CN109569117A - 一种自蔓延热解去除聚苯硫醚副产干盐有机物的工艺系统 - Google Patents
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Abstract
一种自蔓延热解去除聚苯硫醚副产干盐有机物的工艺系统，包括干盐预处理系统、自蔓延热解系统和烟气净化系统。干盐预处理系统包括依次布置的干盐冷却装置、造球装置和混料装置，自蔓延热解系统包括自蔓延负压蓄热热解装置、二燃室、布料器、换热器、引风机、残渣仓和破碎机，自蔓延热解过程中不翻动物料，通过物料自行蔓延传递热量，进行热解，使得副产干盐中的低聚物被完全清除，自蔓延热解系统中多余的烟气进入烟气净化系统处理后达标处理后经烟囱排放。本工艺系统能彻底除去聚苯硫醚副产干盐中的有机物，尤其是难以除去的聚苯硫醚低聚物，有利于后续锂盐的提取。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体涉及去除聚苯硫醚副产干盐有机物的工艺系统。
背景技术
聚苯硫醚（PPS）是一种新型高性能热塑性树脂，具有良好耐热性、耐腐蚀性、阻燃性电绝缘性、机械强度和加工性能，被誉为第六大工程塑料，已广泛应用于汽车、电子、航天航空、精密仪表等领域。
迄今为止，国内外主要采用硫化钠和对二氯苯为原料，氯化锂为催化剂，N-甲基吡咯烷酮（NMP）为溶剂，加压缩聚制备PPS。但是，在生产过程中会同时产生含有氯化锂、氯化钠和低聚副产物和NMP的滤液，而其中的NMP和氯化锂因价格昂贵需要综合回收利用，否则将严重制约聚苯硫醚的工业化生产。通常，NMP的回收采用减压精馏去除的方式，但是在减压精馏残留渣中，仍存在锂盐与NMP的聚合物、低聚PPS、氯化钠和其他无机盐。
在回收NMP之后，再对无机干盐中锂盐进行回收。目前，锂盐的回收方法主要包括沉淀法、有机溶剂提取法和煅烧法。沉淀法通常是指向干盐溶液中加入某些阴离子，生成和析出溶解度较小的锂盐，如碳酸锂，但由于无机干盐中仍存在部分NMP和低聚PPS等有机物，干盐溶液中存在大量油状物，锂盐难以析出，即便析出少量固体，其中仍含有低聚PPS，还需采用其他方式深度净化PPS。有机溶剂提取法是利用氯化钠等无机盐和氯化锂在有机溶剂中的溶解度差异过滤除去氯化钠等无机盐，但滤液中溶解有低聚PPS、残余的NMP和NMP衍生物等有机物，依然会影响锂盐的品质或导致对锂盐的进一步净化。
可见，目前现有技术面对的问题是，PPS副产干盐的成分复杂，但是回收利用价值高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种自蔓延热解去除聚苯硫醚副产干盐有机物的工艺系统，彻底除去聚苯硫醚副产干盐中的有机物，尤其是难以除去的聚苯硫醚低聚物，有利于后续锂盐的提取。
本发明的技术方案如下：
一种自蔓延热解去除聚苯硫醚副产干盐有机物的工艺系统，包括干盐预处理系统、自蔓延热解系统和烟气净化系统。
其中干盐预处理系统包括依次布置的干盐冷却装置、造球装置和混料装置；干盐仓中的副产干盐先经冷却螺旋冷却降温，将副产干盐均质制成粒径为3~10mm的干盐颗粒，或将副产干盐均质制成粒径小于3mm的粉末盐，然后采用粉末盐在圆盘造球机中进行造球，造好的小球与辅料仓的绿色添加剂送入混料螺旋机进行充分混合。
自蔓延热解系统包括自蔓延负压蓄热热解装置、二燃室、布料器、换热器、引风机、残渣仓和破碎机；自蔓延负压蓄热热解装置包括链带式输送机，所述链带式输送机由驱动机构、链轮和与链轮相配合链带组成；链带式输送机机头上方沿链带行进方向依次设有布料器、上壳体；上壳体依次分为预热段、点火段、焚烧段和冷却段；所述链带形成的空腔与上壳体相对应的位置布有多个抽风罩，抽风罩、风机和抽风管道相连通形成烟气通路；烟气通路中，预热段和点火段的烟气进入焚烧段，焚烧段的烟气在焚烧段内形成一级或多级循环，焚烧段的最后一级烟气进入预热段，冷却段的烟气进入烟气净化系统。
烟气净化系统包括急冷塔、布袋除尘器、活性炭吸附、氧化脱硝、脱硫塔、烟囱。
所述自蔓延热解是指在不翻动干盐小球或颗粒前提下，经点火段将混合物料中的绿色添加剂点燃后，产生热量通过干盐小球或颗粒进行自行蔓延热解处理，干盐小球或颗粒在链带式输送机尾端热解完全得到成品盐。
优选的，所述干盐小球的抗压强度≥1.5N，落下次数≥15。在某些优选实施例中，所述干盐小球的粒径为3~6mm。
优选的，所述粉末盐造球的粘接剂为质量浓度为10%-15%的糖浆溶液。
优选的，辅料仓中的绿色添加剂为生物炭和糠壳，其添加比例分别为小球或颗粒质量的3%和7%。
优选的，所述链带式输送机尾端上方设有与上壳体相配合的机尾密封，机尾密封顶部设有除尘设备，链带式输送机尾端下方设有与链带和机尾密封相配合的成品仓，成品仓之后设有残渣仓，残渣仓的一端与成品仓相配合，残渣仓的另一端延伸至回传链带（回传链条是指位于链轮下方向回传送的那一部分链带）下方。
优选的，所述自蔓延负压蓄热热解装置还设有烟气二次燃烧预热装置，焚烧段最后一级烟气通过管道接入烟气二次燃烧预热装置；烟气二次燃烧预热装置通过管道连接预热段，向预热段输送预热气体；烟气二次预热装置通过管道与烟气净化系统相连通，烟气二次燃烧预热装置中多余的烟气送入烟气净化系统净化。
优选的，自蔓延热解的负压为100~6000Pa，点火段温度为680℃。
本发明提供的自蔓延热解去除聚苯硫醚副产干盐有机物的工艺系统，在副产干盐进行热解过程中不翻动物料，通过物料自行蔓延传递热量，进行热解，进而降低了热解过程中锂盐的损失；同时，本发明还将物料的热解温度控制在580~650℃，焚烧时间为45-60min，使得副产干盐中的低聚物能够被完全清除，还能同时保证成品盐不发生熔融结块现象，有利于后续锂盐的提取。
本发明提出的工艺系统，通过将生产出来的副产干盐进行冷却降温后，利用糖浆作为粘结剂进行圆盘造球，再结合生物炭及糠壳，形成混合物料后进入自蔓延负压蓄热热解装置，实现了聚苯硫醚副产干盐有机物的充分去除，尤其是难以除去的聚苯硫醚低聚物，有利于后续锂盐的提取。
附图说明
图1为本发明的工艺系统框图。
具体实施方式
以下结合附图进一步详细说明本工艺系统。
参见图1，自蔓延热解去除聚苯硫醚副产干盐有机物的工艺系统包括干盐预处理系统、自蔓延热解系统和烟气净化系统。
干盐预处理系统包括依次布置的干盐冷却装置、造球装置和混料装置。干盐仓中的副产干盐先经冷却螺旋冷却降温至100℃，将副产干盐均质制成粒径为3~10mm的干盐颗粒，或将副产干盐均质制成粒径小于3mm的粉末盐，然后经管式带状输送机送到干料缓冲仓，然后经称量螺旋输送螺旋将粉末盐送到圆盘造球机中，加入粘接剂，进行造球，造好的小球与辅料仓的绿色添加剂送入混料螺旋机进行充分混合。
自蔓延热解系统包括自蔓延负压蓄热热解装置、二燃室、布料器、换热器、引风机、残渣仓和破碎机；自蔓延负压蓄热热解装置包括链带式输送机，所述链带式输送机由驱动机构、链轮和与链轮相配合链带组成；链带式输送机机头上方沿链带行进方向依次设有布料器、上壳体；上壳体依次分为预热段、点火段、焚烧段和冷却段；所述链带形成的空腔与上壳体相对应的位置布有多个抽风罩，抽风罩、风机和抽风管道相连通形成烟气通路；烟气通路中，预热段和点火段的烟气进入焚烧段，焚烧段的烟气在焚烧段内形成一级或多级循环，焚烧段的最后一级烟气进入预热段，冷却段的烟气进入烟气净化系统。
具体地，链带式输送机尾端上方设有与上壳体相配合的机尾密封，机尾密封顶部设有布袋除尘设备，链带式输送机尾端下方设有与链带和机尾密封相配合的成品仓，成品仓中的热解盐通过单齿辊破碎进入残渣缓冲仓，然后再通过锤式破碎机和三辊破碎机进行深度破碎，最后送至残渣仓，残渣仓的一端与成品仓相配合，残渣仓的另一端延伸至回传链带下方，所述回传链条位于链轮下方向回传送残渣。
所述自蔓延负压蓄热热解装置还设有烟气次燃烧预热装置，焚烧段最后一级烟气通过管道接入烟气二次燃烧预热装置；烟气二次燃烧预热装置通过管道连接预热段，向预热段输送预热气体；烟气二次预热装置通过管道与烟气净化系统相连通，烟气二次燃烧预热装置中多余的烟气送入烟气净化系统净化。
烟气净化系统包括急冷塔、布袋除尘器、活性炭吸附、氧化脱硝、脱硫塔、烟囱。
本发明工艺系统的处理过程包括：（1）将副产干盐冷却至100℃后，均质至成粒径为3~10mm的干盐颗粒，或将副产干盐均质成粒径小于3mm的粉末盐，然后采用粉末盐造球的粒径为3~10mm的干盐小球；（2）将干盐小球或干盐颗粒作为物料进行自蔓延热解处理，自蔓延热解的负压为100~6000Pa，点火段温度为680℃，热解温度为580~650℃，物料热解得到成品盐，自蔓延热解过程中不翻动物料，通过物料自行蔓延传递热量，进行热解，进而降低热解过程中锂盐的损失，同时还将物料的热解温度控制在580~650℃，焚烧时间为45-60min，使得副产干盐中的低聚物能够被完全清除，还能同时保证成品盐不发生熔融结块现象，有利于后续锂盐的提取。（3）自蔓延热解系统中烟气二次燃烧装置中多余的烟气进入烟气净化系统后， 依次经过急冷塔、布袋除尘器、活性炭吸附、氧化脱硝和脱硫塔，烟气中所有废气因子达标处理后经烟囱排放。
以上处理过程中，粉末盐造球的粘接剂为质量浓度为10%-15%的糖浆溶液。所述干盐小球的抗压强度≥1.5N，落下次数≥15，所述干盐小球的粒径为3~6mm；辅料仓中的绿色添加剂为生物炭和糠壳，其添加比例分别为干盐质量的3%和7%。热解成品盐经过破碎后，粒径为20-50目。
Claims (7)
1.一种自蔓延热解去除聚苯硫醚副产干盐有机物的工艺系统，包括干盐预处理系统、自蔓延热解系统和烟气净化系统；
所述干盐预处理系统包括依次布置的干盐冷却装置、造球装置和混料装置；干盐仓中的副产干盐先经冷却螺旋冷却降温，将副产干盐均质制成粒径为3~10mm的干盐颗粒，或将副产干盐均质制成粒径小于3mm的粉末盐，然后采用粉末盐在造球机中进行造球，造好的小球与辅料仓的绿色添加剂送入混料装置进行充分混合；
所述自蔓延热解系统包括自蔓延负压蓄热热解装置、二燃室、布料器、换热器、引风机、残渣仓和破碎机；自蔓延负压蓄热热解装置包括链带式输送机，所述链带式输送机由驱动机构、链轮和与链轮相配合链带组成；链带式输送机机头上方沿链带行进方向依次设有布料器、上壳体；上壳体依次分为预热段、点火段、焚烧段和冷却段；所述链带形成的空腔与上壳体相对应的位置布有多个抽风罩，抽风罩、风机和抽风管道相连通形成烟气通路；烟气通路中，预热段和点火段的烟气进入焚烧段，焚烧段的烟气在焚烧段内形成一级或多级循环，焚烧段的最后一级烟气进入预热段，冷却段的烟气进入烟气净化系统；
所述自蔓延热解是指在不翻动干盐小球前提下，经点火段将混合物料中的绿色添加剂点燃后，产生热量通过干盐小球或颗粒进行自行蔓延热解处理，干盐小球在链带式输送机尾端热解完全得到成品盐。
2.如权利要求 1所述的工艺系统，其特征在于：所述粉末盐造球的粘接剂为质量浓度为10%-15%的糖浆溶液；所述干盐小球的抗压强度≥1.5N，落下次数≥15，所述干盐小球的粒径为3~6mm；辅料仓中的绿色添加剂为生物炭和糠壳，其添加比例分别为干盐小球或颗粒质量的3%和7%。
3.如权利要求1所述的工艺系统，其特征在于：所述链带式输送机尾端上方设有与上壳体相配合的机尾密封，机尾密封顶部设有布袋除尘设备，链带式输送机尾端下方设有与链带和机尾密封相配合的成品仓，成品仓中的热解盐通过单齿辊破碎进入残渣缓冲仓，然后再通过锤式破碎机和/或三辊破碎机进行深度破碎，最后送至残渣仓，残渣仓的一端与成品仓相配合，残渣仓的另一端延伸至回传链带下方，所述回传链条位于链轮下方向回传送残渣。
4.如权利要求3所述的工艺系统，其特征在于：热解成品盐经过破碎后，粒径为20-50目。
5.如权利要求1所述的工艺系统，其特征在于：所述自蔓延负压蓄热热解装置还设有烟气次燃烧预热装置，焚烧段最后一级烟气通过管道接入烟气二次燃烧预热装置；烟气二次燃烧预热装置通过管道连接预热段，向预热段输送预热气体；烟气二次预热装置通过管道与烟气净化系统相连通，烟气二次燃烧预热装置中多余的烟气送入烟气净化系统净化。
6. 如权利要求1所述的工艺系统，其特征在于：自蔓延热解的负压为100~6000Pa，点火段温度为680℃，热解温度为580~650℃, 焚烧时间为45-60min 。
7.如权利要求 1所述的烟气净化系统，其特征在于：自蔓延热解系统中烟气二次燃烧装置中多余的烟气进入烟气净化系统后，烟气净化系统包括急冷塔、布袋除尘器、活性炭吸附、氧化脱硝、脱硫塔、烟囱，烟气依次经过急冷塔、布袋除尘器、活性炭吸附、氧化脱硝和脱硫塔，烟气中所有废气因子达标处理后经烟囱排放。
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