CN206911924U - 用于废盐资源化的工艺装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于废盐资源化的工艺装置，包括废盐供料***、废盐熔融***、尾气处理***、熔盐冷却造粒***；主要结构包括废盐送料机、废盐布料器、干燥和预热及熔化一体化熔盐炉、带式冷却造粒机、RTO炉、过滤器、阻火器、碱洗塔等。本实用新型实现废盐中有机物彻底焚毁处理达到资源化利用标准的同时，采用热破坏进一步处理废盐净化过程中产生的有机物，避免了废盐利用过程中废水、废气等二次污染物排放。同时本实用新型采用竖式熔盐炉，在炉内实现废盐干燥、预热、熔融过程，减少了干燥、碾磨等设备单元带来的投资及废气污染问题，克服了设备因盐粘结难以连续稳定运行问题。

Description

用于废盐资源化的工艺装置

技术领域

本实用新型属于环保技术中固废处置技术领域，涉及一种用于废盐资源化的工艺装置，具体涉及一种采取高温熔融法去除废盐中的有机物达到废盐净化的装置，应用于精细化工生产过程中产生的废盐的资源化。

背景技术

废盐主要来源于农药、制药、印染等精细化工领域，2015年，全国化工行业废盐产生量约300万吨。精细化工酸碱中和、盐析和固色等生产工艺中产生的高含盐废水浓缩，会产生含氯化钠、硫酸钠、亚硫酸钠、硝酸钠、氯化钾、硫酸钾、氯化钙、氯化镁等一种或多种盐及有机物的混合物，具有种类繁多、成分复杂、有毒有害物质含量高。这种含有大量有毒有害有机物的废盐一般定性为危险固体废弃物。

废盐主要处理处置方法为安全填埋、无害化和资源化。安全填埋由于占用大量土地资源、对稳定化和防渗层造成腐蚀等影响，目前大多数危废填埋场拒绝委托。无害化和资源化主要有洗盐法、高级氧化法、制纯碱法和热解法。洗盐法：采用饱和盐水洗涤废盐，将废盐中的有机物物质溶解于洗涤液中，适用于废盐中有机物成分单一、且易溶于水，但产生的高盐废水难以处理，得到的净盐难以满足资源化要求。高级氧化法：在饱和盐水洗涤的基础上，添加如次氯酸钠、双氧水、臭氧等强氧化剂，将有机污染物进行氧化而得到副产品净盐，但由于有机污染物的性质不同氧化效果差别比较大，该法适用范围小，且消耗的氧化剂量大。萃取法：通过萃取剂将废盐中的有机染物萃取到萃取剂中，降低废盐中有机物含量从而得到净盐，萃取剂中有机物可以通过反萃取或蒸（精）馏回收利用，但得到的净盐还含有一定含量的有机物，该法适用于回收废盐中高附加值的有机物。制纯碱法：将废盐制成饱和盐水溶液，通入氨气、二氧化碳气或直接加入固体碳铵，结晶析出固体碳酸氢钠，高温分解制得纯碱。含氯化铵母液冷冻结晶析出氯化铵后循环至制碱工序。该法反应收率不高，剩余的有机杂质影响产品质量。热解法：将废盐在回转式加热炉、多层圆盘裂解炉等设备中用热空气直接或间接加热600~800℃，在缺氧条件下，废盐中有机物碳化、裂解或挥发，达到净化废盐的目的。该法由于加热温度控制在废盐熔融点以下，且废盐与热风接触时间有限，导致夹杂在废盐晶体间沸点高的有机物难以全部热解或者挥发出来，对于废盐晶体内包裹的有机物去除效果就更差，得到的净盐残留有机组分含量难于控制；另外该法是在缺氧条件下，废盐中有机物一部分碳化留在净化后的盐中，大部分是通过热解挥发进入热风中，不能实现有机物的完全矿化，得到的净盐呈现灰或黑色，难以达到资源化利用标准，需要溶解、混凝、过滤等进一步净化处理。该法实质是将固态污染物转移成为气态污染物的过程，同时还会产生高含盐废水。另外该法在操作过程中由于温度控制不好，设备局部地方废盐会发生表面软化，造成设备粘结难以连续稳定运行。

实用新型内容

实用新型目的：针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于废盐资源化的工艺装置，以期实现废盐彻底净化满足综合利用要求的同时，实现有机废气热破坏处理，减少综合利用过程中废水、废气等二次污染物排放。

技术方案：为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于废盐资源化的工艺装置：包括废盐供料***、废盐熔融***、尾气处理***和净盐冷却造粒***；所述的废盐供料***包括废盐料仓、胶带送料机，胶带送料机设在废盐料仓和布料器之间；所述的废盐熔融***包括布料器、熔盐炉、空气和天然气入口，布料器位于熔盐炉顶部，空气和天然气入口位于熔盐炉下部；所述的尾气处理***包括依次串联的气体过滤器、碱洗塔、阻火器、RTO炉、碱洗塔和净化气烟囱；所述的净盐冷却造粒***包括熔盐过滤器、带式冷却造粒机、净盐料仓，带式冷却造粒机设在熔盐过滤器与净盐料仓之间，熔盐过滤器与熔盐炉相连；

所述熔盐炉为废盐干燥、预热和熔融一体化炉；熔盐炉是横断面为圆形的竖炉，用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬，耐火砖内设冷却水换热设施，炉子下部沿炉周布设天然气和空气送入口，炉底设有熔融盐自流出口；炉体按处理废盐功能和温度分布不同，至上而下分为干燥、预热段、废盐熔融段、熔融盐滴落段、熔融盐收集段，废盐在炉内停留时间5-12S。

炉体的干燥、预热段温度为150~800℃、废盐熔融段温度为800~1000℃，熔融盐滴落段温度为1000~1100℃，熔融盐收集段温度为900~1000℃。

所述废盐布料器位于熔盐炉顶部，采用无料钟炉顶布料方式，根据需要分为串罐和并罐无料钟炉顶结构，包括受料罐、排料阀、料流调节阀、中心喉管、布料器、旋转溜槽。

所述熔融盐冷却造粒机包括调速电机、单面钻孔钢带、钢带背面冷却水喷洒装置。

本实用新型的送料和布料操作单元：料仓废盐通过胶带运至无料钟炉顶布料器的受料斗，通过排料阀门进入称量料罐，通过料量调节，废盐由称量料罐沿布料器的下料中心管进入旋转的溜槽，废盐随着溜槽的旋转，从熔盐炉顶均匀的撒入炉内。该布料器具有布料固体废盐均匀，且由于其特有密封性设计，可以防止熔盐炉炉气外泄，减少了气流输送需要先干燥、碾磨、筛分等设备单元以及干燥、碾磨、筛分过程中废盐含有的有机物的挥发和碾磨筛分粉尘带来的二次环境污染问题。

本实用新型的废盐干燥、预热和熔化一体化熔盐炉：主要包括炉体、炉衬、送风（天然气和空气）管、冷却***等。熔盐炉采用立式炉，炉体按处理废盐功能和温度分布不同，从炉顶到炉底依次分为：废盐干燥、预热段（150~800℃）、废盐熔融段（800~1000℃）、熔融盐滴落段（1000~1100℃）、熔融盐收集段（900~1000℃）。废盐从炉顶均匀撒入熔盐炉，炉低天然气燃烧产生的热量与废盐逆流接触，实现废盐中水分的汽化干燥、废盐的预热及熔融，废盐在炉内停留时间5-12S，由于废盐被加热至熔融态且停留时间较长，废盐晶体间和晶体内的有机杂质充分矿化，废盐得到彻底净化。炉体温度控制和热量的移出采用水冷却方式，为了防炉体侵蚀和破坏，采用不同的耐火材料内衬。

本实用新型的熔融盐冷却和造粒：是指炉底流出的熔融净盐经过炉外过滤和布料器，将熔融盐散布到由调速电机拖动的不锈钢带上，钢带可根据需要单面钻有不同孔径的钻孔，由于钢带背面冷却水的强制冷却作用，散布到钢带上的熔融盐被迅速冷却、凝固成形，净盐成形的形状为近似半球状，通过调整孔径，可制成不同粒径的近似半球状的净盐颗粒，收集后包装。

本实用新型的有机废气热破坏和净化：废盐在一体化熔盐炉下降过程中，干燥、预热低温段段会有少量的有机废气未完全燃烧而热解出来，这部分有机废气进入蓄热式热氧化炉（RTO炉）在720-850℃温度下进一步破坏，燃烧生成的废气含有的酸性物质经过碱洗后达标排放。

有益效果：与现有方法比较，本实用新型的显著优点包括：

1）本实用新型采取高温熔融法不仅可以完全矿化废盐晶体间夹带的有机杂质，由于废盐加热到熔融状态，废盐晶体内的有机杂质也得以充分矿化，得到的净盐纯度高、有机杂质微量，不需要再次提纯，可以直接资源化利用；

2）本实用新型采用立式的熔盐炉，废盐干燥、预热、熔融在熔盐炉内下降过程中实现，不需要另外的废盐干燥、预热设施，避免因废盐干燥、预热过程产生的有机废气收集问题；另外因为是立式炉，克服了回转式加热炉、多层圆盘裂解炉等设备中废盐局部熔融导致设备粘结问题；

3）本实用新型废盐采用无料钟顶布料器，加料均匀，减少了废盐因气流输送方式所需的干燥、碾磨过程以及其过程的有机废气产生和收集环节；

4）由于废盐熔融冷却后容易结块，本实用新型熔融盐可实现连续冷却、造粒，且根据需要可制成不同粒径净盐颗粒；

5）本实用新型采用蓄热式热氧化炉（RTO炉）处理熔盐过程中产生的少部分未燃烧完全的有机废气，避免废盐处理过程中废气的二次污染问题。

附图说明

图1是用于废盐资源化的工艺装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施实例对本实用新型进一步说明，应当指出，对于本领域的普通方法人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也视为属于本实用新型的保护范围。

用于废盐资源化的工艺装置的专用装置，如图1所示，主要结构部件包括净盐料仓1、带式冷却造粒机2、熔盐过滤器3、空气和天然气入口4、熔盐炉5、废盐料仓6、胶带送料机7、布料器8、气体过滤器9、碱洗塔10、阻火器11、切换阀12、RTO炉13、碱洗塔14和净化气烟囱15，分为废盐供料***、废盐熔融***、尾气处理***、熔盐冷却造粒***。

其中，废盐供料***包括废盐料仓6、胶带送料机7，胶带送料机7设在废盐料仓6和布料器8之间；废盐熔融***包括布料器8、熔盐炉5、空气和天然气入口4，布料器8设在熔盐炉5顶部并与熔盐炉5连通，空气和天然气入口4设在熔盐炉5下部熔融盐出口上部与熔盐炉5连通；尾气处理***包括气体过滤器9、碱洗塔10、阻火器11、切换阀12、RTO炉13、碱洗塔14和净化气烟囱15，气体过滤器9与熔盐炉5气体出口连通，气体过滤器9、碱洗塔10、阻火器11、RTO炉13、碱洗塔14、净化气烟囱15依次串联连通，在阻火器11与RTO炉13、RTO炉13与碱洗塔14的连通管路上均设有切换阀12；净盐冷却造粒***包括熔盐过滤器3、带式冷却造粒机2、净盐料仓1，熔盐过滤器3与熔盐炉5熔盐出口连通，熔盐过滤器3、带式冷却造粒机2、净盐料仓1依次串联连通。

在废盐熔融***上还需额外配设空气和天然气送风***、循环水冷却***，用于通风和降温。送风***是指天然气和助燃气体空气，废盐熔融所需的热量采用清洁能源天然气燃烧产生，空气采用风机输送、天然气采用管道输送，空气管和天然气管沿一体化熔盐炉的熔融盐滴落段均匀布置。循环水冷却***：由于熔盐炉炉内温度比较高，为了降低内衬温度，保护炉内衬，延长使用寿命，采用水冷却***移走内衬多余热量。

在该专用装置中，熔盐炉5是横断面为圆形的竖炉，用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬，耐火砖内设换热设施。炉体至上而下分为干燥、预热段（150~800℃）、废盐熔融段（800~1000℃）、熔融盐滴落段（1000~1100℃）、熔融盐收集段（900~1000℃）。废盐通过布料器8从炉顶均匀撒入炉内，从位于炉子下部沿炉周的风口送入天然气和空气，天然气燃烧产生的高温烟气在炉内上升过程中实现废盐干燥、预热和废盐中的有机物燃烧焚毁，炉底收集的熔融盐从熔融盐出口流出进入净盐冷却造粒***。产生的燃烧尾气以及干燥、预热段产生的少部分有机废气从炉顶排气口排出进入尾气处理***。内衬以及炉内温度采用炉内换热设施及炉外循环冷却水***控制内衬及炉内温度。

在该专用装置中，布料器8采用无料钟炉顶布料方式，根据需要分为串罐和并罐无料钟炉顶结构，主要包括依次串联连接的受料罐、排料阀、料流调节阀、中心喉管、布料器、旋转溜槽，其特点是对于固体料，调节旋转溜槽倾角可实行多种均匀布料方式。废盐料仓6中的废盐经过胶带送料机7输送到布料器8中的受料罐，通过布料器均匀加入熔盐炉8。

在净盐冷却造粒***中，熔盐炉5出来的熔融盐流进熔盐过滤器3，去除熔盐中炭灰和其他杂质，通过带式冷却造粒机2自带的布料器，均匀的流经带有单面钻孔的不锈钢带上，调节钢带背面冷却水流量和钻孔大小，实现熔盐的快速冷却，按需要生成不同粒径的净盐进入净盐料仓1，包装后作为产品资源化利用。

在尾气处理***中，熔盐炉5出来的熔盐尾气可能还含有少部分未燃烧完全的有机废气以及燃烧过程中生成的酸性气体，尾气可能还带出少部分盐粒，尾气首先经过气体过滤器9，去除盐粒，为进一步去除盐粒以及酸性气体腐蚀后续设备，尾气进入碱洗塔10后，经过阻火器11进入蓄热式热氧化炉（RTO炉）13去除尾气中少部分有机废气。RTO炉为2室以上，内设陶瓷体进行蓄热和换热，配置阻火器11和碱洗塔10作为安全保障措施，进气方向调节为切换阀12。采用天然气为辅助燃料，操作温度为720-850℃， 有机物焚毁效率大于95%。RTO炉出口尾气进一步采用碱洗塔14去除其燃烧过程产生的酸性气体，通过碱洗塔14自带的除雾器除雾后经过引风机通过净化气烟囱15排入大气。

以下实施例均基于上述工艺装置进行。

实施例1

某农药、医药中间体生产企业产生的废盐成分为NaCl 97%、水1.74%、苯甲酸0.23%、3,4-二氯-5-羧酸钠异噻唑0.12%、对甲基苯磺酸0.21%、氨解物0.35%、甲苯0.35%。设备和工艺主要操作技术参数为：熔盐炉控制温度分别为：干燥、预热段200℃、熔融段850℃、熔融盐滴落段1000℃、熔融盐收集段900℃、废盐在炉内停留时间为8S；熔盐炉尾气出口气温为200℃，RTO炉进气温度为50℃，有机废气焚毁室温度为800℃，出RTO炉尾气温度100℃，通过碱洗塔后烟囱尾气排放温度为40℃。通过熔盐炉净化后净盐NaCl含量100%，TOC（总有机碳）未检出，可以满足离子膜烧碱用NaCl质量要求，尾气排放满足《大气污染物综合排放标准》表2中二级标准要求限值和《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）表3中污染物排放限值要求。

实施例2

某颜料生产企业产生的废盐成分为硫酸钠94.86%、1,4-二氨基蒽醌1.74%、1,4-二羟基蒽醌1.21%、有机其他杂质2.19%。设备和工艺主要操作技术参数为：熔盐炉控制温度分别为：干燥、预热段250℃、熔融段900℃、熔融盐滴落段1050℃、熔融盐收集段920℃、废盐在炉内停留时间为10S；熔盐炉尾气出口气温为200℃，RTO炉进气温度为50℃，有机废气焚毁室温度为800℃，出RTO炉尾气温度100℃，通过碱洗塔后烟囱尾气排放温度为40℃。通过熔盐炉净化后净盐硫酸钠含量100%，TOC（总有机碳）未检出，可以满足工业无水硫酸钠（GB/T6009-2014）质量要求，尾气排放满足《大气污染物综合排放标准》表2中二级标准要求限值和《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）表3中污染物排放限值要求。

Claims (5)

1.一种用于废盐资源化的工艺装置，其特征在于：包括废盐供料***、废盐熔融***、尾气处理***和净盐冷却造粒***；所述的废盐供料***包括废盐料仓、胶带送料机，胶带送料机设在废盐料仓和布料器之间；所述的废盐熔融***包括布料器、熔盐炉、空气和天然气入口，布料器位于熔盐炉顶部，空气和天然气入口位于熔盐炉下部；所述的尾气处理***包括依次串联的气体过滤器、碱洗塔、阻火器、RTO炉、碱洗塔和净化气烟囱；所述的净盐冷却造粒***包括熔盐过滤器、带式冷却造粒机、净盐料仓，带式冷却造粒机设在熔盐过滤器与净盐料仓之间，熔盐过滤器与熔盐炉相连。

2.根据权利要求1所述的用于废盐资源化的工艺装置，其特征在于：所述熔盐炉为废盐干燥、预热和熔融一体化炉；熔盐炉是横断面为圆形的竖炉，用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬，耐火砖内设冷却水换热设施，炉子下部沿炉周布设天然气和空气送入口，炉底设有熔融盐自流出口；炉体按处理废盐功能和温度分布不同，至上而下分为干燥、预热段、废盐熔融段、熔融盐滴落段、熔融盐收集段，废盐在炉内停留时间5-12S。

3.根据权利要求1所述的用于废盐资源化的工艺装置，其特征在于：所述废盐布料器位于熔盐炉顶部，采用无料钟炉顶布料方式，根据需要分为串罐和并罐无料钟炉顶结构，包括受料罐、排料阀、料流调节阀、中心喉管、布料器、旋转溜槽。

4.根据权利要求1所述的用于废盐资源化的工艺装置，其特征在于：所述熔融盐冷却造粒机包括调速电机、单面钻孔钢带、钢带背面冷却水喷洒装置。

5.根据权利要求1所述的用于废盐资源化的工艺装置，其特征在于：炉体的干燥、预热段温度为150~800℃、废盐熔融段温度为800~1000℃，熔融盐滴落段温度为1000~1100℃，熔融盐收集段温度为900~1000℃。