CN107185948A - 一种工业废盐系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境保护技术领域，尤其涉及一种工业废盐系统及方法，其中，该系统包括废盐预处理单元、废盐热解析装置、高温除尘单元、油气冷凝单元、气体净化单元、液体净化回收单元、燃烧器、蒸发结晶单元、盐渣余热回收单元。本发明无害化处理彻底、资源回收率高、处理能耗低，经该系统处理后的废盐回收率可达80％。
Description
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，尤其涉及一种工业废盐系统及方法。
背景技术
工业废盐指工业生产过程中排出的各种废渣、粉尘及其它废物。工业领域有很多企业在生产过程中有废盐产生。如在有机和无机化工产品生产过程中，产生大量的含盐废水，经蒸发浓缩后形成固态晶体，该结晶盐中含油大量的有机或无机杂质；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，回收利用工业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。
目前对工业废盐资源化的处理工艺普遍采用化学法和高温热解法。化学法处理，工艺路线长，投资大，生产成本高。高温煅烧法高温热解法，工艺路线短，生产成本低，投资少，所得重结晶的无机盐质量较好，且二次污染物容易控制，工艺过程符合环保要求，符合目前国内废盐回收和资源化利用的产业方向。现有高温热解处理工艺主要是采用高温热风直接或间接与废盐进行换热，使废盐中有机物在高温条件下完成裂解，所采用的设备主要有回转式加热炉、多层圆盘裂解炉等。但是这种处理工艺能效较低，以高温裂解回转式加热炉工艺为例，由于燃烧采用直接点火燃烧的方式，高温尾气温度达到300℃-500℃，直接外排，燃烧效率不足70％。另外，间接换热过程由于废盐与热风接触时间有限，盐分本身的温度并未达到期望温度，残留有机组分含量难于控制，对温度控制要求较高；直接换热过程有机物热解产生的热解气与大量烟气混合，使热解气难以回收利用只能与烟气一同排放，达不到资源回收的目的，还会造成二次污染。同时，现有回转式加热炉、多层圆盘裂解炉等无法解决废盐在高温下结圈结块问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种工业废盐无害化处理彻底、资源回收率高、处理能耗低的工业废盐处理系统及方法。
为达到上述目的，本发明提供了一种工业废盐处理系统，包括废盐预处理单元、废盐热解析装置、高温除尘单元、油气冷凝单元、气体净化单元、液体净化回收单元、燃烧器、蒸发结晶单元、盐渣余热回收单元，废盐预处理单元通过管道与废盐热解析装置的进料口连接，废盐热解析装置为多段夹套式间接加热反应器，各段加热反应器顶部均设有高温油气出口，末端下部设有出渣口，燃烧器的烟气出口与废盐热解析装置的烟气入口、蒸发结晶单元的烟气入口依次相连，燃烧器的燃气入口与气体净化单元的气体出口相连接，高温除尘单元设置在废盐热解析装置的各段加热反应器顶部的油气出口之后并通过管线相连，油气冷凝单元的气体出口、液体出口分别与气体净化单元、液体净化回收单元相连，盐渣余热回收单元通过盐渣输送管与蒸发结晶单元相连，燃烧器的空气入口连接预热空气出口。
进一步，废盐预处理单元包括依次相连的料仓、破碎机、振动筛、计量称、螺旋输送机，螺旋输送机与废盐热解析装置相连。
进一步，多段夹套式间接加热反应器内部设有带有内热源的双螺旋推进器，推进器上设有耐磨挡板，多段夹套式间接加热反应器外部设有高温烟气通道，烟气通道内设有折流挡板，高温油气出口通过管线与高温除尘单元的进气口相连，出渣口与盐渣余热回收单元相连，多段夹套式间接加热反应器设有烟气进口及烟气出口，烟气进口与燃烧器相连，烟气出口与蒸发结晶单元的烟气入口相连。
进一步，高温除尘单元布置两级旋风除尘装置或重力除尘装置。
进一步，液体净化回收单元的冷凝水出口通过管线与油气冷凝单元冷的却水入口相连接。
本发明还提供了一种工业废盐处理方法，包括以下步骤：
(1)将工业废盐送至废盐热解析装置，在绝氧条件下被间接加热进而反应得到高温油气和盐渣；
(2)产生的高温油气混合物进入高温除尘单元进行颗粒除尘，然后进入油气冷凝单元降温，分离后得到不凝气和冷凝液；其中，除尘至少为两级除尘；冷凝液经液体净化回收单元处理后得到循环水和有机液体，循环水送至油气冷凝单元作为冷却水循环使用；
(3)不凝气经过气体净化单元净化后，进入燃烧器，与来自盐渣余热回收单元的预热空气配气燃烧，产生的高温烟气依次作为废盐热解析装置及蒸发结晶单元的热源；
(4)废盐热解析装置内热解产生的盐渣及来自高温除尘系统的尘渣在盐渣余热回收单元内与空气换热降温后进入蒸发结晶单元进一步处理回收纯盐。
进一步，步骤(1)中废盐进入料仓，输送至破碎机破碎，破碎后废盐经筛分后经计量称计量后由螺旋给料机送至废盐热解析装置内逐步升温。
进一步，废盐热解析装置为多段夹套式间接加热反应器，内部设有双螺旋推进器，推进器上设有耐磨挡板，外部设有高温烟气通道，通道内设有折流挡板，高温烟气在高温烟气通道内流动为加热反应器内物料提供热量。
进一步，步骤(1)中加热的温度为500～650℃，反应包括100-150℃脱水、150-380℃有机物蒸发、380-600℃裂解，停留时间为30～60min。
进一步，步骤(3)中燃烧器产生的高温烟气为600-800℃，经与废盐热解析装置加热反应器内物料间接换热后降温到380-450℃，再与蒸发结晶单元换热降温到200℃以下后排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：克服了现有废盐高温热解技术中存在的废盐残留有机组分含量难于控制，热解气难以回收利用，能效较低、二次污染及废盐在高温下结圈结块等问题，经本发明的工艺及系统处理后的废盐回收率可达80％。
附图说明
图1是本发明一种工业废盐处理方法一实施例的工艺流程图；
图2是本发明一种工业废盐处理系统一实施例的结构框图。
图中标号：
1、料仓，2、破碎机，3、振动筛，4、计量称，5、螺旋输送机，6、废盐热解析装置，7、高温除尘单元，8、油气冷凝单元，9、气体净化单元，10、燃烧器，11、液体净化回收单元，12、盐渣余热回收单元，13、蒸发结晶单元。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
参图1至图2所示，本实施例提供了一种工业废盐处理系统，包括由料仓1、破碎机2、振动筛3、计量称4、螺旋输送机5组成的废盐预处理单元，废盐热解析装置6，高温除尘单元7，油气冷凝单元8，气体净化单元9，燃烧器10，液体净化回收单元11、盐渣余热回收单元12、蒸发结晶单元13。废盐预处理单元包括料仓1、破碎机2、振动筛3、计量称4、螺旋输送机5，通过管道与废盐热解析装置6进料口连接，废盐热解析装置6为多段夹套式间接加热反应器，夹套为烟气通道设有高温烟气进出口，加热反应器内部设有双螺旋推进器，推进器上设有耐磨挡板，外部设有高温烟气通道，通道内设有折流挡板。废盐热解析装置6各段加热反应器上分别设有高温油气出口，末端加热反应器下部设有总出渣口，各高温油气出口通过管线与高温除尘单元7的进气口相连，除尘后高温油气进入油气冷凝单元8，出渣口与盐渣余热回收单元相连12。高温除尘单元7根据处理量可选择旋风除尘或重力除尘，为保证除尘效果至少为两级除尘。油气冷凝单元8气体出口与气体净化单元9相连，液体出口与液体净化回收单元11相连。液体净化回收单元11回收的冷凝水出口通过管线与油气冷凝单元8冷却水入口相连接。盐渣余热回收单元12的空气进口与空气鼓风机相连，盐渣余热回收单元12设置盐渣输送管与蒸发结晶单元13相连，盐渣余热回收单元12预热空气出口通过管线与燃烧器10空气入口相连。燃烧器10烟气出口与废盐热解析装置6烟气入口、蒸发结晶单元13烟气入口依次相连，燃烧器10燃气入口与气体净化单元9的气体出口相连接。本实施例提供的工业废盐处理系统无害化处理彻底、资源回收率高、处理能耗低，经该系统处理后的废盐回收率可达80％。
利用上述工业废盐处理系统处理工业废盐，其处理工艺包括如下步骤：
(1)工业废盐进入料仓，输送至破碎机破碎，破碎后废盐经振动筛筛分，计量称称重计量后由螺旋给料机送至废盐热解析装置；
(2)预热空气(150-200℃)和来自气体净化单元的洁净气体在燃烧器内燃烧产生高温烟气(600-800℃)，高温烟气(600-800℃)通入废盐热解析装置的夹套，对废盐热解析装置加热反应器内的物料进行间接加热升温，换热后烟气(380-450℃)进入蒸发结晶单元继续换热降温到200℃以下排出；
(3)废盐热解析装置的多段加热反应器内的废盐在绝氧条件下被加热至500-650℃，进行脱水(100-150℃)、有机物蒸发(150-380℃)、裂解(380-600℃)等反应，产生的油气混合物通过顶部管道进入高温除尘单元进行颗粒除尘，然后进入油气冷凝单元降温(60-80℃)，分离后得到不凝气和冷凝液；
(4)不凝气经过气体净化单元净化后，进入燃烧器，与来自盐渣余热回收单元的预热空气(100-200℃)配气燃烧，产生的高温烟气(600-800℃)作为废盐热解析装置的热源。冷凝液经液体净化回收单元处理后得到循环水和有机液体，循环水送至油气冷凝单元作为冷却水循环使用；
(5)废盐热解析装置内热解产生的盐渣(450-600℃)及来自高温除尘系统的尘渣在盐渣余热回收单元内与空气换热降温后进入蒸发结晶单元进一步处理回收纯盐。
实施例1
采用上述工艺及系统，处理某工业废钠盐，该废钠盐的主要组成为对硝基甲苯邻磺酸(PNTS)、硫酸钠、4,4-二硝基二苯乙烯-二磺酸(DNS)。
参见图2，以上述废钠盐为例，工业废钠盐进入料仓1，输送至破碎机2破碎，振动筛3筛分，计量称4称重后由螺旋输送机5以200kg/h的处理量送至废盐热解析装置6的多段加热反应器内在绝氧条件下被逐步加热，先后进行脱水(100-120℃)、有机物蒸发(120-350℃)、有机物裂解(350-580℃)等反应，产生的油气混合物通过顶部管道进入高温除尘单元7进行颗粒除尘，然后进入油气冷凝单元8降温(70℃)，分离后得到不凝气和冷凝液；不凝气经过气体净化单元9净化后，进入燃烧器10，与来自盐渣余热回收单元12的预热空气(150℃)配气燃烧，产生的高温烟气(800℃)通入废盐热解析装置6的夹套，对废盐热解析装置6加热反应器内的物料进行间接加热升温，换热后烟气(400℃)进入蒸发结晶单元13继续换热降温到200℃排出。冷凝液经液体净化回收单元11处理后得到循环水和有机液体，循环水送至油气冷凝单元8作为冷却水循环使用；废盐热解析装置6内热解产生的盐渣(550℃)及来自高温除尘系统7的尘渣在盐渣余热回收单元12内与空气换热降温后进入蒸发结晶单元13进一步处理回收纯盐。热解产物产率情况见下表。
表1热解产率分析
| 固体产率 | 气体产率 | 液相产率 |
| 71.85％ | 21.15％ | 7.00％ |
废盐在上述系统内在绝氧条件下被分段加热，进行脱水、有机物蒸发、裂解等反应，产生的油气混合物经除尘、冷凝净化分离后得到不凝气和冷凝液，不凝气作为燃料为系统提供热量，盐渣经余热回收后经蒸发结晶处理得到提纯盐。该系统与工艺可以克服现有废盐高温热解技术中存在的废盐残留有机组分含量难于控制，热解气难以回收利用，能效较低、二次污染及废盐在高温下结圈结块等问题。经本发明的工艺及系统处理后的废盐回收率可达80％。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (10)
1.一种工业废盐处理系统，其特征在于，包括废盐预处理单元、废盐热解析装置、高温除尘单元、油气冷凝单元、气体净化单元、液体净化回收单元、燃烧器、蒸发结晶单元、盐渣余热回收单元，所述废盐预处理单元通过管道与废盐热解析装置的进料口连接，所述废盐热解析装置为多段夹套式间接加热反应器，各段加热反应器顶部均设有高温油气出口，末端下部设有出渣口，所述燃烧器的烟气出口与所述废盐热解析装置的烟气入口、蒸发结晶单元的烟气入口依次相连，所述燃烧器的燃气入口与气体净化单元的气体出口相连接，所述高温除尘单元设置在所述废盐热解析装置的各段加热反应器顶部的油气出口之后并通过管线相连，所述油气冷凝单元的气体出口、液体出口分别与所述气体净化单元、液体净化回收单元相连，所述盐渣余热回收单元通过盐渣输送管与所述蒸发结晶单元相连，所述燃烧器的空气入口连接预热空气出口。
2.根据权利要求1所述的一种工业废盐处理系统，其特征在于，所述废盐预处理单元包括依次相连的料仓、破碎机、振动筛、计量称、螺旋输送机，所述螺旋输送机与所述废盐热解析装置相连。
3.根据权利要求1所述的一种工业废盐处理系统，其特征在于，所述多段夹套式间接加热反应器内部设有带有内热源的双螺旋推进器，所述推进器上设有耐磨挡板，所述多段夹套式间接加热反应器外部设有高温烟气通道，所述烟气通道内设有折流挡板，所述高温油气出口通过管线与所述高温除尘单元的进气口相连，所述出渣口与所述盐渣余热回收单元相连，所述多段夹套式间接加热反应器设有烟气进口及烟气出口，所述烟气进口与所述燃烧器相连，所述烟气出口与所述蒸发结晶单元的烟气入口相连。
4.根据权利要求1所述的一种工业废盐处理系统，其特征在于，所述高温除尘单元布置两级旋风除尘装置或重力除尘装置。
5.根据权利要求1所述的一种工业废盐处理系统，其特征在于，所述液体净化回收单元的冷凝水出口通过管线与油气冷凝单元冷的却水入口相连接。
6.一种工业废盐处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将工业废盐送至废盐热解析装置，在绝氧条件下被间接加热进而反应得到高温油气和盐渣；
(2)产生的高温油气混合物进入高温除尘单元进行颗粒除尘，然后进入油气冷凝单元降温，分离后得到不凝气和冷凝液；其中，除尘至少为两级除尘；冷凝液经液体净化回收单元处理后得到循环水和有机液体，循环水送至油气冷凝单元作为冷却水循环使用；
(3)不凝气经过气体净化单元净化后，进入燃烧器，与来自盐渣余热回收单元的预热空气配气燃烧，产生的高温烟气依次作为废盐热解析装置及蒸发结晶单元的热源；
(4)废盐热解析装置内热解产生的盐渣及来自高温除尘系统的尘渣在盐渣余热回收单元内与空气换热降温后进入蒸发结晶单元进一步处理回收纯盐。
7.根据权利要求6所述的一种工业废盐处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述废盐进入料仓，输送至破碎机破碎，破碎后废盐经筛分后经计量称计量后由螺旋给料机送至废盐热解析装置内逐步升温。
8.根据权利要求6所述的一种工业废盐处理方法，其特征在于：所述废盐热解析装置为多段夹套式间接加热反应器，内部设有双螺旋推进器，推进器上设有耐磨挡板，外部设有高温烟气通道，通道内设有折流挡板，高温烟气在高温烟气通道内流动为加热反应器内物料提供热量。
9.根据权利要求6所述的一种工业废盐处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述加热的温度为500～650℃，所述反应包括100-150℃脱水、150-380℃有机物蒸发、380-600℃裂解，停留时间为30～60min。
10.根据权利要求9所述的一种工业废盐处理方法，其特征在于：步骤(3)中所述燃烧器产生的高温烟气为600-800℃，经与废盐热解析装置加热反应器内物料间接换热后降温到380-450℃，再与蒸发结晶单元换热降温到200℃以下后排出。
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