CN109796993A - 一种废盐过热蒸汽碳化处理的工艺方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种废盐过热蒸汽碳化处理的工艺方法及其装置，富集有机物的废盐经过进料斗和定量输送机输送到第一耙式绝氧炭化炉进行碳化预处理段的操作，主要去除物料中的微量水分及易挥发性有机物，进而从第一耙式绝氧炭化炉出料口进入到第二耙式绝氧炭化炉，经预处理的物料与经过高温加热后的饱和蒸汽所形成的700～800℃过热蒸汽在第二耙式绝氧炭化炉中发生反应，废盐中的有机物分解碳化，最后通过出料冷却输送机冷却后包装出料，且第二耙式绝氧炭化炉与物料中有机物反应后的过热蒸汽及分解气体通过尾气燃烧炉再次高温燃烧，再通过第一预热器对于饱和蒸汽进行换热，尾气最后去其他的尾气处理装置，本发明结构简单，成本较低，且节能减排效果更好。

Description

一种废盐过热蒸汽碳化处理的工艺方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种工业废盐的连续处理方法及其装置，尤其是一种废盐过热蒸汽碳化处理的工艺方法及其装置。

背景技术

在有机合成工业、精细化学品工业、农药工业等诸多行业常常在产物纯化阶段需要通过碱化和酸化的方法对合成产物进行分离，该过程中溶解于酸碱工艺水中的有机物随着分离母液排出系统，然后采用多效或MVR技术进行蒸发结晶减量化处理。经该法处理后的废盐由于有机物的富集，会含有大量有毒有害有机物，该废盐因其对环境极大的破坏性，以及对人类和牲畜健康的巨大威胁而需特殊处理，被环保部门列入危废名录。

目前工业废盐的处理方法一般为：回转窑式焚烧法和无害化填埋处置。

回转窑有外热式和内热式两种，回转窑式焚烧法是将废盐定量投加到回转窑，物料自前而后与燃气热风进行直接或间接换热发生热分解反应。而采用该法存在的主要问题有：1、由于燃料燃烧温度高，窑内温度难以控制，导致局部温度很高，造成废盐熔融、耐火材料损坏。2、设备的填充率低、空气热值低造成设备占地及成本高。

无害化填埋处置是将各类废盐渣混合并经混凝土等固化剂固化后，按照国家危险废物管理及处置的相关法规和技术规范进行特殊填埋处置，但是该方法处理费用高，占用土地多，而且不能进行彻底处理。

因此，寻找一种能够克服目前废盐处理方法缺陷的工艺方法及其装置，实现废盐的节能化、无害化以及简单化的碳化处理，这已成为目前一个备受关注的课题。

发明内容

本发明提供了如下的技术方案：

一种废盐过热蒸汽碳化处理的工艺方法，包括以下步骤：

(1)存料、运料：将化工厂蒸发结晶后富集有机物的废盐输送至进料斗(1)内存料，然后打开进料斗(1)出口，将废盐通过进料斗(1)的出口流入到定量输送机(2)中进行运输；

(2)碳化预处理段：将步骤(1)中定量输送机(2)输送的废盐运输至第一耙式绝氧炭化炉(3)中，且通过第一耙式绝氧炭化炉(3)的进料口进入，第一耙式绝氧炭化炉(3)内物料填充率为28％-32％，总反应停留时间不小于1小时，碳化后从第一耙式绝氧炭化炉(3)的出料口排出的固体产物温度为490℃-510℃，碳化后从第一耙式绝氧炭化炉(3)的排气口排出的气体产物经管道进入到尾气燃烧炉(7)内燃烧，且控制燃烧炉中的温度不小于1100℃，且气体停留在尾气燃烧炉(7)内的时间不小于2秒，燃烧后的尾气经第一预热器(8)实现热交换后排出到尾气处理装置，且被第一预热器(8)内尾气实现预热的饱和蒸汽通过第一预热器(8)后进入到第二预热器(9)内进一步预热，且第二预热器(9)通过天然气和空气燃烧后产生的热气体实现对于流入到第二预热器(9)内饱和蒸汽的进一步预热，预热后的饱和蒸汽的温度为700℃-800℃，且第二预热器(9)中预热饱和蒸汽后的燃烧后的尾气通过管道与尾气燃烧炉(7)燃烧后的尾气汇合后进入到第一预热器(8)中；

(3)高温碳化段：将步骤(2)中从第一耙式绝氧炭化炉(3)出料口排出的废盐通过第二耙式绝氧炭化炉(4)的进料口进入到第二耙式绝氧炭化炉(4)内实现进一步的高温碳化，且步骤(2)中从第二预热器(9)预热后的过热蒸汽通过第二耙式绝氧炭化炉(4)的进气口进入到第二耙式绝氧炭化炉(4)内，且第二耙式绝氧炭化炉(4)内产生的气体产物亦通过第二耙式绝氧炭化炉(4)的进料口进入到第一耙式绝氧炭化炉(3)，且随着第一耙式绝氧炭化炉(3)内产生的气体产物一起通过第一耙式绝氧炭化炉(3)的排气口排出；

(4)出料：将步骤(3)中从第二耙式绝氧炭化炉(4)出料口排出的物料通过出料冷却输送机(5)冷却后输出。

优选的，步骤(2)中，尾气燃烧炉(7)是通过天然气与空气混合燃烧，保持尾气燃烧炉(7)内温度在1100℃以上。

优选的，所述进料斗的下部还安装有一用于敲击所述进料斗的振动锤，从而可以防止进料斗内因为废盐受潮，造成进料斗桥架现象。

优选的，包括进料斗(1)、定量输送机(2)、第一耙式绝氧炭化炉(3)、第二耙式绝氧炭化炉(4)、出料冷却输送机(5)、尾气燃烧炉(7)、第一预热器(8)以及第二预热器(9)；

所述进料斗的出料口与所述定量输送机的进料口相连；

所述定量输送机的出料口与所述第一耙式绝氧炭化炉的进料口相连；

所述第一耙式绝氧炭化炉的出料口与所述第二耙式绝氧炭化炉的进料口相连，所述第一耙式绝氧炭化炉的排气口与所述尾气燃烧炉的进气口相连；

所述尾气燃烧炉的排气口与所述第一预热器的尾气进气口相连；

所述第一预热器的尾气出气口连接尾气处理装置；

所述第一预热器内通过其蒸汽进气口通入饱和蒸汽，且所述第一预热器的蒸汽出气口与所述第二预热器的蒸汽进气口相连；

所述第二预热器的蒸汽出气口与所述第二耙式绝氧炭化炉的进气口相连；

所述第二预热器的尾气进气口内通入天热气与空气混合燃烧后的热气流，且所述第二预热器的尾气出气口与所述第一预热器的尾气进气口相连；

所述第二耙式绝氧炭化炉的出料口与所述出料冷却输送机的进料口相连；且固体物料通过所述出料冷却输送机的出料口排出；

所述出料冷却输送机包括螺旋输送机本体以及包设在所述螺旋输送机本体外的空心夹套(6)，所述空心夹套内设有循环水流动空腔，且所述空心夹套的外壁一端设有循环水进口，所述空心夹套的外壁另一端设有循环水出口；

所述第一耙式绝氧炭化炉和所述第二耙式绝氧炭化炉均包括炭化炉炉体以及架设在所述炭化炉炉体内的中心轴，所述中心轴的外壁上环设有若干耙式搅拌体，且所述中心轴内设有冷却水通道，所述中心轴的一端通过设置在所述炭化炉炉体外的传动电机驱动旋转，且另一端连接有冷却水旋转接头，冷却水通过冷却水旋转接头通入到所述中心轴内，实现对于所述中心轴和所述耙式搅拌体的冷却。

优选的，所述耙式搅拌体包括固定在所述中心轴上的搅拌叶片以及连接在所述搅拌叶片背离所述中心轴一侧上的折边板，且所述折边板上设有若干通气孔。

本发明技术方案与传统的污泥处理方法相比，具有如下优点和积极效果：

1、由于本发明中第二耙式绝氧炭化炉内，与物料中有机物反应后的过热蒸汽及分解气体从第一耙式绝氧炭化炉的出料口与第一耙式绝氧炭化炉内的微量水分及易挥发性有机物一起通过第一耙式绝氧炭化炉的排气口，进入到尾气燃烧炉内，而尾气燃烧炉是通过天然气与空气的燃烧产生的热量，使得炉内温度保持在1100℃以上，从未使得经过尾气燃烧炉的气体再次高温燃烧，由于过热蒸汽不含氧气，且设备不直接接触火焰，仅是借助天然气与空气燃烧后的热量，实现的高温下燃烧，所以不会有火灾和爆炸的危险；

2、在同等温度条件下，过热蒸汽有更高的热容量及热传导率，整体换热设备较小，有利于节约成本；

3、由于设置了配合换热的第一预热器和第二预热器，实现尾气与过热蒸汽之间的热量交换，因此使得可实现对于尾气的热量回收，减少预热成本；

4、由于在无氧状况下炭化，大量减少了尾气量，有利于减小后续设备的体积；

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明废盐过热蒸汽碳化处理的工艺方法的流程示意图；

图2是第一耙式绝氧炭化炉的结构示意图；

图3是耙式搅拌体的结构示意图；

图中的标记：1为进料斗，2为定量输送机，3为第一耙式绝氧炭化炉，4为第二耙式绝氧炭化炉，5为出料冷却输送机，6为空心夹套，7为尾气燃烧炉，8为第一预热器，9为第二预热器，10为循环水进口，11为循环水出口，12为炭化炉炉体，13为中心轴，14为耙式搅拌体，15为传动电机，16为冷却水旋转接头，17为搅拌叶片，18为折边板，19为通气孔。

具体实施方式

以下是对本发明技术方案的具体实施例方式的详细描述，但本发明并不限于以下描述内容：

如图1至图3所示，本发明提供一种废盐过热蒸汽碳化处理的工艺装置，包括进料斗1、定量输送机2、第一耙式绝氧炭化炉3、第二耙式绝氧炭化炉4、出料冷却输送机5、尾气燃烧炉7、第一预热器8以及第二预热器9；

所述进料斗1的出料口与所述定量输送机2的进料口相连；

所述定量输送机2的出料口与所述第一耙式绝氧炭化炉3的进料口相连；

所述第一耙式绝氧炭化炉3的出料口与所述第二耙式绝氧炭化炉4的进料口相连，所述第一耙式绝氧炭化炉3的排气口与所述尾气燃烧炉7的进气口相连；

所述尾气燃烧炉7的排气口与所述第一预热器8的尾气进气口相连；

所述第一预热器8的尾气出气口连接尾气处理装置；

所述第一预热器8内通过其蒸汽进气口通入饱和蒸汽，且所述第一预热器8的蒸汽出气口与所述第二预热器9的蒸汽进气口相连；

所述第二预热器9的蒸汽出气口与所述第二耙式绝氧炭化炉4的进气口相连；

所述第二预热器9的尾气进气口内通入天热气与空气混合燃烧后的热气流，且所述第二预热器9的尾气出气口与所述第一预热器8的尾气进气口相连；

所述第二耙式绝氧炭化炉4的出料口与所述出料冷却输送机5的进料口相连；且固体物料通过所述出料冷却输送机5的出料口排出；

所述出料冷却输送机5包括螺旋输送机本体以及包设在所述螺旋输送机本体外的空心夹套6，所述空心夹套6内设有循环水流动空腔，且所述空心夹套6的外壁一端设有循环水进口10，所述空心夹套6的外壁另一端设有循环水出口11；

所述第一耙式绝氧炭化炉3和所述第二耙式绝氧炭化炉4均包括炭化炉炉体12以及架设在所述炭化炉炉体12内的中心轴13，中心轴采用耐高温的310S材质，保证设备在持续高温下材质强度能满足设计要求，所述中心轴13的外壁上环设有若干耙式搅拌体14，且所述中心轴13内设有冷却水通道，所述中心轴13的一端通过设置在所述炭化炉炉体12外的传动电机15驱动旋转，且另一端连接有冷却水旋转接头16，冷却水通过冷却水旋转接头16通入到所述中心轴13内，实现对于所述中心轴13和所述耙式搅拌体14的冷却，防止耙式搅拌体受热强度降低变形影响搅拌效果。

所述耙式搅拌体14包括固定在所述中心轴13上且与中心轴径向呈30°的搅拌叶片17以及连接在所述搅拌叶片17背离所述中心轴一侧上的折边板18，且所述折边板上设有若干通气孔19，起到存料、漏料和漏风作用，保证物料与过热蒸汽更充分接触，传动电机15起到带动中心轴13及耙式搅拌体14。

本发明提供一种废盐过热蒸汽碳化处理的工艺方法，包括以下步骤：

(1)存料、运料：将化工厂蒸发结晶后富集有机物的废盐输送至进料斗1内存料，然后打开进料斗1出口，将废盐通过进料斗1的出口流入到定量输送机2中进行运输；

(2)碳化预处理段：将步骤(1)中定量输送机2输送的废盐运输至第一耙式绝氧炭化炉3中，且通过第一耙式绝氧炭化炉3的进料口进入，第一耙式绝氧炭化炉3内物料填充率为30％，总反应停留时间不小于1小时，碳化后从第一耙式绝氧炭化炉3的出料口排出的固体产物温度为500℃，碳化后从第一耙式绝氧炭化炉3的排气口排出的气体产物经管道进入到尾气燃烧炉7内燃烧，且控制燃烧炉中的温度不小于1100℃，且气体停留在尾气燃烧炉7内的时间不小于2秒，燃烧后的尾气经第一预热器8实现热交换后排出到尾气处理装置，且被第一预热器8内尾气实现预热的饱和蒸汽通过第一预热器8后进入到第二预热器9内进一步预热，且第二预热器9通过天然气和空气燃烧后产生的热气体实现对于流入到第二预热器9内饱和蒸汽的进一步预热，预热后的饱和蒸汽的温度为700℃-800℃，且第二预热器9中预热饱和蒸汽后的燃烧后的尾气通过管道与尾气燃烧炉7燃烧后的尾气汇合后进入到第一预热器8中；

(3)高温碳化段：将步骤(2)中从第一耙式绝氧炭化炉3出料口排出的废盐通过第二耙式绝氧炭化炉4的进料口进入到第二耙式绝氧炭化炉4实现进一步的高温碳化，且步骤(2)中从第二预热器9预热后的过热蒸汽通过第二耙式绝氧炭化炉4的进气口进入到第二耙式绝氧炭化炉4内，且第二耙式绝氧炭化炉4内产生的气体产物亦通过第二耙式绝氧炭化炉4的进料口进入到第一耙式绝氧炭化炉3，且随着第一耙式绝氧炭化炉4内产生的气体产物一起通过第一耙式绝氧炭化炉3的排气口排出；

(4)出料：将步骤(3)中从第二耙式绝氧炭化炉4出料口排出的物料通过出料冷却输送机(5)冷却后输出。

步骤(2)中，尾气燃烧炉7是通过天然气与空气混合燃烧，保持尾气燃烧炉7内温度在1100℃以上。

所述进料斗的下部还安装有一用于敲击所述进料斗的振动锤，从而可以防止进料斗内因为废盐受潮，造成进料斗桥架现象。

本发明的工作原理是：本发明可采用含硫酸钠、氯化钠等的有机物废水，经MVR或多效蒸发后的含各种有机化合物的废盐为原料。在绝氧条件下，物料通过进料斗1贮存，且通过定量输送机2定量均匀输送到第一耙式绝氧炭化炉3内，使得第一耙式绝氧炭化炉3内物料的填充率为30％，在炭化炉炉体12内的中心轴13内从冷却水旋转接头116一端通入冷却水，进而启动传动电机15，使得耙式搅拌体14搅拌废盐，且通过控制耙式搅拌体14的搅拌速率，保证反应停留时间不小于1小时，使得内部的废盐碳化更加充分，进而废盐从第一耙式绝氧炭化炉3的出料口和第二耙式绝氧炭化炉4的进料口进入到第二耙式绝氧炭化炉4中，且从第二耙式绝氧炭化炉4的进气口通入预热后的饱和蒸汽，进而通过控制第二耙式绝氧炭化炉4内的耙式搅拌体14的搅拌速率，保证反应停留时间不小于1小时，且炉内物料填充率保持在30％左右，使得废盐中的有机物充分分解碳化，第二耙式绝氧炭化炉4炉内的产生的尾气与第一耙式绝氧炭化炉3炉内的产生的尾气一起通过第一耙式绝氧炭化炉3的排气口进入到尾气燃烧炉7，确保2秒以上的停留时间，保证尾气完全氧化反应，去除有害物质，再通过第一预热器8换热后，尾气最后去其他的尾气处理装置，而用来换热的气体则是用来通入到到第二耙式绝氧炭化炉4内的饱和蒸汽，从而节省了资源，且为了保证饱和蒸汽的温度，进而增加了第二预热器9的设置，且第二预热器9预热饱和蒸汽的气体又再次与尾气燃烧炉7出来的尾气一起再次预热第一预热器8中的饱和蒸汽，因此更加节省了能源，减少了预热成本，最后从第二耙式绝氧炭化炉4的出料口排出的物料通过出料冷却输送机冷却后包装出料。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种废盐过热蒸汽碳化处理的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)存料、运料：将化工厂蒸发结晶后富集有机物的废盐输送至进料斗(1)内存料，然后打开进料斗(1)出口，将废盐通过进料斗(1)的出口流入到定量输送机(2)中进行运输；

(2)碳化预处理段：将步骤(1)中定量输送机(2)输送的废盐运输至第一耙式绝氧炭化炉(3)中，且通过第一耙式绝氧炭化炉(3)的进料口进入，第一耙式绝氧炭化炉(3)内物料填充率为28％-32％，总反应停留时间不小于1小时，碳化后从第一耙式绝氧炭化炉(3)的排气口排出的气体产物经管道进入到尾气燃烧炉(7)内燃烧，且控制燃烧炉中的温度不小于1100℃，且气体停留在尾气燃烧炉(7)内的时间不小于2秒，燃烧后的尾气经第一预热器(8)实现热交换后排出到尾气处理装置，且被第一预热器(8)内尾气实现预热的饱和蒸汽通过第一预热器(8)后进入到第二预热器(9)内进一步预热，且第二预热器(9)通过天然气和空气燃烧后产生的热气体实现对于流入到第二预热器(9)内饱和蒸汽的进一步预热，预热后的饱和蒸汽的温度为700℃-800℃，且第二预热器(9)中预热饱和蒸汽后的燃烧后的尾气通过管道与尾气燃烧炉(7)燃烧后的尾气汇合后进入到第一预热器(8)中；

(3)高温碳化段：将步骤(2)中从第一耙式绝氧炭化炉(3)出料口排出的废盐通过第二耙式绝氧炭化炉(4)的进料口进入到第二耙式绝氧炭化炉(4)内实现进一步的高温碳化，且步骤(2)中从第二预热器(9)预热后的过热蒸汽通过第二耙式绝氧炭化炉(4)的进气口进入到第二耙式绝氧炭化炉(4)内，且第二耙式绝氧炭化炉(4)内产生的气体产物亦通过第二耙式绝氧炭化炉(4)的进料口进入到第一耙式绝氧炭化炉(3)，且随着第一耙式绝氧炭化炉(3)内产生的气体产物一起通过第一耙式绝氧炭化炉(3)的排气口排出；

(4)出料：将步骤(3)中从第二耙式绝氧炭化炉(4)出料口排出的物料通过出料冷却输送机(5)冷却后输出。

2.根据权利要求1所述的一种废盐过热蒸汽碳化处理的工艺方法，其特征在于，步骤(2)中，尾气燃烧炉(7)是通过天然气与空气混合燃烧，保持尾气燃烧炉(7)内温度在1100℃以上。

3.根据权利要求1所述的一种废盐过热蒸汽碳化处理的工艺方法及其装置，其特征在于，所述进料斗的下部还安装有一用于敲击所述进料斗的振动锤。

4.一种废盐过热蒸汽碳化处理的工艺装置，其特征在于，包括进料斗(1)、定量输送机(2)、第一耙式绝氧炭化炉(3)、第二耙式绝氧炭化炉(4)、出料冷却输送机(5)、尾气燃烧炉(7)、第一预热器(8)以及第二预热器(9)；

所述进料斗的出料口与所述定量输送机的进料口相连；

所述定量输送机的出料口与所述第一耙式绝氧炭化炉的进料口相连；

所述第一耙式绝氧炭化炉的出料口与所述第二耙式绝氧炭化炉的进料口相连，所述第一耙式绝氧炭化炉的排气口与所述尾气燃烧炉的进气口相连；

所述尾气燃烧炉的排气口与所述第一预热器的尾气进气口相连；

所述第一预热器的尾气出气口连接尾气处理装置；

所述第一预热器内通过其蒸汽进气口通入饱和蒸汽，且所述第一预热器的蒸汽出气口与所述第二预热器的蒸汽进气口相连；

所述第二预热器的蒸汽出气口与所述第二耙式绝氧炭化炉的进气口相连；

所述第二预热器的尾气进气口内通入天热气与空气混合燃烧后的热气流，且所述第二预热器的尾气出气口与所述第一预热器的尾气进气口相连；

所述第二耙式绝氧炭化炉的出料口与所述出料冷却输送机的进料口相连；且固体物料通过所述出料冷却输送机的出料口排出；

所述出料冷却输送机包括螺旋输送机本体以及包设在所述螺旋输送机本体外的空心夹套(6)，所述空心夹套内设有循环水流动空腔，且所述空心夹套的外壁一端设有循环水进口，所述空心夹套的外壁另一端设有循环水出口；

所述第一耙式绝氧炭化炉和所述第二耙式绝氧炭化炉均包括炭化炉炉体以及架设在所述炭化炉炉体内的中心轴，所述中心轴的外壁上环设有若干耙式搅拌体，且所述中心轴内设有冷却水通道，所述中心轴的一端通过设置在所述炭化炉炉体外的传动电机驱动旋转，且另一端连接有冷却水旋转接头，冷却水通过冷却水旋转接头通入到所述中心轴内，实现对于所述中心轴和所述耙式搅拌体的冷却。

5.根据权利要求4所述的一种废盐过热蒸汽碳化处理的工艺装置，其特征在于，所述耙式搅拌体包括固定在所述中心轴上的搅拌叶片以及连接在所述搅拌叶片背离所述中心轴一侧上的折边板，且所述折边板上设有若干通气孔。