CN102951660A - 一种处理环己酮皂化废碱的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理环己酮皂化废碱的方法，包括：废碱喷入碱回收炉，使用燃料助燃，在含氧气体存在下燃烧废碱，燃烧产生的尾气经由电除尘回收干态的碱灰，燃烧形成的熔融物从炉底溜子槽流出，其特征在于：溜子槽流出的熔融物被流体破碎后以颗粒或粉末状形式进入水溶液中，再通过固液分离设备从水溶液中取出，得到含湿粗碱；使用送料装置将含湿粗碱送入一级或多级串联的干燥器中，所述的干燥器内设有鳞板式输送线、供热风罩、搅料器和抽湿风罩；干燥器中通入高温气体作为干燥热源，含湿粗碱中水分蒸发而排出的水蒸气及完成热转换后的尾气由布置在干燥器内的抽湿风罩通过抽湿风路系统排出系统外；含湿粗碱经过干燥器干燥后，从最后一级干燥器出口出料。本发明的优点在于以干燥粗碱的方式完全回收废碱焚烧产生的熔融物，干燥效果好，回收物含水量低，而且不产生废水，可用于环己酮等化学工业生产，具有良好的环保意义和经济效益。

Description

一种处理环己酮皂化废碱的方法

技术领域

本发明涉及一种处理环己酮皂化废碱的方法，更具体地涉及到一种对于废碱焚烧产生的湿碱的干燥方法，属于化工生产中的高浓度废液处理和循环利用。 

背景技术

目前环己酮工业规模生产大都采用环己烷氧化工艺，在分解和皂化过程中，产生大量高浓度皂化废碱液，COD为30万mg/L以上、产出量为>0.9吨/吨环己酮。高浓度皂化废碱的无害化处理在2000年以前曾经是制约国内外环己酮行业发展的重要因素，环己酮行业因此纷纷减产甚至关停退出。随着废碱焚烧处理技术的开发和完善，中石化巴陵石化公司作为技术开发单位率先在国内推动环己酮清洁生产模式，并成为国内最大、世界上发展最快的环己酮生产企业。 

已有的废碱焚烧处理技术主要采用碱回收炉方式，如中国专利CN97108274.X“己内酰胺皂化废碱液焚烧处理回收纯碱的方法及其设备”：发明涉及一种己内酰胺皂化废碱液焚烧处理回收纯碱的方法和设备，其特征在于皂化废碱液通过一喷射雾化后喷入高温炉膛，在炉膛内干燥、分解，其中６０～８０％在炉膛中反应生成碳酸钠，随烟气到静电除尘器被收集，２０～４０％下落到炉底，在炉底燃烧，生成熔态碳酸钠，经溜子槽流入溶解槽，形成液碱。用于本发明的焚烧设备包括一个方形炉身和水冷屏，其特征在于炉身内的下部设有两组燃烧器，在燃烧器之间设有皂化废碱液喷射器，炉子底部设有溜子槽。 

该技术存在的问题是：高温熔体由炉子底部所设溜子槽流入水中溶解，易在溶解槽形成爆炸性气体，产生巨大震响，对锅炉本体结构、周围构筑物和操作人员带来了很大安全隐患；炉底燃烧生成熔态碳酸钠，经溜子槽流入溶解槽，形成液碱，作为废水排放，增加了水污染，增加了污水处理场处理负荷和运行费用；而且碳酸钠白白排放，浪费了资源；进入溶解槽的碳酸钠水溶液（绿液）排入污水总管，随着水温下降，碳酸钠溶解度降低，在污水管壁上结晶凝固，久而久之则堵塞污水管，影响正常生产排污。现有技术造成资源浪费、效益流失，又产生了水体碱性污染，尚存在不足之处。 

发明内容

本发明的目的是，发明一种新的处理环己酮皂化废碱的方法，在原碱回收法焚烧废碱技术基础上，克服熔融物直接流入溶解槽的技术缺陷，提高技术的安全性，解决碱水排放的环境污染问题和浪费问题，回收熔融物并实现连续干燥，实现资源可再生利用。 

为解决上述技术问题，本发明提出了燃烧形成的熔融物从炉底溜子槽流出、被流体破碎后以颗粒或粉末状形式进入水溶液中，再通过固液分离设备从水溶液中取出，得到含湿粗碱；使用一级或多级串联的内设有鳞板式输送线、供热风罩、搅料器和抽湿风罩的干燥器，供热风罩装有齿形搅料器，干燥器中通入高温气体作为干燥热源，含湿粗碱经过干燥器干燥后，从最后一级干燥器出口出料的技术方案。 

本发明采用的技术方案如下： 

使用燃料助燃，将炉膛温度保持在900°C以上，将废碱喷入碱回收炉，废碱在含氧气体存在下燃烧，副产蒸汽，燃烧产生尾气经由电除尘回收干态的碱灰，燃烧形成的熔融物从炉底溜子槽流出然后被流体破碎后以颗粒或粉末状形式进入水溶液中，再通过固液分离设备从水溶液中取出，得到含湿粗碱。按如下的方法干燥含湿粗碱：使用送料装置将含湿粗碱送入一级或多级串联的干燥器中，所述的干燥器内设有鳞板式输送线、供热风罩、搅料器和抽湿风罩；干燥器中通入高温气体作为干燥热源，含湿粗碱中水分蒸发而排出的水蒸气及完成热转换后的尾气由布置在干燥器内的抽湿风罩通过抽湿风路系统排出系统外；含湿粗碱经过干燥器干燥后，从最后一级干燥器出口出料。

上述技术方案中，所述干燥器，设有与供热风路相连的供热风罩3~8组；在每个供热风罩装有1~5套齿形或耙形搅料器，作用是将粗碱打散及抛起，一方面防止粗碱板结，另一方面使物料与高温烟气充分接触。 

上述技术方案中，用于将物料送入干燥器的送料装置是振动排水喂料装置。需干燥的粗碱通过出料台的滑槽首先导入振动排水喂料装置，此时粗碱为含有大量水份的流体状物料，含水率为4~40%wt，在振动排水喂料装置中装有振动电机及导水网和导水槽，在振动作用下，物料中部分自由水分将排出，降低进入干燥器的碱石物料水分；在喂料斗内装有一套齿形或耙形搅料器，其作用是打散团块的物料及均匀喂料；另外在振动排水喂料装置中装有导料器及喂料调节装置，能保证均匀的向干燥器喂料，喂料量可根据产量进行调节，此作用还可以将瞬时大峰值粗碱物料均匀的分解到一定时间段内进行烘干，以消化掉物料峰值对干燥效能的影响。 

上述技术方案中，干燥器的级数为1~6级，串联的干燥器每级之间是阶梯式降位连接。 

上述技术方案中，在干燥器中采用鳞板式输送线输送含湿粗碱，粗碱物料落在鳞板上，鳞板两边用耐温的板材导向，鳞板式输送线的出口处装有一个集料斗和一个刮料器，以将物料打成散状均匀的导入下一级干燥器的输送线上。 

上述技术方案中，干燥热源可以选自热空气、热氮气、烟道气及废碱燃烧后产生的烟气，温度为110~500℃。 

 本发明的优点在于：采用上述技术方案，使废碱焚烧时产生的熔融物全部回收，回收的粗碱干燥效果好，可以达到含水率在3%以下。相对于现有技术，工艺废水排放率降低100%，熔融物中碳酸钠的回收率由0提高到100%，而且完全克服了熔融物在溶解槽中发生爆炸的问题。以10万吨/年的环己酮规模计，可处理废碱9.5万吨/年，减少10%碳酸钠水溶液排放15万吨/年，回收含碳酸钠粗碱8000吨/年。 

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行详细说明，但不是限制本发明的范围。 

（1）通过碱回收法焚烧技术处理废碱液： 

碱回收法焚烧技术流程如下：皂化废液，COD值为35万mg/l，浓度50%wt，经碱液泵加压1.8~2.5Mpa左右后送入皂化液喷枪，在泵出口管通过夹套用蒸汽加热皂化液到100~120℃以上，喷枪喷出的皂化液进入碱回收锅炉，流量11.9吨/小时，以微小液滴形式播散于炉内悬浮干燥，并在炉膛空间进行燃烧。较大的颗粒在炉膛空间来不及燃烧，落到炉底垫层上燃尽。使皂化液中的有机酸钠盐转化成Na₂CO₃，反应中放出大量热量。

燃料油气（低位燃烧热值13MJ/kg），经燃油管线回路调节稳压到0.3~0.7mpa，再经蒸气雾化油枪入炉燃烧，流量2.3吨/小时。 

加入炉内的空气经鼓风机、空气加热器加热到150℃，再经换热器与烟气换热至350℃左右，分二段送入炉内（即一、二次风）。脱盐水由锅炉给水泵送到下省煤器、上省煤器后进入上锅筒，经锅炉对流管束，至下锅筒，再沿下降管到水冷壁下集箱、水冷壁上集箱、水冷屏下集箱、上集箱，在炉膛内吸热形成汽水混合物再回到上锅筒，在上锅筒内汽水分离将饱和蒸汽送出，而水继续循环。 

皂化液和燃料油气在炉内燃烧，反应放热加热炉水产生1.27Mpa的副产蒸汽。 

燃烧后的灰份随烟气至锅炉尾部沉积或被电除尘捕集回收。回收的碱灰中主要成份为碳酸钠，纯度在85%以上。 

电除尘后的烟气经引风机引入烟囱排空。 

产生的熔融物（主要是Na₂CO₃）高温下呈熔融状在炉底溜子口溜出。 

（2）处理溜子口溜出的熔融物实例： 

对比例：

通过上述碱回收法焚烧技术处理废碱液，所产生的熔融物（主要是Na₂CO₃）高温下呈熔融状在炉底溜子口溜出，温度为980℃，流入一8m³的溶解槽，溶解槽还通入清水，搅拌下配成5~15%碱性水溶液，PH值为11，温度80℃。该碱性溶液排入废水管，流量为15万吨/年。

实施例： 

通过上述碱回收法焚烧技术处理废碱液，所产生的熔融物（主要是Na₂CO₃）高温下呈熔融状在炉底溜子口溜出，温度为980℃，经溜子槽进入到熔融物粉化区域，被喷嘴射出的高速流体冷却、破碎变成颗粒或粉末状。被破碎的粗碱以一定速度随流体进入导流筒，被水溶液进一步冷却，并载送进入到刮板机中，分离出固相得到含湿粗碱；固液分离设备中分离出的水相进入水槽或水箱等中间容器中，再加压循环至筒状管道和喷嘴。

由刮板机分离出的固相为含湿粗碱，量为1.41t/h，为含有大量水份的流体状物料，含水率达30%，通过出料台的滑槽首先导入振动排水喂料装置，此时含湿粗碱在振动作用下，排出部分自由水分，水分降低到15%，量为1.16t/h。粗碱通过导料器进入一级干燥器。排出的自由水收集、回收作为工艺水使用。 

一级干燥器采用如下参数：导料宽度：1500MM、干燥器外型尺寸(长X宽)：19000X400MM、鳞板式输送线长：31000MM。设有与供热风路相连的供热风罩7组，每组供热风罩装有5套齿形搅料器。设有与抽湿风路相连的抽湿风罩7组， 

粗碱进入一级干燥器后落在不锈钢鳞板上缓慢的运行，途中不断的与供热风路通过供热风罩供给的高温烟气接触，将粗碱中的吸附水从物料中蒸发出来而排出.鳞板式输送线的头部（即干燥器出口处）装有一个集料斗和一个刮料器，将物料打成散状均匀的导入下一级干燥器的输送线上。

粗碱物料中水分蒸发出来而排出的水蒸气及完成热转换后的低温烟气由布置在一级干燥器内的7组抽湿风罩通过抽湿风路系统经烟囱排向空中 

一共采用6级串联干燥器进行粗碱干燥，其余5级干燥器与第一级干燥器具有相同的结构和参数，采用阶梯式降位连接方式，一级干燥器高度为4200mm，其余2~6级干燥器高度分别为4000mm、3800mm、3600mm、3400mm、3200mm。

干燥热源为废碱焚烧尾气，温度为160℃，流量为8000nm³/h。 

完成干燥后的干粗碱，量为1.01t/h，含水1.8%。输送到料仓后，计量包装。 

实施过程中，废碱水排放量为0，废碱焚烧过程所产生的熔融物得到全部回收。 

Claims (6)

1.一种处理环己酮皂化废碱的方法，包括：废碱喷入碱回收炉，使用燃料助燃，在含氧气体存在下燃烧废碱，燃烧产生的尾气经由电除尘回收干态的碱灰，燃烧形成的熔融物从炉底溜子槽流出，其特征在于：溜子槽流出的熔融物被流体破碎后以颗粒或粉末状形式进入水溶液中，再通过固液分离设备从水溶液中取出，得到含湿粗碱；使用送料装置将含湿粗碱送入一级或多级串联的干燥器中，所述的干燥器内设有鳞板式输送线、供热风罩、搅料器和抽湿风罩；干燥器中通入高温气体作为干燥热源，含湿粗碱中水分蒸发而排出的水蒸气及完成热转换后的尾气由布置在干燥器内的抽湿风罩通过抽湿风路系统排出系统外；含湿粗碱经过干燥器干燥后，从最后一级干燥器出口出料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：干燥器设有与供热风路相连的供热风罩3~8组；在每个供热风罩装有1~5套齿形或耙形搅料器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：用于将物料送入干燥器的送料装置是振动排水喂料装置，包括：提供振动作用排出物料中部分自由水分的振动电机及导水网和导水槽；喂料斗及内装的齿形或耙形搅料器；向干燥器喂料的导料器及喂料调节装置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：干燥器的级数为1~6级，串联的干燥器每级之间是阶梯式降位连接。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在干燥器中采用鳞板式输送线输送含湿粗碱，粗碱物料落在鳞板上，鳞板两边用耐温的板材导向，鳞板式输送线的出口处装有一个集料斗和一个刮料器。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：干燥热源可以选自热空气、热氮气、烟道气及废碱燃烧后产生的烟气，温度为110~500℃。