CN110805907A - 一种处理含水含有机物和含其它溶解性气体的固体废盐裂解炉工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理含水含有机物和含其它溶解性气体的固体废盐裂解炉工艺及装置，工艺为(1)计算待处理固体废盐中其它污染物热裂解分解温度以及根据所述固体废盐熔融温度确定热裂解炉设计压力及温度；(2)将上述待处理固体废盐破碎后送入外燃加热连续转动回转窑裂解炉内，热裂解炉温度、压力按照(1)中进行设置，通过间接受热的方式达到有机物热裂解温度，使固体废盐中易挥发易裂解的物质形成气体从废盐中脱离；在裂解过程中，利用裂解产生的烟气对热裂解炉进行气封同时保证裂解炉内惰性气氛，同时将裂解产生的烟气引入后续辅助焚烧；(3)将裂解产生的废气导出热裂解炉后进行焚烧、净化处理后排放；裂解后的废盐通过锁气出盐的方式定期排出并经过分盐后达到资源化利用。

Description

一种处理含水含有机物和含其它溶解性气体的固体废盐裂解 炉工艺及装置

技术领域

本发明工艺主要涉及农化、精细化工、化工、橡胶、环保工艺领域。发明涉及利用外燃加热连续转动回转窑裂解炉+废气焚烧净化方法处理上述各行业产生的含水含有机物和含其它溶解性气体的固体废盐。

背景技术

废盐是困扰国家绝大部分精细化工、农化、化工、环保等行业发展的主要污染物，废盐分为液态、固体废盐，废盐成分一般比较复杂，不仅含盐，还含有废水、有机物、活性炭、矿物质等物质，直接的物理化学方法很难分离。目前国内液态废盐(含盐废水)主要采用固定焚烧炉高温焚烧，使有机物彻底被分烧掉，废盐形成熔融流动态从焚烧炉底排出，此种方法对处理液态废盐目前相对理想，但需要消耗大量燃料，对于高含量酸性污染因子废盐焚烧后产生腐蚀性气体无法处理，且废盐成分需单一，否则熔融态盐易积灰结渣堵塞。而固体废盐目前国内外没有较好处理方法，一般单一废盐厂内或园区内资源化利用，含大量有机物固体废盐也是进行溶解高温焚烧，或与其它固体危废配伍掺烧。

发明内容

本发明解决的技术问题是：主要解决上述各行业中含水含有机物和含其它溶解性气体的固体废盐，使废盐中其他有害物质被热裂解焚烧掉，剩下单一或混合废盐通过分盐方法得到单一可资源化回收利用的工业盐。

本发明解决技术的方案是：一种处理含水含有机物和含其它溶解性气体的固体废盐裂解炉工艺，通过下述方式实现：

(1)计算待处理固体废盐中其它污染物热裂解分解温度以及根据所述固体废盐熔融温度确定热裂解炉设计压力及温度；

(2)将上述待处理固体废盐破碎后送入外燃加热连续转动回转窑裂解炉内，热裂解炉温度、压力按照(1)中进行设置，通过间接受热的方式达到有机物热裂解温度，使固体废盐中易挥发易裂解的物质形成气体从废盐中脱离；在裂解过程中，利用裂解产生的烟气对热裂解炉进行气封同时保证裂解炉内惰性气氛，同时将裂解产生的烟气引入后续辅助焚烧；

(3)将裂解产生的废气导出热裂解炉后进行焚烧、净化处理后排放；裂解后的废盐通过锁气出盐的方式定期排出。

优选的，根据工艺生产要求需要，当当前待处理固体废盐量满足连续进料要求且物料中有机物和水分含量低于30％时，采用连续进料方式进料，否则选用间歇式进料方式。

优选的，间歇式进料的间隔时间40-120min。

一种处理含水含有机物和含其它溶解性气体的固体废盐裂解炉装置，包括外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统、进料及出盐系统、废气焚烧净化系统；

进料及出盐系统，在连续进料方式时，用于连续输送待处理固体废盐并破碎后通过螺旋进料的方式将物料送入外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统；

外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统，对输入的物料依次经过干燥、加热以及裂解，利用产生的裂解烟气形成惰性气氛实现裂解环境的气封；将裂解过程产生的废气输入至废气焚烧净化系统，裂解后的废盐送至进料及出盐系统，由进料及出盐系统通过锁气出盐的方式定期排出废盐；

废气焚烧净化系统，对输入的裂解废气进行焚烧、净化处理，满足排放标准后排放。

优选的，所述的进料及出盐系统包括链板输送机、翻转提升机、破碎机、无轴螺旋给料机、窑尾锁气出盐机；

翻转提升机将链板输送机上的物料提升并送入破碎机，破碎机将物料破碎后经由无轴螺旋给料机输入外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统；

窑尾锁气出盐机与外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统的固体输出口连接，通过锁气出盐的方式定期排出废盐。

优选的，所述的窑尾锁气出盐机与外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统的固体输出口之间通过安装排气锁气阀实现锁气出盐。

优选的，所述的外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统包括窑头密封罩、窑头托轮、回转窑裂解炉筒体、干燥燃烧器、加热燃烧器、裂解燃烧器、裂解炉外筒体、裂解炉底部加热筒体、耐火隔热浇注料、窑尾托轮、驱动装置、窑头轮带、烟气排出管、窑尾轮带、窑体齿轮圈、窑尾密封罩、烟气换热器

回转窑裂解炉筒体通过窑头轮带、窑尾轮带分别于窑头托轮、窑尾托轮相连接，托轮与轮带之间通过摩擦力相互支撑运动；回转窑裂解炉筒体上固定窑体齿轮圈，通过该齿轮圈与驱动装置配合，实现回转窑裂解炉筒体的转动；回转窑裂解炉筒体相对水平面向后倾斜；

回转窑裂解炉筒体与裂解炉外筒体密封相连，裂解炉外筒体与裂解炉底部加热筒体直接焊接，裂解炉外筒体、裂解炉底部加热筒体的内表面采用耐火隔热浇注料砌筑；裂解炉底部加热筒体上从窑头到窑尾依次设置干燥燃烧器、加热燃烧器、裂解燃烧器；燃烧器燃烧产生的热烟气在回转窑裂解炉筒体与裂解炉外筒体之间的密闭空间加热回转窑裂解炉本体；烟气排出管与回转窑裂解炉筒体连通，汇总后一路输入废气焚烧净化系统，另一路接入烟气换热器，经通入烟气换热器的空气冷却后分成两路，分别接入回转窑裂解炉筒体两端的窑尾密封找窑头密封罩内，对密封进一步起到气封作用，同时保证回转窑裂解炉筒体内惰性气氛，从窑尾密封罩伸出的裂解废气排放管，将裂解废气排放至废气焚烧净化系统。

优选的，通过调整干燥燃烧器、加热燃烧器、裂解燃烧器的负荷确保回转窑裂解炉筒体尾部可测量部位温度为450-650℃。

优选的，所述的回转窑裂解炉筒体与窑头密封罩、窑尾密封罩之间采用迷宫内嵌密封毡式鱼鳞片密封。

优选的，所述的裂解废气排放管具备锁气防火功能。

优选的，所述的废气焚烧净化系统包括废气焚烧炉、废气燃烧器、洗涤塔、吸附塔、引风机、烟囱；

外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统输入的裂解产生的烟气被送入废气焚烧炉内，并在废弃燃烧器附近燃烧，用于节约废气焚烧辅助燃料；裂解产生的废气在废弃焚烧炉内焚烧后产生的烟气进入洗涤塔经过通入洗涤塔内的碱液脱酸和工业水急冷降温、降温后烟气进入吸附塔进行除湿、降尘，净化后烟气通过引风机送入烟囱排放。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明针对含水含有机物和含其它溶解性气体的固体废盐特设计一种外燃加热连续转动回转窑裂解炉+废气焚烧净化处理工艺系统，将含水含有机物和含其它溶解性气体固体废盐通过自动化上料进料装置送入外燃加热连续运转回转窑裂解炉内裂解分解，使水分和有机物等物质被分离，剩下固体废盐可直接进行资源化回收利用。

目前国内暂时没有成功的固体废盐处置技术，本发明技术有益效果就是能够连续稳定低能耗处理固体废盐，使废盐中有机物、水和其它挥发性气体彻底裂解掉，使固体废盐达到资源化利用目的。具体的：

1)创新设计了一种可用于处置固体废盐的连续转动间接解热回转式裂解炉，该裂解炉处置工艺具有节能与资源化回收利用特点。

2)创新性的提出了裂解炉设计压力(负压，一般-50～-100Pa)、温度(450-650℃)等工艺参数，该工艺参数能够使得整个工艺更好的达到处理的目的。

3)阐述了连续转动的动静结合裂解炉进料、出盐及排气密封性工艺设计，针对安全性、密封性、可靠性进行了系统设计。

附图说明

图1为本发明的装置示意图；

图2为本发明外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

本发明所公开的是一种处理含水含有机物和含其它溶解性气体的固体废盐裂解炉装置及工艺，发明涉及利用外燃加热连续转动回转窑裂解炉+废气焚烧净化方法处理上述各行业产生的含水含有机物和含其它溶解性气体固体废盐。

本发明工艺方法为利用外燃加热连续运转的回转窑，使窑内含水含有机物和含其它溶解性气体固体废盐间接受热，达到有机物热裂解温度，从而使固体废盐中有机物和水份等易挥发易裂解的物质形成气体从废盐中脱离。针对不同有机物组分、含量，设计不同长径比以及加热温度使有机物彻底分解，裂解气体送入废气焚烧炉彻底焚烧，或将裂解气经过脱水除尘净化作为回转窑外燃辅助燃料，达到节约能量的目的。最终从回转窑出口排出的废盐几乎不含有机物，如果废盐为单一盐则可直接回收利用，如果为混合废盐，可通过分盐方法进行分盐回收利用。

如图1所示，本发明装置主要包括外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统、连续进料及出盐系统、废气焚烧净化系统，具体主要工艺设备为3％碱液母管1、工业水母管2、天然气母管3、焚烧炉天然气母管4、裂解炉天然气母管5、裂解炉烟气去焚烧炉管6、干燥燃烧器7、加热燃烧器8、裂解燃烧器9、链板输送机10、翻转提升机11、破碎机12、无轴螺旋给料机13、回转窑裂解炉筒体14、窑尾锁气出盐机15、废气焚烧炉16、废气燃烧器17、洗涤塔18、吸附塔19、引风机20、烟囱21、空气37、热空气38、裂解炉窑尾气封烟气管39、裂解炉窑头气封烟气管40、烟气换热器41。

工艺流程及实施方法说明如下：含水含有机物和含其它溶解性气体的固体废盐通过包装容器送入裂解炉前链板输送机10上，然后通过翻转提升机11将固体废盐倾倒入破碎机12中，经过破碎后的固体废盐通过螺旋给料机13送入外燃加热连续转动回转窑裂解炉14内，物料在回转窑裂解炉中被外燃燃烧器(7.8.9)分别干燥、加热、裂解，裂解炉热解温度根据固体废盐中有机物组成以及含水率等因素进行设计确定，同时为了保证有机物和水份被彻底裂解逸出，将回转窑外燃燃烧器根据物料转动停留时间分为三部分，分别控制局部燃烧温度，保证物料中有机物被彻底裂解的同时不出现炉内结焦堵塞等故障。裂解炉内有机物、可溶性气体和水份被分解逸出后通过36.窑尾罩排气管36送入16.废气焚烧炉16，裂解后固体废盐通过窑尾罩窑尾锁气出盐机15送入到废盐净化后续工艺。裂解炉外燃室烟气通过烟气汇集管32以及裂解炉烟气去焚烧炉管6被送入废气燃烧器17附近燃烧，这样节约窑内废气焚烧辅助燃料，废气焚烧后温度达到1100℃以上，满足国家排放标准。焚烧后烟气进入洗涤塔18经过3％碱液脱酸1和工业水2急冷降温、降温后烟气进入吸附塔19进行除湿、降尘，净化后烟气通过引风机20送入烟囱21排放。

图2为外燃加热连续转动回转窑裂解炉装置详图。结合本图详细介绍固体废盐在裂解炉内裂解实施过程。

图2中裂解炉主要零部件为干燥燃烧器7、加热燃烧器8、裂解燃烧器9、回转窑裂解炉筒体14、窑尾锁气出盐机15、窑头密封罩22、窑头托轮23、裂解炉外筒体24、裂解炉底部加热筒体25、耐火隔热浇注料26、窑尾托轮27、齿轮箱28、减速机29、驱动电机30、窑头轮带31、烟气排出管32、窑尾轮带33、窑体齿轮圈34、窑尾罩35、裂解废气排放管36、空气37、热空气38、裂解炉窑尾气封烟气管39、裂解炉窑头气封烟气管40、烟气换热器41。

裂解炉实施方法说明如下：当固体废盐处理量较大，而有机物、水份、可溶性气体含量相对较低，或有机物热裂解温度较低时，热裂解炉进料采用连续进料方式，连续进料速度根据生产调整，一般可保持在015r/min。固体废盐通过上述链板输送机10、翻转提升机11、破碎机12、无轴螺旋输送机13送入回转窑裂解炉筒体14被加热裂解，为保证裂解炉密封性，回转窑裂解炉筒体14与窑头密封罩22、窑尾密封罩35相连，密封罩与筒体之间采用迷宫内嵌密封毡式鱼鳞片密封。同时为保证裂解炉内惰性气氛以及节约燃料，特设计使用外燃烟气通入窑头窑尾两处密封罩，对可能泄露的地方进行气封，同时烟气通入裂解炉内可更有效加热物料，使物料加快裂解，同时节约天然气燃料。具体流程为空气37送入烟气换热器41被加热后供燃烧器7、8、9燃烧所需助燃风，外燃烟气经过烟气换热器41冷却后通过裂解炉窑尾气封烟气管39和裂解炉窑头气封烟气管分别通入窑尾窑头密封罩40内，对密封进一步起到气封作用，同时保证裂解炉内惰性气氛。回转窑裂解炉筒体14通过窑头轮带31、窑尾轮带33分别于窑头托轮23、窑尾托轮27相连接，托轮与轮带之间通过摩擦力相互支撑运动。然后回转窑裂解炉筒体14上焊接的窑体齿轮圈34与齿轮箱28相互咬合，齿轮箱28通过轴承与减速机29相连，减速机29通过轴承与驱动电机30相连，从而驱动回转窑裂解炉筒体运动，回转窑裂解炉筒体14与水平面一般呈2°倾斜角(倾斜角根据处理量以及有机物热裂解速度计算确定)，保证固体废盐在裂解炉筒体中连续转动的同时向下运动，到筒体尾部时被锁气出盐机15间歇式锁住，当固体废盐满足干燥、无有机物时被外送到分盐回收单元。回转窑裂解炉筒体14与裂解炉外筒体24通过密封形式相连，裂解炉外筒体24与裂解炉底部加热筒体25直接焊接，裂解炉外筒体、裂解炉底部加热筒体的内表面采用耐火隔热浇注料砌筑，干燥燃烧器、加热燃烧器、裂解燃烧器燃烧产生的高温烟气在回转窑裂解炉筒体与裂解炉外筒体之间的密闭空间加热回转窑裂解炉本体，外表面采用保温层隔热保护。裂解炉底部加热筒体25上从窑头到窑尾依次设置干燥燃烧器7、加热燃烧器8、裂解燃烧器9，通过调整燃烧器负荷确保回转窑裂解炉筒体14尾部可测量部位温度为450-650℃，同时监测燃烧后从烟气排出管32内烟气温度，确保耐热钢筒体通过导热后裂解炉内温度为450-600℃左右，使固体废盐中水份、有机物和可溶性气体被裂解，然后通过裂解废气排放管36送入废气焚烧炉16焚烧，焚烧后烟气经过烟气净化后达标排放。

当固体废盐处理量较小，而有机物含量相对较高，有机物裂解温度较高时，需采用微正压高温热裂解炉。因此，裂解炉需采用间歇式进料方法，间隔时间一般40-120min。窑头密封罩22与回转窑裂解炉筒体14采用快开门相连，且窑头密封罩22头部中心采用可拆卸式开炉门，当回转窑筒体停止转动时，打开窑头密封罩22上快开门，投入固体废盐，然后关闭窑头密封罩上快开门，通过控制裂解废气排放管阀门36以及窑尾锁气出盐机15锁气阀门控制裂解炉内温度与压力，保证裂解炉内水分、可溶性气体以及有机物被彻底裂解。其它工艺流程及裂解炉运行实施方法同上所述。

以上对本发明的实施例进行了详细的说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施说明，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改替换或改进，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种处理含水含有机物和含其它溶解性气体的固体废盐裂解炉工艺，其特征在于通过下述方式实现：

(1)计算待处理固体废盐中其它污染物热裂解分解温度以及根据所述固体废盐熔融温度确定热裂解炉设计压力及温度；

(2)将上述待处理固体废盐破碎后送入外燃加热连续转动回转窑裂解炉内，热裂解炉温度、压力按照(1)中进行设置，通过间接受热的方式达到有机物热裂解温度，使固体废盐中易挥发易裂解的物质形成气体从废盐中脱离；在裂解过程中，利用裂解产生的烟气对热裂解炉进行气封同时保证裂解炉内惰性气氛，同时将裂解产生的烟气引入后续辅助焚烧；

(3)将裂解产生的废气导出热裂解炉后进行焚烧、净化处理后排放；裂解后的废盐通过锁气出盐的方式定期排出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据工艺生产要求需要，当待处理固体废盐量满足连续进料要求且物料中有机物和水分含量低于30％时，采用连续进料方式进料，否则选用间歇式进料方式。

3.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：间歇式进料的间隔时间40-120min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的热裂解炉设计压力为负压，优选为-50～-100Pa。

5.一种处理含水含有机物和含其它溶解性气体的固体废盐裂解炉装置，其特征在于：包括外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统、进料及出盐系统、废气焚烧净化系统；

进料及出盐系统，在连续进料方式时，用于连续输送待处理固体废盐并破碎后通过螺旋进料的方式将物料送入外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统；

外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统，对输入的物料依次经过干燥、加热以及裂解，利用产生的裂解烟气形成惰性气氛实现裂解环境的气封；将裂解过程产生的废气输入至废气焚烧净化系统，裂解后的废盐送至进料及出盐系统，出盐系统通过锁气出盐的方式定期排出废盐；

废气焚烧净化系统，对输入的裂解废气进行焚烧、净化处理，满足排放标准后排放。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的进料及出盐系统包括链板输送机、翻转提升机、破碎机、无轴螺旋给料机、窑尾锁气出盐机；

翻转提升机将链板输送机上的物料提升并送入破碎机，破碎机将物料破碎后经由无轴螺旋给料机输入外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统；

窑尾锁气出盐机与外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统的固体输出口连接，通过锁气出盐的方式定期排出废盐。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述的窑尾锁气出盐机与外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统的固体输出口之间通过排气锁气阀实现锁气出盐。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统包括窑头密封罩、窑头托轮、回转窑裂解炉筒体、干燥燃烧器、加热燃烧器、裂解燃烧器、裂解炉外筒体、裂解炉底部加热筒体、耐火隔热浇注料、窑尾托轮、驱动装置、窑头轮带、烟气排出管、窑尾轮带、窑体齿轮圈、窑尾密封罩、烟气换热器

回转窑裂解炉筒体通过窑头轮带、窑尾轮带分别于窑头托轮、窑尾托轮相连接，托轮与轮带之间通过摩擦力相互支撑运动；回转窑裂解炉筒体上固定窑体齿轮圈，通过该齿轮圈与驱动装置配合，实现回转窑裂解炉筒体的转动；回转窑裂解炉筒体相对水平面向后倾斜；

回转窑裂解炉筒体与裂解炉外筒体密封相连，裂解炉外筒体与裂解炉底部加热筒体直接焊接，裂解炉外筒体、裂解炉底部加热筒体的内表面采用耐火隔热浇注料砌筑；裂解炉底部加热筒体上从窑头到窑尾依次设置干燥燃烧器、加热燃烧器、裂解燃烧器；燃烧器燃烧产生的热烟气在回转窑裂解炉筒体与裂解炉外筒体之间的密闭空间加热回转窑裂解炉本体烟气排出管与回转窑裂解炉筒体连通，汇总后一路输入废气焚烧净化系统，另一路接入烟气换热器，经通入烟气换热器的空气冷却后分成两路，分别接入回转窑裂解炉筒体两端的窑尾密封找窑头密封罩内，对密封进一步起到气封作用，同时保证回转窑裂解炉筒体内惰性气氛，从窑尾密封罩排气管将裂解废气排放至废气焚烧净化系统。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：通过调整干燥燃烧器、加热燃烧器、裂解燃烧器的负荷确保回转窑裂解炉筒体尾部可测量部位温度为450-650℃。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述的回转窑裂解炉筒体与窑头密封罩、窑尾密封罩之间采用迷宫内嵌密封毡式鱼鳞片密封。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述的裂解废气排放管具备锁气密封功能。

12.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的废气焚烧净化系统包括废气焚烧炉、废气燃烧器、洗涤塔、吸附塔、引风机、烟囱；

外燃加热连续转动回转窑裂解炉系统输入的裂解产生的烟气被送入废气焚烧炉内，并在废弃燃烧器附近燃烧，用于节约废气焚烧辅助燃料；裂解产生的废气在废弃焚烧炉内焚烧后产生的烟气进入洗涤塔经过通入洗涤塔内的碱液脱酸和工业水急冷降温、降温后烟气进入吸附塔进行除湿、降尘，净化后烟气通过引风机送入烟囱排放。

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