CN107642786A - 一种陶粒生产协同处置危险废物的系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于危废处置与综合利用技术领域，提供了一种陶粒生产协同处置危险废物的方法，主要包括陶粒生产过程和废盐综合利用过程，所述陶粒生产过程包括混料、成型、预烧、焙烧等工艺步骤；废盐综合利用过程包括焚烧、分盐、余热利用、尾气净化等工艺步骤。采用本发明所述工艺，可同时实现高盐危废、高热值危废、污泥、污染土壤、飞灰炉渣等多种固废和危废的协同处置，所有的危废原料和生产过程中产生的烟气、飞灰、炉渣、母液等中间污染物及余热资源均可在系统内部实现资源最大化利用和无害化处置，最终得到高强度陶粒和高纯度氯化钠、硫酸钠产品，尾气达标排放。本发明工艺紧凑合理，易于推广实施，具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于危废处置与综合利用技术领域，提供了一种陶粒生产协同处置危险废物的系统及工艺。
背景技术
危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物，具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性或感染性等危险特性。随着我国工业化进程的加快，工业生产过程排放的危险废物日益增多，据统计，我国危险废物的实际产量已达到6000-10000吨/年，如果危险废物不能得到妥善处理，将会严重破坏生态环境，危害人类健康。
目前，危险废物的主要处理方式有焚烧、固化、填埋等，但传统的处理方式具有能耗高、占地面积大、容易产生二次污染等问题，近年来，国内外学者不断探索创新，在危废无害化、资源化方面取得了诸多成果。例如，专利CN201610026077提供了一种工业危废处理系统及方法，充分利用水泥窑的余热和处置能力，使工业危废的处理达到低成本运行，达到减量化、无害化和资源化的目的。专利CN201610361963提供了一种利用固废、危废生产冷固球烧结矿的方法，将钢铁冶金生产及化工生产中的部分危废进行资源化利用，生产可供高炉使用的烧结矿。
陶粒是经造粒、焙烧生产的一种陶质轻骨料，表面光滑而坚硬，内部为密闭式微孔结构，根据不同性能，广泛用于建材、园林、水处理等行业。烧制陶粒的主要原料有粘土、页岩、粉煤灰等，但随着粘土、页岩资源的限制使用，传统原料配比使得陶粒生产成本居高不下。
由于陶粒焙烧过程中的产生的高温能够满足危废焚烧处置温度，近年来，以工业固废、危废为原料生产陶粒的发明创造不断涌现。例如，专利CN201310166415提供了一种用含油污泥生产的烧结膨胀型轻质陶粒及其制造方法，利用了含油污泥、建筑废渣土、锅炉废渣、木材加工废渣等多种固体废物，制成膨胀型轻质陶粒。专利CN201410552751提供了一种垃圾焚烧灰固化重金属高强陶粒的制备方法，以危险废物——垃圾焚烧飞灰为原料制备高强陶粒，固化重金属，实现危废的资源化利用。
但是，类似上述技术普遍存在危废处置种类有限、产品单一、中间污染物及余热资源难以实现资源最大化利用、容易产生二次污染、对高盐危废等特殊污染物处理能力不足等缺点，因而限制了其使用范围和生产能力。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，创造性地提供了一种陶粒生产协同处置危险废物的系统及方法，采用本发明所述工艺，可同时实现高盐危废、高热值危废、污泥、污染土壤、飞灰炉渣等多种固废和危废的协同处置，所有的危废原料和生产过程中产生的烟气、飞灰、炉渣、母液等中间污染物及余热资源均可在系统内部实现资源最大化利用和无害化处置，最终得到高强度陶粒和高纯度氯化钠、硫酸钠产品，尾气达标排放。本发明工艺紧凑合理，易于推广实施，具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。
本发明首先提供了一种陶粒生产协同处置危险废物的系统，它包括陶粒生产单元和废盐综合利用单元，其中陶粒生产单元包括依次布置的混料工段、成型工段、预烧工段和焙烧工段，废盐综合利用单元包括焚烧工段、分盐工段、余热利用工段、尾气净化工段；其中：
混料工段包括烘干机、粉碎机和搅拌机，三者依次通过皮带连接；
成型工段包括喷水器和成球机，其中成球机进料口通过皮带与上述搅拌机出料口连接，喷水器位于成球机内，将陶粒成型所需液体雾化后喷入成球机；
预烧工段由皮带烘干带组成，皮带烘干带前端连接成球机出料口，成型的陶粒由成球机出料口落到皮带烘干带上，后端连接陶粒窑进料口，陶粒经过预烧直接进入陶粒窑，预烧产生的废气通过管道通入陶粒窑作为助燃空气进行彻底焚毁；
焙烧工段由陶粒窑组成，有3个出料口，一个为陶粒出口，输出陶粒产品；一个为飞灰炉渣出口，飞灰炉渣出口通过废渣传送带与混料工段粉碎机进料口相连，焙烧产生的炉渣直接送入上述混料工段粉碎机；另一个为烟气出口，连接烟气输送管线；
焚烧工段由焚烧炉组成，出料口有两个：一个是烟气出口，连接烟气输送管线，另一个是固体物料出口，由管道连接破碎机进料口，物料通过管道直接落入破碎机中；
焚烧工段的焚烧炉选自鳞板式焚烧炉，由垂直联通的立式炉和卧式鳞片炉组合而成，并配有高温旋风分离器和二燃室，立式炉进口处配有雾化器，可以同时实现高盐废液和高盐固废的彻底焚烧以及焚烧产物的分类。
分盐工段包括依次相连的破碎机、热溶槽和蒸发结晶器，其中，破碎机出料口通过皮带与热溶槽进料口连接，热溶槽出料口分为盐溶液出口和废炉渣出口，废炉渣出口通过皮带与混料工段烘干机进料口相连，盐溶液出口通过管道与蒸发结晶器进料口相连，蒸发结晶器由产品出料口产出结晶后的盐产品，外排结晶母液出口由管道连接成型工段喷水器；分盐产生的外排结晶母液通过管道通入成型工段喷水器，经喷水器喷入成球机；
余热利用工段包括烟气输送管线和余热锅炉，其中烟气输送管线进气口连接陶粒窑、焚烧炉烟气出口，出气口连接烘干机、皮带烘干带、余热锅炉的热源入口，将陶粒窑和焚烧炉产生的烟气直通烟气或通过换热器进行余热利用，余热锅炉蒸汽出口通过管道连接蒸发结晶器蒸汽入口；产生的蒸汽通过管道通入蒸发结晶器。
尾气净化工段包括急冷塔和尾气净化系统，其中急冷塔进料口与上述余热锅炉烟气出口通过管道连接，对余热利用后的烟气进行急冷，急冷塔出料口通过管线与尾气净化系统进料口连接，尾气净化系统的含盐水出口通过管道与蒸发结晶器进料口连接，对急冷后的烟气进行除尘、脱硝脱二噁英、脱酸等处理，尾气净化系统脱酸产生的含盐水通过管道通入蒸发结晶器进行分盐。
应用本发明所提供的陶粒生产协同处置危险废物的系统，可以实现各类危废的综合处理与利用，具体工艺如下：
A、陶粒生产过程
1)混料：原料按重量份配比为:粉煤灰：55-90份，固废或危废：10-45份,利用陶粒窑或废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热将粉煤灰、固废或危废预烘干至含水率≤2％，用快速粉碎机粉磨成粒径为180-250目的粉料，按照配比取量置于搅拌机中，混合均匀；
其中，粉煤灰主要来源于热电厂、危废处置中心、本发明中陶粒窑及分盐工段中的一处或多处，原料易得，并且能够解决固废处理问题；固废或危废来源于污泥、污染土壤、工业炉渣、硅铝废弃物等固废或危废原料中的一种或多种；
其中所述污染土壤来源于石油污染土壤、有机农药污染土壤、重金属污染土壤中的一种或几种；污染土壤的主要成分与粘土类似，因此可作为主要原料烧制陶粒；污染土壤中的有机组分可在陶粒焙烧过程中被彻底分解、气化，起到提高陶粒烧胀率，降低陶粒容重，提高陶粒性能的作用；污染土壤中的重金属在陶粒烧制过程中能够被稳定固化，实现无害化处置，另外，重金属还具有催化氧化活性，可以降低有机物分解温度，促进有机物彻底分解；
其中所述硅铝废弃物来源于硅酸铝保温材料、岩棉、以硅铝为主要成分的工业废催化剂中的一种或几种的组合；上述硅铝废弃物的主要成分为氧化硅、氧化铝，在陶粒烧制中的主要作用是增加部分骨料，提高陶粒强度；
2)成型：将上述混合均匀的物料经皮带送入成球机，用喷水器向成球机内均匀喷入高盐废液或其稀释液，添加量为原料总重量的20-30％，成球盘转速控制在25-40r/min，使坯体粒径达到5-20mm；使坯体形成最佳的孔隙率和致密度。其中所述高盐废液来源于结晶母液、高盐高COD废水、石化废碱液中的一种或几种；
所述高盐废液具有高盐、高有机物的特点，常规处理方法成本高、难度大，采用陶粒窑焙烧，不仅能将其无害化处理，其中所含的盐类物质还具有显著的助熔作用，有利于降低烧成温度，节约能耗；但高盐废液或其稀释液添加量不宜过高，其中所含的盐类物质，按照固体重量折算后，占原料总重的比例应控制在8％以下，高于此范围，则产品盐析现象严重，影响产品使用；
3)预烧：将上述陶粒坯体在皮带烘干带上利用陶粒窑或废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热进行干燥，控制温度为100-200℃，持续时间1-5h，干燥产生的废气流入陶粒窑作为助燃空气进行彻底焚毁；
4)焙烧：将上述预烧完成的陶粒坯体经皮带输送至陶粒窑中进行焙烧，陶粒窑采用煤粉和高热值危废作为燃料，高温段控制在1050-1200℃，烧结时间10-20min，将焙烧完成的陶粒进行快速冷却、筛分即得高强度陶粒成品；陶粒窑产生的飞灰炉渣经废渣传送带传至混料工段的粉碎机，作为陶粒生产原料进行资源化利用，产生的烟气进入烟气输送管线，进行再次利用；
其中所述高热值危废来源于焦油、有机化工釜残、有机废液中的一种或几种；将高热值危废作为部分燃料，实现资源化利用，节约燃料，降低生产成本；
B、废盐综合利用过程：
1)焚烧：对待焚烧高盐固废和高盐废液进行焚烧，高盐固废在卧式鳞片炉内，在700-850℃下焚烧30-45min；高盐废液经雾化后进入立式炉，在700-850℃下焚烧，产生盐固体和烟气，其中盐固体落入卧式鳞片炉继续焚烧，烟气经炉内的高温旋风分离器除去飞灰和盐颗粒(飞灰和盐颗粒落入卧式鳞片炉)，进入二燃室焚烧，停留时间2s以上，二燃室温度控制在1100-1200℃；
焚烧单元添加高热值危废作为燃料，产生的飞灰炉渣送入陶粒生产过程混料工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用；
其中所述待焚烧高盐废液来源于结晶母液、高盐高COD废水、石化废碱液中的一种或几种，主要盐类成分为氯化钠或硫酸钠，具有高盐、高有机物的特点，采用上述方法进行焚烧，可在立式炉内完成水分蒸发、溶剂挥发、有机物热解的过程，得到净化后的固体盐；焚烧温度选择700-850℃，温度过低，有机物热解不充分，温度过高，容易造成盐的融化，造成炉壁耐火材料结焦、腐蚀，并在烟气中夹带盐蒸汽和微小盐液滴，在锅炉表面和烟道内壁结焦，造成堵塞；
其中所述高盐固废来源于有机污染废盐、含油废盐、结晶釜残中的一种或几种的组合，主要盐类成分为氯化钠或硫酸钠，温度的选取原则与焚烧废液相同，焚烧时间选取30-45min能够保证高盐固废中的有机物充分热解，得到净化后的洁净混合固体盐；
其中所述二燃室温度控制在1100-1200℃，停留时间2s以上，可使有机物彻底焚毁，确保烟气中的有毒有害物质彻底分解；
2)分盐：将上述卧式鳞片炉焚烧后的固体排出，用破碎机破碎后，经皮带传送与循环母液一并进行热溶解并过滤，对盐和炉渣进行分离，炉渣进入废渣传送带参与陶粒制作，盐溶液进入蒸发结晶器进行结晶分离，100℃分离硫酸钠，60℃分离氯化钠，经洗涤、干燥即得高纯度硫酸钠和氯化钠产品；分盐工段排出的结晶母液送入陶粒生产过程成型工段的喷水器，作为陶粒生产原料进行资源化利用。
选择100℃分离硫酸钠、60℃分离氯化钠是因为：根据NaCl-Na2SO4-H2O体系的多温相图，随着温度升高，溶液中Na2SO4溶解度不断减少，高温下有利于Na2SO4的析出，因此选择上述分离温度使硫酸钠和氯化钠完全分离，得到高纯度产品；
3)余热利用：对陶粒窑及废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热，采用换热器或直通烟气的方式进行利用，一方面用于陶粒生产过程混料、预烧工段，温度控制在100-200℃，一方面采用余热锅炉副产蒸汽，作为分盐工段蒸发结晶器的蒸汽来源；
余热利用过程实现了本工艺所产烟气在系统内部的多点利用，实现资源价值最大化。
4)尾气净化：经余热利用后的烟气温度控制在550℃左右，进入急冷塔，停留时间1s以内，烟气温度降至200℃后进入尾气净化系统，尾气净化采用危废行业常规工艺，经除尘、脱硝脱二噁英、脱酸等处理步骤后达标排放；其中脱酸产生的含盐水送入分盐工段进行资源化利用；
所述烟气在急冷塔中1s内从550℃迅速降至200℃以下，能够有效避免二噁英的产生，经尾气净化系统处理后达标排放，不产生二次污染。
本发明具有以下优点：
1、本发明提供了一条完整的陶粒生产协同处置危险废物的方法，同时实现高盐危废、高热值危废、污泥、污染土壤、飞灰炉渣等多种固废和危废的协同处置，尤其适用于高盐危废处置这一行业难题；
2、本工艺以多种危废为原料，最终产品为高强度陶粒和高纯度氯化钠、硫酸钠，真正做到变废为宝；
3、本工艺生产过程中产生的烟气、飞灰、炉渣、母液等中间污染物及余热资源均在系统内部实现资源最大化利用和无害化处置，不产生二次污染，环境效益和经济效益显著。
附图说明
图1为本发明工艺流程图；
图2为本发明系统的结构示意图；
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
系统实施例
一种陶粒生产协同处置危险废物的系统，它包括陶粒生产单元和废盐综合利用单元，其中陶粒生产单元包括依次布置的混料工段、成型工段、预烧工段和焙烧工段，废盐综合利用单元包括焚烧工段、分盐工段、余热利用工段、尾气净化工段；其中：
混料工段包括烘干机、粉碎机和搅拌机，三者依次通过皮带连接；
成型工段包括喷水器和成球机，其中成球机进料口通过皮带与上述搅拌机出料口连接，喷水器位于成球机内；
预烧工段由皮带烘干带组成，皮带烘干带前端连接成球机出料口，后端连接陶粒窑进料口；
焙烧工段由陶粒窑组成，有3个出料口，一个为陶粒出口，输出陶粒产品；一个为飞灰炉渣出口，飞灰炉渣出口通过废渣传送带与混料工段粉碎机进料口相连；另一个为烟气出口，连接烟气输送管线；
焚烧工段由焚烧炉组成，出料口有两个：一个是烟气出口，连接烟气输送管线，另一个是固体物料出口，由管道连接破碎机进料口；
分盐工段包括依次相连的破碎机、热溶槽和蒸发结晶器，其中，破碎机出料口通过皮带与热溶槽进料口连接，热溶槽出料口分为盐溶液出口和废炉渣出口，废炉渣出口通过皮带与混料工段烘干机进料口相连，盐溶液出口通过管道与蒸发结晶器进料口相连，外排结晶母液出口由管道连接成型工段喷水器，分盐产生的外排结晶母液通过管道通入成型工段喷水器，经喷水器喷入成球机；
余热利用工段包括烟气输送管线和余热锅炉，其中烟气输送管线进气口连接陶粒窑、焚烧炉烟气出口，出气口连接烘干机、皮带烘干带、余热锅炉的热源入口，直通烟气或通过换热器进行余热利用，余热锅炉蒸汽出口通过管道连接蒸发结晶器蒸汽入口；
尾气净化工段包括急冷塔和尾气净化系统，其中急冷塔进料口与上述余热锅炉烟气出口通过管道连接，对余热利用后的烟气进行急冷，急冷塔出料口通过管线与尾气净化系统进料口连接，尾气净化系统的含盐水出口通过管道与蒸发结晶器进料口连接。
工艺实施例1
A、陶粒生产过程：
1)原料预处理与混料：粉煤灰：70份，污水厂生化污泥：10份，物化污泥：2份，石油污染土壤：10份，炉渣：5份，废硅酸铝保温材料：3份；利用陶粒窑或废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热将粉煤灰和固废或危废预烘干至含水率1.8％，用快速粉碎机粉磨成粒径为200目的粉料，置于搅拌机中，混合均匀；
2)成型：将上述混合均匀的物料经皮带送入成球机，用喷水器向成球机内均匀喷入高盐废液稀释液，成球盘转速控制在35r/min，使坯体粒径达到10±2mm；使坯体形成最佳的孔隙率和致密度。高盐废液稀释液：粉料总重的30％；
其中，高盐废液稀释液中盐类物质占粉料总重的比例为5％；
3)预烧：将上述陶粒坯体在皮带烘干带上利用陶粒窑或废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热进行干燥，控制温度为120℃，持续时间3h，干燥产生的废气流入陶粒窑作为助燃空气进行彻底焚毁；
4)焙烧：将上述预烧完成的陶粒坯体经皮带输送至陶粒窑中进行焙烧，陶粒窑采用煤粉和高热值危废作为燃料，高温段控制在1100℃，烧结时间15min，将焙烧完成的陶粒进行快速冷却、筛分即得高强度陶粒成品；陶粒窑产生的飞灰炉渣送入混料工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用，产生的烟气进入烟气输送管线。
B、废盐综合利用过程：
1)焚烧：对待焚烧高盐废液和高盐固废进行焚烧；其中待焚烧高盐废液为石化废碱液，主要盐类成分为氯化钠和硫酸钠，重量比氯化钠：硫酸钠≈1:1，高盐固废为含油废盐，主要盐类成分为氯化钠和硫酸钠，重量比氯化钠：硫酸钠≈1:1；石化废碱液经雾化进入立式炉，在750℃下焚烧，产生的盐固体落入卧式鳞片炉继续焚烧；含油废盐平铺在卧式鳞片炉内，在850℃下焚烧35min；焚烧产生的烟气经高温旋风分离器除去飞灰和盐颗粒，再进入二燃室焚烧，使有机物彻底焚毁，二燃室温度控制在1150℃，停留时间2.2s；焚烧单元添加焦油作为燃料，产生的飞灰炉渣经皮带送入陶粒生产过程混料工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用；
2)分盐：将上述卧式鳞片炉焚烧后的固体排出，用破碎机破碎后，经皮带传送与循环母液一并进行热溶解并过滤，对盐和炉渣进行分离，炉渣进入废渣传送带参与陶粒制作，盐溶液进入蒸发结晶器进行结晶分离，100℃分离硫酸钠，60℃分离氯化钠，经洗涤、干燥即得高纯度硫酸钠和氯化钠产品；分盐工段排出的结晶母液经管道送入陶粒生产过程成型工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用；
3)余热利用：对陶粒窑及废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热，采用换热器的方式进行利用，一方面用于陶粒生产过程预烧工段，温度控制在120℃，一方面采用余热锅炉副产蒸汽，经管线输送至分盐工段蒸发结晶器，作为蒸汽来源；
4)尾气净化：经余热利用后的烟气温度控制在550℃左右，进入急冷塔，停留时间0.8s，烟气温度降至200℃后进入尾气净化系统，尾气净化采用危废行业常规工艺，经除尘、脱硝脱二噁英、脱酸等处理步骤后达标排放；其中脱酸产生的含盐水送入分盐工段进行资源化利用。
经上述工艺生产的产品指标如下：
陶粒：堆积密度为643kg/m3，密度等级为700级，筒压强度为7.2MPA，吸水率6.2％；
氯化钠：纯度98.1％，达到工业盐二级标准；
硫酸钠：纯度98.5％，达到工业无水硫酸钠Ⅱ类一等品标准。
工艺实施例2
A、陶粒生产过程：
1)混料：以危废处置中心及本发明中陶粒窑及废盐焚烧工段产生的粉煤灰为主料，添加河道底泥、有机农药污染土壤、重金属污染土壤、炉渣、FCC废催化剂，利用废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热预烘干至含水率1.6％，用快速粉碎机粉磨成粒径为190目的粉料，按照配比置于搅拌机中，混合均匀；其中各组分占比为：粉煤灰：55份，河道底泥：20份，有机农药污染土壤：10份，重金属污染土壤：5份，炉渣：5份，FCC废催化剂：5份；
2)成型：将上述混合均匀的物料经皮带送入成球机，用喷水器向成球机内均匀喷入水及一定比例的高盐高COD废水，加入液体总量为原料总重的20％，其中水量为10％，高盐高COD废水量为10％，其中成球盘转速控制在25r/min，坯体粒径达到18±2mm，添加的高盐高COD废水中，按照固体重量折算，盐类物质占原料总重的比例为2％；
3)预烧：将上述陶粒坯体在皮带烘干带上利用陶粒窑产生的烟气余热进行干燥，控制温度为100℃，持续时间5h，干燥产生的废气进入陶粒窑作为助燃空气进行彻底焚毁；
4)焙烧：将上述预烧完成的陶粒坯体经皮带输送至陶粒窑中进行焙烧，陶粒窑采用煤粉和有机化工釜残、有机废液作为燃料，高温段控制在1050℃，烧结时间20min，将焙烧完成的陶粒进行快速冷却、筛分即得高强度陶粒成品；陶粒窑产生的飞灰炉渣送入混料工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用，产生的烟气进入烟气输送管线；
B、废盐综合利用过程：
1)焚烧：对待焚烧高盐废液和高盐固废进行焚烧，其中待焚烧高盐废液为结晶母液，主要盐类成分为硫酸钠，高盐固废为有机污染废盐，主要盐类成分为硫酸钠；结晶母液经雾化从立式炉两侧进入，在850℃下焚烧，产生的盐固体落入卧式鳞片炉继续焚烧；有机污染废盐平铺在卧式鳞片炉内，在850℃下焚烧30min；焚烧产生的烟气经高温旋风分离器除去飞灰和盐颗粒，再进入二燃室焚烧，使有机物彻底焚毁，二燃室温度控制在1200℃，停留时间2.3s；焚烧单元添加有机化工釜残、有机废液作为燃料，产生的飞灰炉渣经皮带送入陶粒生产过程混料工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用；
2)分盐：将上述卧式鳞片炉焚烧后的固体排出，用破碎机破碎后，经皮带传送与循环母液一并进行热溶解并过滤，对盐和炉渣进行分离，炉渣进入废渣传送带参与陶粒制作，盐溶液进入蒸发结晶器进行结晶分离，100℃分离硫酸钠，经洗涤、干燥即得高纯度硫酸钠产品；分盐工段排出的少量结晶母液经管道送入陶粒生产过程成型工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用；
3)余热利用：对陶粒窑及废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热，采用换热器的方式进行利用，一方面用于陶粒生产过程混料工段，温度控制在100℃，一方面采用余热锅炉副产蒸汽，经管线输送至分盐工段蒸发结晶器，作为蒸汽来源；
4)尾气净化：经余热利用后的烟气温度控制在550℃左右，进入急冷塔，停留时间0.7s，烟气温度降至200℃后进入尾气净化系统，尾气净化采用危废行业常规工艺，经除尘、脱硝脱二噁英、脱酸等处理步骤后达标排放；其中脱酸产生的含盐水送入分盐工段进行资源化利用。
经上述工艺生产的产品指标如下：
陶粒：堆积密度为526kg/m3，密度等级为600级，筒压强度为6.8MPA，吸水率7.5％；
硫酸钠：纯度99.7％，达到工业无水硫酸钠Ⅰ类优等品标准。
工艺实施例3
A、陶粒生产过程：
1)混料：以热电厂、危废处置中心及本发明中陶粒窑及废盐焚烧工段产生的粉煤灰为主料，添加生活污泥、重金属污染土壤、岩棉，利用陶粒窑产生的烟气余热预烘干至含水率1.5％，用快速粉碎机粉磨成粒径为250目的粉料，按照配比置于搅拌机中，混合均匀；其中各组分占比为：粉煤灰：90份，生活污泥：5份，重金属污染土壤：5份，岩棉：5份；
2)成型：将上述混合均匀的物料经皮带送入成球机，用喷水器向成球机内均匀喷入水及一定比例的石化废碱液，加入液体总量为原料总重的30％，其中水量为10％，石化废碱液为20％，成球盘转速控制在40r/min，坯体粒径达到7±2mm，添加的石化废碱液中，按照固体重量折算，盐类物质占原料总重的比例为4％；
3)预烧：将上述陶粒坯体在皮带烘干带上利用废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热进行干燥，控制温度为200℃，持续时间1h，干燥产生的废气进入陶粒窑作为助燃空气进行彻底焚毁；
4)焙烧：将上述预烧完成的陶粒坯体经皮带输送至陶粒窑中进行焙烧，陶粒窑采用煤粉和有机废液作为燃料，高温段控制在1200℃，烧结时间10min，将焙烧完成的陶粒进行快速冷却、筛分即得高强度陶粒成品；陶粒窑产生的飞灰炉渣送入混料工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用，产生的烟气进入烟气输送管线；
B、废盐综合利用过程：
1)焚烧：对待焚烧高盐废液和高盐固废进行焚烧，其中待焚烧高盐废液为高盐高COD废水，主要盐类成分为氯化钠，高盐固废为结晶釜残，主要盐类成分为硫酸钠；石化废碱液经雾化从立式炉两侧进入，在700℃下焚烧，产生的盐固体落入卧式鳞片炉继续焚烧；含油废盐平铺在卧式鳞片炉内，在700℃下焚烧45min；焚烧产生的烟气经高温旋风分离器除去飞灰和盐颗粒，再进入二燃室焚烧，使有机物彻底焚毁，二燃室温度控制在1100℃，停留时间2.5s；焚烧单元添加有机废液作为燃料，产生的飞灰炉渣经皮带送入陶粒生产过程混料工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用；
2)分盐：将上述卧式鳞片炉焚烧后的固体排出，用破碎机破碎后，经皮带传送与循环母液一并进行热溶解并过滤，对盐和炉渣进行分离，炉渣进入废渣传送带参与陶粒制作，盐溶液进入蒸发结晶器进行结晶分离，100℃分离硫酸钠，60℃分离氯化钠，经洗涤、干燥即得高纯度硫酸钠和氯化钠产品；分盐工段排出的结晶母液经管道送入陶粒生产过程成型工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用；
3)余热利用：对陶粒窑及废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热，采用换热器和直通烟气的方式进行利用，一方面用于陶粒生产过程预烧工段，温度控制在200℃，一方面采用余热锅炉副产蒸汽，经管线输送至分盐工段蒸发结晶器，作为蒸汽来源；
4)尾气净化：经余热利用后的烟气温度控制在550℃左右，进入急冷塔，停留时间0.9s，烟气温度降至200℃后进入尾气净化系统，尾气净化采用危废行业常规工艺，经除尘、脱硝脱二噁英、脱酸等处理步骤后达标排放；其中脱酸产生的含盐水送入分盐工段进行资源化利用。
经上述工艺生产的产品指标如下：
陶粒：堆积密度为826kg/m3，密度等级为900级，筒压强度为9.8MPA，吸水率3.3％；
氯化钠：纯度98.8％，达到工业盐一级标准；
硫酸钠：纯度99.2％，达到工业无水硫酸钠Ⅰ类一等品标准。
工艺实施例4
A、陶粒生产过程：
1)混料：以热电厂及本发明中陶粒窑及废盐焚烧工段产生的粉煤灰为主料，添加污水厂生化污泥、河道底泥、有机农药污染土壤、炉渣、岩棉，利用陶粒窑产生的烟气余热预烘干至含水率1.9％，用快速粉碎机粉磨成粒径为180目的粉料，按照配比置于搅拌机中，混合均匀；其中各组分占比为：粉煤灰：60份，污水厂生化污泥：10份，河道底泥：10份，有机农药污染土壤：10份，炉渣：5份，岩棉：5份；
2)成型：将上述混合均匀的物料经皮带送入成球机，用喷水器向成球机内均匀喷入水及一定比例的结晶母液、石化废碱液，加入液体总量为原料总重的28％，其中水量为15％，结晶母液量为6％，石化废碱液为7％，成球盘转速控制在30r/min，使坯体粒径达到16±2mm，添加的结晶母液、石化废碱液中，按照固体重量折算，盐类物质占原料总重的比例为5％；
3)预烧：将上述陶粒坯体在皮带烘干带上利用废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热进行干燥，控制温度为150℃，持续时间2h，干燥产生的废气进入陶粒窑作为助燃空气进行彻底焚毁；
4)焙烧：将上述预烧完成的陶粒坯体经皮带输送至陶粒窑中进行焙烧，陶粒窑采用煤粉和焦油作为燃料，高温段控制在1120℃，烧结时间16min，将焙烧完成的陶粒进行快速冷却、筛分即得高强度陶粒成品；陶粒窑产生的飞灰炉渣送入混料工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用，产生的烟气进入烟气输送管线；
B、废盐综合利用过程：
1)焚烧：对待焚烧高盐废液和高盐固废进行焚烧，其中待焚烧高盐废液为结晶母液和石化废碱液，主要盐类成分为氯化钠和硫酸钠，重量比氯化钠：硫酸钠≈1:2，高盐固废为含油废盐和结晶釜残，主要盐类成分为氯化钠和硫酸钠，重量比氯化钠：硫酸钠≈2:1；结晶母液和石化废碱液经雾化从立式炉两侧进入，在800℃下焚烧，产生的盐固体落入卧式鳞片炉继续焚烧；含油废盐和结晶釜残平铺在卧式鳞片炉内，在850℃下焚烧32min；焚烧产生的烟气经高温旋风分离器除去飞灰和盐颗粒，再进入二燃室焚烧，使有机物彻底焚毁，二燃室温度控制在1180℃，停留时间2.1s；焚烧单元添加焦油作为燃料，产生的飞灰炉渣经皮带送入陶粒生产过程混料工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用；
2)分盐：将上述卧式鳞片炉焚烧后的固体排出，用破碎机破碎后，经皮带传送与循环母液一并进行热溶解并过滤，对盐和炉渣进行分离，炉渣进入废渣传送带参与陶粒制作，盐溶液进入蒸发结晶器进行结晶分离，100℃分离硫酸钠，60℃分离氯化钠，经洗涤、干燥即得高纯度硫酸钠和氯化钠产品；分盐工段排出的结晶母液经管道送入陶粒生产过程成型工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用；
3)余热利用：对陶粒窑及废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热，采用换热器的方式进行利用，一方面用于陶粒生产过程预烧工段，温度控制在150℃，一方面采用余热锅炉副产蒸汽，经管线输送至分盐工段蒸发结晶器，作为蒸汽来源；
4)尾气净化：经余热利用后的烟气温度控制在550℃左右，进入急冷塔，停留时间0.8s，烟气温度降至200℃后进入尾气净化系统，尾气净化采用危废行业常规工艺，经除尘、脱硝脱二噁英、脱酸等处理步骤后达标排放；其中脱酸产生的含盐水送入分盐工段进行资源化利用。
经上述工艺生产的产品指标如下：
陶粒：堆积密度为487kg/m3，密度等级为500级，筒压强度为6.4MPA，吸水率8.6％；
氯化钠：纯度98.6％，达到工业盐一级标准；
硫酸钠：纯度98.8％，达到工业无水硫酸钠Ⅱ类一等品标准。
工艺实施例5
A、陶粒生产过程：
1)混料：以危废处置中心及本发明中陶粒窑及废盐焚烧工段产生的粉煤灰为主料，添加污水厂物化污泥、生活污泥、石油污染土壤、以硅铝为主要成分的工业废催化剂，利用废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热预烘干至含水率1.6％，用快速粉碎机粉磨成粒径为210目的粉料，按照配比置于搅拌机中，混合均匀；其中各组分占比为：粉煤灰：70份，污水厂物化污泥：5份，生活污泥：7份，石油污染土壤：8份，炉渣：5份，以硅铝为主要成分的工业废催化剂：5份；
2)成型：将上述混合均匀的物料经皮带送入成球机，用喷水器向成球机内均匀喷入水及一定比例的结晶母液，加入液体总量为原料总重的30％，其中水量为10％，结晶母液量为20％，成球盘转速控制在32r/min，使坯体粒径达到12±2mm，添加的结晶母液中，按照固体重量折算，盐类物质占原料总重的比例为7％；
3)预烧：将上述陶粒坯体在皮带烘干带上利用陶粒窑产生的烟气余热进行干燥，控制温度为160℃，持续时间1.5h，干燥产生的废气进入陶粒窑作为助燃空气进行彻底焚毁；
4)焙烧：将上述预烧完成的陶粒坯体经皮带输送至陶粒窑中进行焙烧，陶粒窑采用煤粉和焦油、有机化工釜残作为燃料，高温段控制在1080℃，烧结时间18min，将焙烧完成的陶粒进行快速冷却、筛分即得高强度陶粒成品；陶粒窑产生的飞灰炉渣送入混料工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用，产生的烟气进入烟气输送管线；
B、废盐综合利用过程：
1)焚烧：对待焚烧高盐废液和高盐固废进行焚烧，其中待焚烧高盐废液为高盐高COD废水，主要盐类成分为氯化钠和硫酸钠，重量比氯化钠：硫酸钠≈2:1，高盐固废为含油废盐，主要盐类成分为氯化钠和硫酸钠，重量比氯化钠：硫酸钠≈1:2；高盐高COD废水经雾化从立式炉两侧进入，在780℃下焚烧，产生的盐固体落入卧式鳞片炉继续焚烧；含油废盐平铺在卧式鳞片炉内，在820℃下焚烧32min；焚烧产生的烟气经高温旋风分离器除去飞灰和盐颗粒，再进入二燃室焚烧，使有机物彻底焚毁，二燃室温度控制在1120℃，停留时间2.4s；焚烧单元添加焦油、有机化工釜残作为燃料，产生的飞灰炉渣经皮带送入陶粒生产过程混料工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用；
2)分盐：将上述卧式鳞片炉焚烧后的固体排出，用破碎机破碎后，经皮带传送与循环母液一并进行热溶解并过滤，对盐和炉渣进行分离，炉渣进入废渣传送带参与陶粒制作，盐溶液进入蒸发结晶器进行结晶分离，100℃分离硫酸钠，60℃分离氯化钠，经洗涤、干燥即得高纯度硫酸钠和氯化钠产品；分盐工段排出的结晶母液经管道送入陶粒生产过程成型工段，作为陶粒生产原料进行资源化利用；
3)余热利用：对陶粒窑及废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热，采用换热器的方式进行利用，一方面用于陶粒生产过程混料工段，温度控制在160℃，一方面采用余热锅炉副产蒸汽，经管线输送至分盐工段蒸发结晶器，作为蒸汽来源；
4)尾气净化：经余热利用后的烟气温度控制在550℃左右，进入急冷塔，停留时间0.7s，烟气温度降至200℃后进入尾气净化系统，尾气净化采用危废行业常规工艺，经除尘、脱硝脱二噁英、脱酸等处理步骤后达标排放；其中脱酸产生的含盐水送入分盐工段进行资源化利用。
经上述工艺生产的产品指标如下：
陶粒：堆积密度为772kg/m3，密度等级为800级，筒压强度为7.8MPA，吸水率6.9％；
氯化钠：纯度98.9％，达到工业盐一级标准；
硫酸钠：纯度99.2％，达到工业无水硫酸钠Ⅰ类一等品标准。
Claims (7)
1.一种陶粒生产协同处置危险废物的系统，其特征在于，包括陶粒生产单元和废盐综合利用单元，其中陶粒生产单元包括依次布置的混料工段、成型工段、预烧工段和焙烧工段，废盐综合利用单元包括焚烧工段、分盐工段、余热利用工段、尾气净化工段；
其中：
所述的混料工段包括烘干机、粉碎机和搅拌机，三者依次通过皮带连接；
成型工段包括喷水器和成球机，其中成球机进料口通过皮带与上述搅拌机出料口连接，喷水器位于成球机内；
所述的预烧工段由皮带烘干带组成，皮带烘干带前端连接成球机出料口，后端连接陶粒窑进料口；
所述的焙烧工段由陶粒窑组成，有3个出料口，一个为陶粒出口，输出陶粒产品；一个为飞灰炉渣出口，飞灰炉渣出口通过废渣传送带与混料工段粉碎机进料口相连；另一个为烟气出口，连接烟气输送管线；
所述的焚烧工段由焚烧炉组成，出料口有两个：一个是烟气出口，连接烟气输送管线，另一个是固体物料出口，由管道连接破碎机进料口；
所述的分盐工段包括依次相连的破碎机、热溶槽和蒸发结晶器，其中，破碎机出料口通过皮带与热溶槽进料口连接，热溶槽出料口分为盐溶液出口和废炉渣出口，废炉渣出口通过皮带与混料工段烘干机进料口相连，盐溶液出口通过管道与蒸发结晶器进料口相连，外排结晶母液出口由管道连接成型工段喷水器；
所述的余热利用工段包括烟气输送管线和余热锅炉，其中烟气输送管线进气口连接陶粒窑、焚烧炉烟气出口，出气口连接烘干机、皮带烘干带、余热锅炉的热源入口，余热锅炉蒸汽出口通过管道连接蒸发结晶器蒸汽入口；
所述的尾气净化工段包括急冷塔和尾气净化系统，其中急冷塔进料口与上述余热锅炉烟气出口通过管道连接，急冷塔出料口通过管线与尾气净化系统进料口连接，尾气净化系统的含盐水出口通过管道与蒸发结晶器进料口连接。
2.根据权利要求1所述的一种陶粒生产协同处置危险废物的系统，其特征在于：所述的焚烧炉选自鳞板式焚烧炉。
3.应用权利要求1所述的系统进行陶粒生产协同处置危险废物的工艺，其特征在于，包括：
A、陶粒生产过程：
1)混料：利用陶粒窑或废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热将原料预烘干至含水率≤2％，用快速粉碎机粉磨成粒径为180-250目的粉料，按照配比取量置于搅拌机中，混合均匀；
2)成型：将上述混合均匀的物料经皮带送入成球机，用喷水器向成球机内均匀喷入高盐废液或其稀释液，添加量为原料总重量的20-30％，成球盘转速控制在25-40r/min，使坯体粒径达到5-20mm；
3)预烧：将上述陶粒坯体在皮带烘干带上利用陶粒窑或废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热进行干燥，控制温度为100-200℃，持续时间1-5h，干燥产生的废气流入陶粒窑作为助燃空气进行彻底焚毁；
4)焙烧：将上述预烧完成的陶粒坯体经皮带输送至陶粒窑中进行焙烧，陶粒窑采用煤粉和高热值危废作为燃料，高温段控制在1050-1200℃，烧结时间10-20min，将焙烧完成的陶粒进行快速冷却、筛分即得高强度陶粒成品；
陶粒窑产生的飞灰炉渣经废渣传送带传至混料工段的粉碎机，产生的烟气进入烟气输送管线；
B、废盐综合利用过程：
1)焚烧：对待焚烧高盐固废和高盐废液进行焚烧，高盐固废在卧式鳞片炉内，在700-850℃下焚烧30-45min；高盐废液经雾化后进入立式炉，在700-850℃下焚烧，产生盐固体和烟气，其中盐固体落入卧式鳞片炉继续焚烧，烟气经高温旋风分离器除去飞灰和盐颗粒，进入二燃室焚烧，停留时间2s以上，二燃室温度控制在1100-1200℃；焚烧单元添加高热值危废作为燃料；
2)分盐：将上述卧式鳞片炉焚烧后的固体排出，用破碎机破碎后，经皮带传送与循环母液一并进行热溶解并过滤，对盐和炉渣进行分离，炉渣进入废渣传送带参与陶粒制作，盐溶液进入蒸发结晶器进行结晶分离，100℃分离硫酸钠，60℃分离氯化钠，经洗涤、干燥即得高纯度硫酸钠和氯化钠产品；分盐工段排出的结晶母液送入陶粒生产过程成型工段的喷水器；
3)余热利用：对陶粒窑及废盐综合利用过程焚烧工段产生的烟气余热，采用换热器或直通烟气的方式进行利用，一方面用于陶粒生产过程混料、预烧工段，温度控制在100-200℃；一方面采用余热锅炉副产蒸汽，作为分盐工段蒸发结晶器的蒸汽来源；
4)尾气净化：经余热利用后的烟气温度控制在550℃，进入急冷塔，停留时间1s以内，烟气温度降至200℃后进入尾气净化系统，尾气净化采用危废行业常规工艺，经除尘、脱硝脱二噁英、脱酸处理步骤后达标排放；其中脱酸产生的含盐水送入分盐工段。
4.根据权利要求3所述的陶粒生产协同处置危险废物的工艺，其特征在于：所述的陶粒生产过程中步骤1)混料中所述的原料包括粉煤灰、固废或危废；
其中，粉煤灰来源于热电厂、危废处置中心、本发明中陶粒窑、本发明分盐工段中的一处或多处；
固废或危废来源于污泥、污染土壤、工业炉渣、硅铝废弃物中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的陶粒生产协同处置危险废物的工艺，其特征在于：
所述的污染土壤来源于石油污染土壤、有机农药污染土壤、重金属污染土壤中的一种或几种；
所述的硅铝废弃物来源于硅酸铝保温材料、岩棉、以硅铝为主要成分的工业废催化剂中的一种或几种。
6.根据权利要求3所述的陶粒生产协同处置危险废物的工艺，其特征在于：所述的陶粒生产过程中步骤2)中高盐废液或其稀释液要求为：其中的盐类物质按照固体重量折算后，占原料总重的比例在8％以下。
7.根据权利要求3所述的陶粒生产协同处置危险废物的工艺，其特征在于：
所述的废盐综合利用过程的步骤1)待焚烧危险废物为高盐废液和高盐固废，其中：高盐废液来源于结晶母液、高盐高COD废水、石化废碱液中的一种或几种；高盐固废来源于有机污染废盐、含油废盐、结晶釜残中的一种或几种；
所述的陶粒生产过程的步骤4)焙烧和废盐综合利用过程的步骤1)焚烧中，所述的高热值危废来源于焦油、有机化工釜残、有机废液中的一种或几种。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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