CN109827178A - 采用自蔓延蓄热焚烧装置去除聚苯硫醚副产干盐有机物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体涉及采用自蔓延蓄热焚烧装置去除聚苯硫醚副产干盐有机物的方法。其包括以下步骤：(1)将副产干盐均质至成干盐颗粒，或将副产干盐均质成粉末盐，然后采用粉末盐造球得干盐小球；(2)将干盐小球或干盐颗粒作为物料进行自蔓延热解处理，热解温度为600～800℃，物料热解得到成品盐，自蔓延热解是指在不翻动物料前提下热量通过物料自行蔓延进行热解。该方法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；同时使得副产干盐中的低聚物能够被完全清除，成品盐不发生熔融结块现象，有利于后续锂盐的提取。

Description

采用自蔓延蓄热焚烧装置去除聚苯硫醚副产干盐有机物的 方法

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体涉及自蔓延热解去除聚苯硫醚副产干盐有机 物的方法。

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，然而生产过程中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，NMP和氯化锂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的回收则采用减压精馏的方式除去，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的回收，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。沉淀法是指通常是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，其依然 会导致对锂盐的进一步净化或影响锂盐的品质。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种采用自蔓延蓄热焚烧装置去除聚苯硫醚副产干盐有机 物的方法，该方法能够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。

采用自蔓延蓄热焚烧装置去除聚苯硫醚副产干盐有机物的方法，包括以下步骤：

(1)将副产干盐均质至成粒径为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3～15mm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，热解温度为600～800℃， 物料热解得到成品盐，所述自蔓延热解是指在不翻动物料前提下热量通过物料自行蔓延进行 热解。

优选的，所述步骤(1)中，所述干盐小球的粒径为3～10mm，更为优选的，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糖浆水溶液，白砂糖、清水，更为优选的，所述粘 接剂为质量浓度为5～15％的糖浆水溶液。

优选的，所述步骤2中，将干盐小球或干盐颗粒作为物料自蔓延热解前，步骤(1)的干盐小球或干盐颗粒还与绿色添加剂混合形成混合物料，然后对所述混合物料进行自蔓延热 解；其中，所述绿色添加剂为农业废弃物和园林废弃物，或木材加工废料，优选的，所述农 业废弃物是秸秆、糠壳和玉米芯等，所述园林废弃物是指重金属离子、硅和钙离子含量较少 的树木、杂草、刨花和锯木面。更为优选的，所述绿色添加剂占混合物料的质量百分数为 5～15％。

优选的，所述步骤(2)中，自蔓延热解的负压为100～6000Pa。

优选的，所述步骤(2)中，所述自蔓延热解采用自蔓延蓄热焚烧装置，所述自蔓延蓄 热焚烧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；上壳体对链带上方空 间进行密封，并依次分隔为预热段、点火段、焚烧段和冷却段；所述链带与上壳体配合形成 的空腔下方布有多个抽风罩，抽风罩下方连有抽风管道，抽风管道上布有风机，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。

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，所述自蔓延蓄热焚烧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。

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方法，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，本发明的方法还将物料的热解温度控制在600～800℃，料层中温度分布均匀、梯 度小，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。

附图说明

图1是自蔓延蓄热焚烧装置的结构示意图；

图2是自蔓延蓄热焚烧装置的截面示意图。

图中，1-链带式输送机、11-驱动机构(未标示)、12-链轮、13-链带；2-布料器；3-上 壳体、31-预热段、32-点火段、33-焚烧段、34-冷却段、341-活页挡板；4-烟气通路(未标 示)、41-抽风罩、42-抽风管道、43-风机、44-阀门；5-机尾密封，51-除尘设备；6-成品仓； 7-残渣仓；8-烟气二次燃烧预热装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步的说明。

实施例1

采用自蔓延蓄热焚烧装置去除聚苯硫醚副产干盐有机物，聚苯硫醚副产干盐源自某聚苯 硫醚生产企业，处理前，其中主要含有NMP，PPS短链(低聚物)和苯硫酚等有机物。

首先将副产干盐均质至粒径小于3mm，然后采用粘接剂(10％糖浆溶液)进行造球，小球粒径控制在3～6mm，且干盐小球的抗压强度≥1.5N，落下次数≥15。

将小球和农业废弃物(秸秆)形成混合物料，农业废弃物占比5％，将上述混合物料进 行热解，其中，热解的料层厚度为350mm，热解温度为653℃，热解一定时间后，料层冷却得到成品盐，热解后成品盐的具体参数参见表1。本发明中，也可不添加绿色添加剂，直接以燃料(天然气、煤气或氢气等)为燃烧物，将燃料产生火焰喷向物料层或通过高温烟气将热量蔓延至物料表层，然后热量在物料蔓延而进行热解。

表1采用自蔓延蓄热焚烧装置去除聚苯硫醚副产干盐有机物试验

实施例2

将上述试验1的采用的聚苯硫醚进行扩大处理，采用如图1所示的热解装置，处理量提 升至1吨，方法如实施例1所示，热解1.5h，热解后，取料层不同位置的成品盐进行检验， 成品盐外观呈棕色，粒径均匀，无熔融结块，成品盐粒径范围为3-～10mm，TOC为216ppm， 锂含量2.29％，锂损失率0.4％。

参见图1，自蔓延热解负压蓄热装置包括链带式输送机1，所述链带式输送机1由驱动 机构11(未标示)、链轮12和与链轮12相配合链带13组成；链带式输送机1机头上方沿 链带13行进方向依次设有布料器2、上壳体3；上壳体3链带13上方空间进行密封，并依 次分隔为预热段31、点火段32、焚烧段33和冷却段34；所述所述链带13与上壳体3配合 形成的空腔下方布有多个抽风罩41，抽风罩41下方连有抽风管道42，抽风管道42上布有 风机43，抽风罩41、风机43和抽风管道42相连通形成烟气通路；烟气通路中，预热段31 和点火段32的烟气进入焚烧段33，焚烧段33的烟气在焚烧段33内形成一级或多级循环， 焚烧段33的最后一级烟气进入预热段31，冷却段34的烟气进入烟气净化系统。所述链带式 输送机1尾端上方设有与上壳体3相配合的机尾密封5，机尾密封5顶部设有除尘设备51， 链带式输送机1尾端下方设有与链带13和机尾密封5相配合的成品仓6，成品仓6之后设有 残渣仓7，残渣仓7的一端与成品仓6相配合，残渣仓7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。所述自蔓延蓄热焚烧装置还设有烟气 二次燃烧预热装置8，焚烧段33最后一级烟气通过管道接入烟气二次燃烧预热装置8；烟气 二次燃烧预热装置8通过管道连接预热段31，向预热段31输送预热气体；烟气二次预热装 置8通过管道与烟气净化系统相连通，烟气二次燃烧预热装置8中多余的烟气送入烟气净化 系统净化。

上述热解装置是这样工作的，链带13和上壳体3配合形成的空腔是热解装置的炉膛， 首先布料器2将经混合物料铺设在布料器2下方的链带13上形成物料层，物料层随着链带 13进入预热段31预热焚烧段的最后一级烟气从自上而下对物料进行预热，然后进入点火段 32点火，由于点火下方的抽风罩41抽风，点火段32形成负压，物料从上层点燃开始向下层 蔓延，直至物料层被全部点燃，点火段32产生的未完全燃烧烟气进入焚烧段33二次燃烧， 然后进入焚烧段33进行焚烧，焚烧,33产生的烟气形成多级循环燃烧，使得烟气中的污染物 完全燃烧，物料层进入冷区段34冷却，冷却后形成品盐行进至输送机4尾端，链带回传， 成品盐自然下落而卸料成品自然下落落入成品仓6，成品下落引起的扬尘由机尾密封封闭， 并由除尘设备51除去；链带13上未完全脱离的残渣将随链带13的继续行进而下落至残渣 仓7中。所述残渣仓7和回传链带间设有清理回传链带的清料装置。抽风罩和风机抽取炉膛 中的烟气使得整个炉膛为负压环境，负压环境使得周围环境中的空气被抽入炉膛中形成新配 风，使物料充分燃烧。

冷却段34中前半数抽风罩的烟气由阀门控制烟气走向，当冷却段34前半数抽风罩41 中的烟气的含氧量较高时，阀门44控制冷却段前半数抽风罩中的烟气与焚烧段33最后一级 烟气合并，返回焚烧段焚烧；当其中烟气含氧量较低时，阀门44控制冷却段前半数抽风罩 41中的烟气与冷却段34后半数抽风罩41烟气合并，进入烟气二次燃烧预热装置8。

本发明提供的自蔓延蓄热焚烧装置适用于对聚苯硫醚副产干盐的处理，热解过程处于负 压状态，预热小球产生的挥发性剧毒毒气体(苯硫酚)和粉尘不外溢，能完全实现清洁化生 产；热解从从物料的表层开始，能实现边焚烧边对下层物料进行干燥、预热，提高焚烧处理 的热效率，降低能耗；热解产生的烟气多级循环二次燃烧，能够大大降低烟气中污染物的含 量，再经烟气净化处理系统，确保烟气达标排放。

Claims (10)

1.采用自蔓延蓄热焚烧装置去除聚苯硫醚副产干盐有机物的方法，包括以下步骤：

(1)将副产干盐均质至成粒径为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3～15mm的干盐小球；

(2)将干盐小球或干盐颗粒布料在自蔓延蓄热焚烧装置布料器下方的链带上进行自蔓延热解处理，热解温度为600～800℃，物料热解得到成品盐，所述自蔓延热解是指在不翻动物料前提下，热量通过物料自行蔓延进行热解。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述干盐小球的粒径为3～10mm。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述干盐小球的抗压强度≥1.5N，落下次数≥15，优选的，所述干盐小球的粒径为3～6mm。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述粉末盐造球的粘接剂为糖浆水溶液、白砂糖水溶液或清水，优选的，所述粘接剂为质量浓度为5～15％的糖浆水溶液。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将干盐小球或干盐颗粒作为物料自蔓延热解前，步骤(1)的干盐小球或干盐颗粒还与绿色添加剂混合形成混合物料，然后对所述混合物料进行自蔓延热解。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述绿色添加剂占混合物料的质量百分数为5～15％。

7.如权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述自蔓延蓄热焚烧装置，所述自蔓延蓄热焚烧装置包括链带式输送机(1)，所述链带式输送机(1)由驱动机构(11)、链轮(12)和与链轮(12)相配合链带(13)组成；链带式输送机(1)机头上方沿链带(13)行进方向依次设有布料器(2)、上壳体(3)；上壳体(3)对链带(13)上方空间进行密封，并依次分隔为预热段(31)、点火段(32)、焚烧段(33)和冷却段(34)；所述链带(13)与上壳体(3)配合形成的空腔下方布有多个抽风罩(41)，抽风罩(41)下方连有抽风管道(42)，抽风管道(42)上布有风机(43)，抽风罩(41)、风机(43)和抽风管道(42)相连通形成烟气通路；烟气通路中，预热段(31)和点火段(32)的烟气进入焚烧段(33)，焚烧段(33)的烟气在焚烧段(33)内形成一级或多级循环，焚烧段(33)的最后一级烟气进入预热段(31)，冷却段(34)的烟气进入烟气净化系统。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述链带式输送机(1)尾端上方设有与上壳体(3)相配合的机尾密封(5)，机尾密封(5)顶部设有除尘设备(51)，链带式输送机(1)尾端下方设有与链带(13)和机尾密封(5)相配合的成品仓(6)，成品仓之后设有残渣仓(7)，残渣仓(7)的一端与成品仓(6)相配合，残渣仓(7)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。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述自蔓延蓄热焚烧装置还设有烟气二次燃烧预热装置(8)，焚烧段(33)最后一级烟气通过管道接入烟气二次燃烧预热装置(8)；烟气二次燃烧预热装置通过管道连接预热段(31)，向预热段(31)输送预热气体；烟气二次预热装置(8)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。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，自蔓延热解的负压为100～6000Pa。