镜的驱动装置，进而调节定日镜的二维转动，使得镜面角度达到最佳的反光角度。
所述立柱式定日镜反光面为长方形、三角形、圆形或多边形，具体使用时可根据镜场规模或所处地区经纬度调整镜面长宽比以及镜面角度。
所述立柱式定日镜采用由具有球型曲率的玻璃泡沫及玻璃夹芯集成的复合型材料制成。
所述废盐熔融处置***包括安装于塔式集热器17内部的熔盐换热装置3，所述熔盐换热装置顶部入口2通过废盐进料装置8与工业废盐储罐6出口相连，废盐进料装置8采用工业固体传送带，所述熔盐换热装置底部出口4通过熔盐输送管道与高温熔盐储罐7入口相连，所述高温熔盐储罐7出口通过管道与离心粒化装置18的熔盐喷嘴9连接，离心粒化装置18采用转盘型粒化器，离心粒化装置18的盐粒收集装置12与熔融盐余热回收***连接；工业废盐经所述熔融盐换热装置顶部入口进入发生高温熔融，而后经过熔融盐换热装置底部出口流出，高温熔盐进入离心粒化装置18的熔盐喷嘴9，液态熔盐通过熔盐喷嘴9以固定速度喷出进入离心粒化装置18的粒化仓10，而后落向所述离心转盘11，离心转盘11高速旋转，转动过程中熔盐被离心力驱使飞离离心转盘11，凝结成高温盐颗粒并与粒化仓10发生碰撞，落入盐粒收集装置12，而后运至熔融盐余热回收***内；所述塔式集热器17、废盐进料装置8、工业废盐储罐6、高温熔融盐储罐、离心粒化装置18均通过线缆与废盐交换控制***中的废盐熔融处置***控制器连接。
所述工业废盐储罐6和所述高温熔盐储罐7构造一致，均包括罐体，所述罐体内部均安装有温度探头、压力探测探头、流量探测探头，所述探头均通过线缆连接所述废盐交换控制***中的废盐熔融处置***控制器连接；通过温度探头、压力探测探头及流量探测探头对罐体内的温度、压力及流量进行监测，并实时反馈给废盐交换控制***的废盐熔融处置***控制器，所述罐体采用隔热保温材料制成。
所述熔融盐预热回收***包括余热回收装置19和盐粒传输带16，余热回收装置19的入口通过管道与离心粒化装置18的盐粒收集装置12出口连接，余热回收装置19的出口与盐粒传输带16正对；余热回收装置19采用水或空气冷却介质进行间接换热，冷却介质在水泵的作用下流经余热回收装置19内错落的换热水管13；高温盐粒通过换热水管13逐渐冷却，回收余热，冷却后的盐粒经过余热回收装置19的出口落入盐粒传输带16上，余热回收装置19、水泵和盐粒输送带均通过线缆与废盐交换控制***中的熔融盐余热回收***控制器连接。
所述废盐交换控制***由聚热***控制器、废盐熔融处置***控制器、熔融盐余热回收***控制器、控制平台及云端服务器组成，云端服务器通过无线网络分别与聚热***控制器、废盐熔融处置***控制器、熔融盐余热回收***控制器及控制平台连接，聚热***控制器、废盐熔融处置***控制器及熔融盐余热回收***控制器将采集的信息通过控制平台传到云端服务器，通过控制平台发送指令给聚热***控制器、废盐熔融处置***控制器及熔融盐余热回收***控制器。
一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***的一次使用过程为：
定日镜群1受聚热***控制器控制将太阳光朝同一目标反射，聚集至安装于高架5顶部的塔式集热器17中；工业废盐经废盐进料装置8从工业废盐罐6运输至塔式集热器17内部的熔融盐换热装置，从熔融盐换热装置顶部入口进入发生高温熔融，而后经过熔融盐换热装置底部出口流出，高温熔盐进入离心粒化装置18的熔盐喷嘴9，液态熔盐通过熔盐喷嘴9以固定速度喷出进入离心粒化装置18的粒化仓10，而后落向所述离心转盘11，离心转盘11高速旋转，转动过程中熔盐被离心力驱使飞离离心转盘11，凝结成高温盐颗粒并与粒化仓10发生碰撞，落入盐粒收集装置12，而后运至熔融盐余热回收***内，余热回收装置19采用水冷却介质进行间接换热，冷却介质通过冷水输入端15进入余热回收装置19内错落分布的换热水管13内，换热水管13内的冷却介质吸收热量后从换热水管13的水蒸气输出端15流出；高温盐粒在内错布置的换热水管13作用下逐渐冷却，进而回收高温盐粒中的余热，冷却后的盐粒经过余热回收装置19的出口落入盐粒传输带16上。
Claims (8)
1.一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***，其特征在于，包括聚热***、废盐熔融处置***、熔融盐余热回收***；
所述聚热***包括定日镜群和聚热***控制器；所述定日镜群布置在废盐熔融处置***的四周，定日镜群由若干立柱式定日镜组成，定日镜群受聚热***控制器控制将太阳光朝同一目标反射，聚集至安装于高架顶部的塔式集热器中，所述废盐熔融处置***底部与熔融盐余热回收***连接。
2.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***，其特征在于：所述定日镜群按照辐射网格布局、无阻塞布局、经验型布局或无遮挡式布局排列将太阳光聚集至所述塔式集热器。
3.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***，其特征在于：所述立柱式定日镜反光面为长方形、三角形、圆形或多边形，具体使用时可根据镜场规模或所处地区经纬度调整镜面长宽比以及镜面角度。
4.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***，其特征在于：所述立柱式定日镜采用由具有球型曲率的玻璃泡沫及玻璃夹芯集成的复合型材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***，其特征在于：所述废盐熔融处置***包括安装于塔式集热器内部的熔盐换热装置，所述熔盐换热装置顶部入口通过废盐进料装置与工业废盐储罐出口相连，所述熔盐换热装置底部出口通过熔盐输送管道与高温熔盐储罐入口相连，所述高温熔盐储罐出口通过管道与离心粒化装置的熔盐喷嘴连接，离心粒化装置的盐粒收集装置与熔融盐余热回收***连接。
6.根据权利要求5所述的一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***，其特征在于：所述工业废盐储罐和所述高温熔盐储罐构造一致，均包括罐体，所述罐体内部均安装有温度探头、压力探测探头、流量探测探头；所述罐体采用隔热保温材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***，其特征在于：所述离心粒化装置可采用转杯型粒化器、滚筒式粒化器及转盘型粒化器。
8.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能高温熔融工业废盐资源化利用***，其特征在于：所述熔融盐余热回收***包括余热回收装置和盐粒传输带，余热回收装置的入口通过管道与离心粒化装置的盐粒收集装置出口连接，余热回收装置的出口与盐粒传输带正对。
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