CN112709990B - 一种用于热解的节能废盐球的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于热解的节能废盐球的制备方法，包括以下步骤：(a)将废盐渣在50～60℃下进行烘干，并控制废盐渣含水量在10％以下；(b)将烘干后的废盐渣与生物质颗粒按质量比5～20:1的比例置于搅拌装置中进行搅拌，得到热值大于2500大卡/kg的热解内核颗粒；(c)向热解内核颗粒中加入高分子胶黏剂和富含铁铝硅及孔洞结构的无机材料，搅拌混合至无机材料均匀覆盖于热解内核颗粒的表面，得到废盐球。本发明可以有效降低废盐与设备的直接接触，减少对设备的腐蚀，同时还能提高废盐渣中有机物的热解率，降低天然气能源的消耗。

Description

一种用于热解的节能废盐球的制备方法
技术领域
本发明涉及废盐渣处理技术领域，特别是涉及一种用于热解的节能废盐球的制备方法。
背景技术
废盐渣(高含盐废液)是化工产品生产过程中大量产生的副产物，其包含有大量的有机物及杂质。现有的废盐渣无害化处理方法有高温焚烧热解、中低温热解、溶解氧化除杂等，这些方法均存在一些技术不足，如高温焚烧过程中，废盐渣中所包含的氯离子对于设备的腐蚀较为严重，不利于设备的稳定运行；中低温热解过程中，无法完全的去除废盐渣中的有机物，废盐渣无害化的程度较低；溶解氧化除杂过程过于冗长，技术关键点多，难以控制，且工段负责不利于资源化。对于高温焚烧热解法而言，若能解决处理过程中废盐渣对设备的腐蚀问题，将带来极大的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于热解的节能废盐球的制备方法，可以有效降低废盐与设备的直接接触，减少对设备的腐蚀，同时还能提高废盐渣中有机物的热解率，降低天然气能源的消耗。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于热解的节能废盐球的制备方法，包括以下步骤：
(a)将废盐渣在50～60℃下进行烘干，并控制废盐渣含水量在10％以下；
(b)将烘干后的废盐渣与生物质颗粒按质量比5～20:1的比例置于搅拌装置中进行搅拌，得到热值大于2500大卡/kg的热解内核颗粒；
(c)向热解内核颗粒中加入高分子胶黏剂和富含铁铝硅及孔洞结构的无机材料，搅拌混合至无机材料均匀覆盖于热解内核颗粒的表面，得到废盐球，其中，热解内核颗粒与高分子胶黏剂、无机材料的质量比为1:0.3～0.8:1.5～4。
步骤(b)中，所述生物质颗粒包括但不限于稻壳、秸秆、玉米芯颗粒。
步骤(c)中，所述高分子胶黏剂包括但不限于烯类单体的共聚物、聚酰胺、聚氨酯。烯类单体的共聚物包括聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯等。
步骤(c)中，所述无机材料包括但不仅限于粉煤灰、焚烧飞灰、活性炭。
所述搅拌装置包括罐体、通过电机驱动旋转的中心轴、圆周分布于中心轴外圈的转轴、圆周分布于转轴外圈的第一搅拌桨、横向转动安装在罐体下部内的第二搅拌桨，所述中心轴上固装有第一齿轮，所述第一齿轮外围圆周均布有与第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮上固定穿设转轴，所述罐体上部内固装有连接板和隔板，所述连接板上滑动连接有圆周均布的滑块，所述隔板内圆周均布有柱孔，所述柱孔内滑动嵌设有滑杆，所述第一搅拌桨上端与滑块转动连接，所述第一搅拌桨穿过隔板及滑杆且第一搅拌桨与滑杆转动连接，所述转轴上固装有第一偏心齿轮，所述第一搅拌桨上固装有与第一偏心齿轮相啮合的第二偏心齿轮，所述转轴驱动第一搅拌桨边旋转边内外来回运动，所述滑杆外端与柱孔间设有弹簧，第一搅拌桨向外运动时所述滑杆压缩弹簧，所述中心轴穿过隔板伸入罐体下部内且中心轴与第二搅拌桨垂直传动连接。
所述连接板上设有圆周均布的滑槽，所述滑槽的槽壁凸起形成一对滑轨，所述滑块对应嵌入滑槽内且滑块与一对滑轨滑动连接。
所述隔板上表面凹陷形成圆周均布的贯穿槽，所述贯穿槽与柱孔一一对应垂直连通，所述滑杆沿着柱孔来回滑动且滑杆始终将贯穿槽完全隔断，所述第一搅拌桨穿过贯穿槽并在贯穿槽内来回运动。
所述罐体下部内固装有筒柱，所述中心轴伸入筒柱内并与筒柱转动连接，所述第二搅拌桨垂直穿过筒柱并与筒柱转动连接，所述中心轴下端通过一对伞齿轮与第二搅拌桨啮合传动连接，一对所述伞齿轮设置在筒柱内。
所述转轴转动安装在连接板与隔板之间。
本发明的有益效果是：(1)采用无机材料、生物质颗粒、废盐渣、高分子胶黏剂为原料将废盐渣制备成废盐球，以进行废盐渣的高温热解处理，能够提高废盐渣中有机物的热解率，降低废盐与设备的直接接触，减少对设备的腐蚀，且在高温热解过程中，生物质颗粒热解后产生的飞灰也可有效阻断盐和设备的接触，进一步减少设备腐蚀，同时生物质颗粒能够给低热值的废盐热解系统提供热解能源，降低能源消耗；(2)废盐球热解后剩余的无机材料可重复使用，减少原料消耗；(3)各个第一搅拌桨进行内外来回移动搅拌，同时第二搅拌桨在罐体下部进行横向搅拌，使各原料混合均匀并促使无机材料对热解内核颗粒进行均匀包覆，有利于进一步降低废盐与设备的直接接触，减少设备腐蚀。
附图说明
图1为本发明的搅拌装置的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
图3为图1中B处的放大图；
图4为本发明的搅拌装置的连接板的立体示意图；
图5为本发明的搅拌装置的隔板的结构示意图；
图6为图5中C-C向的剖面图。
图中：罐体1、筒柱11、中心轴2、第一齿轮21、伞齿轮22、电机23、转轴3、第二齿轮31、第一偏心齿轮32、第一偏心轮33、第一搅拌桨4、第二偏心齿轮41、第二偏心轮42、第二搅拌桨5、连接板6、滑槽61、滑轨62、凸环63、隔板7、柱孔71、贯穿槽72、封板73、滑块8、滑杆9、弹簧91。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
实施例1
一种用于热解的节能废盐球的制备方法，包括以下步骤：
(a)将废盐渣在55℃下进行烘干，并控制废盐渣含水量在10％以下；
(b)将烘干后的废盐渣与稻壳颗粒按质量比5:1的比例置于搅拌装置中进行搅拌，得到热值大于2500大卡/kg的热解内核颗粒；
(c)向热解内核颗粒中加入高分子胶黏剂聚丙烯酸甲酯和富含铁铝硅及孔洞结构的无机材料粉煤灰，搅拌混合至无机材料均匀覆盖于热解内核颗粒的表面，得到废盐球，其中，热解内核颗粒与聚丙烯酸甲酯、粉煤灰的质量比为1:0.3:2。
如图1～图6所示，所述搅拌装置包括罐体1、通过电机23驱动旋转的中心轴2、圆周分布于中心轴2外圈的转轴3、圆周分布于转轴3外圈的第一搅拌桨4、横向转动安装在罐体1下部内的第二搅拌桨5，所述中心轴2上固装有第一齿轮21，所述第一齿轮21外围圆周均布有与第一齿轮21啮合的第二齿轮31，所述第二齿轮31上固定穿设转轴3，第一齿轮21同时与多个第二齿轮31啮合传动连接，进而驱动多个转轴3同时旋转。
所述罐体1上部内固装有连接板6和隔板7，所述转轴3转动安装在连接板6与隔板7之间，所述连接板6上滑动连接有圆周均布的滑块8，所述隔板7内圆周均布有柱孔71，所述柱孔71内滑动嵌设有滑杆9，所述滑杆9外端与柱孔71间设有弹簧91，所述第一搅拌桨4上端与滑块8转动连接，所述第一搅拌桨4穿过隔板7及滑杆9且第一搅拌桨4与滑杆9转动连接，所述转轴3上固装有第一偏心齿轮32，所述第一搅拌桨4上固装有与第一偏心齿轮32相啮合的第二偏心齿轮41，所述转轴3驱动第一搅拌桨4边旋转边内外来回运动，第一搅拌桨4向外运动时所述滑杆9压缩弹簧91；当第一搅拌桨4向外运动至最外端时，第一偏心齿轮32与第二偏心齿轮41间将失去啮合传动作用，而通过弹簧91的设置，使第一搅拌桨4向外运动至最外端时弹簧91处于压缩状态，利用弹簧91的回弹力对滑杆9施加一个向内的推力，就可以使第一偏心齿轮32与第二偏心齿轮41始终保持啮合，进而能够使中心轴2驱动第一搅拌桨4作边旋转边内外平移运动。
转轴3上还固设有第一偏心轮33，第一搅拌桨4上还固设有第二偏心轮42，第一偏心轮33与第二偏心轮42滚动抵接，使得第一搅拌桨4的运转更加顺畅、稳定。为便于滑杆9与弹簧91的安装，隔板7环形外壁凹陷形成圆周分布的圆孔，置入滑杆9与弹簧91后，圆孔的外侧开口端通过封板73封盖且封板73与隔板7固定连接，实际上，柱孔71由上述圆孔与封板73组合形成。
所述中心轴2穿过隔板7伸入罐体1下部内且中心轴2与第二搅拌桨5垂直传动连接，实际上，中心轴2依次穿过连接板6及隔板7且中心轴2与隔板7转动连接。中心轴2与第二搅拌桨5的具体传动安装结构为：所述罐体1下部内固装有筒柱11，所述中心轴2伸入筒柱11内并与筒柱11转动连接，所述第二搅拌桨5垂直穿过筒柱11并与筒柱11转动连接，所述中心轴2下端通过一对伞齿轮22与第二搅拌桨5啮合传动连接，一对所述伞齿轮22设置在筒柱11内。筒柱11由上、下两部分组合而成，筒柱11上部分截面呈大于半圆的环形，筒柱11下部分截面呈小于半圆的环形，筒柱11上、下两部分间通过密封圈密封，中心轴2、第二搅拌桨5与筒柱11的上部分连接，上述筒柱11结构的设置便于中心轴2、第二搅拌桨5的安装，也能对一对伞齿轮22进行保护，防止原料对一对伞齿轮22的运转造成影响。
所述连接板6上设有圆周均布的滑槽61，所述滑槽61的槽壁凸起形成一对滑轨62，所述滑块8对应嵌入滑槽61内且滑块8与一对滑轨62滑动连接。滑槽61为上下贯通且外端开口结构，便于滑块8的安装；滑轨62的设置对滑块8进行上下限位，为第一搅拌桨4的运动进行稳定导向；连接板6上表面边缘凸起形成凸环63，凸环63与罐体1顶部固定连接，凸环63的设置一方面使得连接板6的主体部分与罐体1顶部间留有间隙，保证第一搅拌桨4旋转及来回运动的顺畅，另一方面连接了滑槽61外端的开口，保证了滑槽61的结构稳定性。
所述隔板7上表面凹陷形成圆周均布的贯穿槽72，所述贯穿槽72与柱孔71一一对应垂直连通，所述滑杆9沿着柱孔71来回滑动且滑杆9始终将贯穿槽72完全隔断，所述第一搅拌桨4穿过贯穿槽72并在贯穿槽72内来回运动。柱孔71呈圆柱形，定义沿滑杆9长度方向为贯穿槽72的长度方向，贯穿槽72的宽度小于柱孔71直径，因此滑杆9可以将贯穿槽72完全隔断。隔板7将罐体1分隔成上下两个腔室，第一齿轮21、第二齿轮31、第一偏心齿轮32、第一偏心轮33、第二偏心齿轮41、第二偏心轮42均安装在上腔室内，通过滑杆9将贯穿槽72完全隔断可以防止物料进入上腔室内，以免影响设备的正常运转；罐体1的顶板为可拆卸设置，便于转轴3、第一齿轮21、第二齿轮31、第一偏心齿轮32、第一偏心轮33、第二偏心齿轮41、第二偏心轮42等组件的安装维修。
本发明搅拌装置的工作过程是：电机23驱动中心轴2转动，第一齿轮21带动各个第二齿轮31转动，第二齿轮31带动相应的转轴3转动，转轴3又通过第一偏心齿轮32与第二偏心齿轮41、第一偏心齿轮32与第二偏心轮42带动第一搅拌桨4边转动边内外来回运动，即第一搅拌桨4边旋转边来回平移进行搅拌，与此同时，中心轴2带动第二搅拌桨5转动，从而改善搅拌效果。
实施例2
一种用于热解的节能废盐球的制备方法，包括以下步骤：
(a)将废盐渣在50℃下进行烘干，并控制废盐渣含水量在10％以下；
(b)将烘干后的废盐渣与秸秆颗粒按质量比10:1的比例置于搅拌装置中进行搅拌，得到热值大于2500大卡/kg的热解内核颗粒；
(c)向热解内核颗粒中加入高分子胶黏剂聚甲基丙烯酸酯和富含铁铝硅及孔洞结构的无机材料焚烧飞灰，搅拌混合至无机材料均匀覆盖于热解内核颗粒的表面，得到废盐球，其中，热解内核颗粒与聚甲基丙烯酸酯、焚烧飞灰的质量比为1:0.5:3。
实施例3
一种用于热解的节能废盐球的制备方法，包括以下步骤：
(a)将废盐渣在60℃下进行烘干，并控制废盐渣含水量在10％以下；
(b)将烘干后的废盐渣与玉米芯颗粒按质量比20:1的比例置于搅拌装置中进行搅拌，得到热值大于2500大卡/kg的热解内核颗粒；
(c)向热解内核颗粒中加入高分子胶黏剂聚醋酸乙烯酯和富含铁铝硅及孔洞结构的无机材料活性炭，搅拌混合至无机材料均匀覆盖于热解内核颗粒的表面，得到废盐球，其中，热解内核颗粒与聚醋酸乙烯酯、活性炭的质量比为1:0.8:3.5。
实施例4
一种用于热解的节能废盐球的制备方法，包括以下步骤：
(a)将废盐渣在55℃下进行烘干，并控制废盐渣含水量在10％以下；
(b)将烘干后的废盐渣与稻壳颗粒按质量比6:1的比例置于搅拌装置中进行搅拌，得到热值大于2500大卡/kg的热解内核颗粒；
(c)向热解内核颗粒中加入高分子胶黏剂聚酰胺和富含铁铝硅及孔洞结构的无机材料粉煤灰，搅拌混合至无机材料均匀覆盖于热解内核颗粒的表面，得到废盐球，其中，热解内核颗粒与聚酰胺、粉煤灰的质量比为1:0.7:1.5。
实施例5
一种用于热解的节能废盐球的制备方法，包括以下步骤：
(a)将废盐渣在50℃下进行烘干，并控制废盐渣含水量在10％以下；
(b)将烘干后的废盐渣与秸秆颗粒按质量比8:1的比例置于搅拌装置中进行搅拌，得到热值大于2500大卡/kg的热解内核颗粒；
(c)向热解内核颗粒中加入高分子胶黏剂聚氨酯和富含铁铝硅及孔洞结构的无机材料焚烧飞灰，搅拌混合至无机材料均匀覆盖于热解内核颗粒的表面，得到废盐球，其中，热解内核颗粒与聚氨酯、焚烧飞灰的质量比为1:0.6:3.5。
实施例6
一种用于热解的节能废盐球的制备方法，包括以下步骤：
(a)将废盐渣在60℃下进行烘干，并控制废盐渣含水量在10％以下；
(b)将烘干后的废盐渣与玉米芯颗粒按质量比15:1的比例置于搅拌装置中进行搅拌，得到热值大于2500大卡/kg的热解内核颗粒；
(c)向热解内核颗粒中加入高分子胶黏剂聚醋酸乙烯酯和富含铁铝硅及孔洞结构的无机材料活性炭，搅拌混合至无机材料均匀覆盖于热解内核颗粒的表面，得到废盐球，其中，热解内核颗粒与聚醋酸乙烯酯、活性炭的质量比为1:0.7:4。
分别采用实施例1-6制备的废盐球在500℃进行高温热解，记为实施例7-12，同时采用与各实施例中等量的废盐渣原料在500℃进行高温热解作为对比，记为对比例1-6。经测定，实施例7-12的热解率分别为96.3％、97.8％、97.5％、97.1％、96.5％、97.2％，而对比例1-6的热解率分别为89.5％、88.6％、90.1％、89％、90.3％、88.4％，这表明采用本发明方法制备的废盐球可有效提高有机物热解率；实施例7-12所消耗的能源与对比例1-6相比，分别降低10.3％、9.8％、9.5％、9.7％、10.1％、10.5％。另经测定，与直接采用废盐渣进行高温热解相比，采用实施例1-6制备的废盐球的高温热解过程对设备的腐蚀速率分别降低了60.5％、59％、58.4％、63.7％、60.8％、62.3％。
分别采用实施例1-6制备的废盐球在550℃进行高温热解，记为实施例13-18，同时采用与实施例1-6中等量的废盐渣原料在550℃进行高温热解作为对比，记为对比例7-12。结果表明，与实施例7-12相比，实施例13-18的热解率平均提高1.1％，但对比例7-12与对比例1-6相比，对比例7-12的热解率只平均提高了0.2％，这说明，在同等设备条件下，可通过提高热解温度来促进热解率。
分别采用与实施例1-6相同的配比及方法制备废盐球，不同之处在于，采用传统的搅拌设备进行搅拌，然后在500℃进行高温热解，记为对比例13-18。经测定，与采用本发明搅拌装置制备的废盐球进行在500℃高温热解相比，对比例13-18对设备的腐蚀速率分别降低了10.1％、9.8％、9.3％、9.5％、10.5％、9.7％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于热解的节能废盐球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)将废盐渣在50～60℃下进行烘干，并控制废盐渣含水量在10％以下；
(b)将烘干后的废盐渣与生物质颗粒按质量比5～20:1的比例置于搅拌装置中进行搅拌，得到热值大于2500大卡/kg的热解内核颗粒；
(c)向热解内核颗粒中加入高分子胶黏剂和富含铁铝硅及孔洞结构的无机材料，搅拌混合至无机材料均匀覆盖于热解内核颗粒的表面，得到废盐球，其中，热解内核颗粒与高分子胶黏剂、无机材料的质量比为1:0.3～0.8:1.5～4。
2.如权利要求1所述一种用于热解的节能废盐球的制备方法，其特征在于：步骤(b)中，所述生物质颗粒包括但不限于稻壳、秸秆、玉米芯颗粒。
3.如权利要求1所述一种用于热解的节能废盐球的制备方法，其特征在于：步骤(c)中，所述高分子胶黏剂包括但不限于烯类单体的共聚物、聚酰胺、聚氨酯。
4.如权利要求1所述一种用于热解的节能废盐球的制备方法，其特征在于：步骤(c)中，所述无机材料包括但不仅限于粉煤灰、焚烧飞灰、活性炭。
5.如权利要求1所述一种用于热解的节能废盐球的制备方法，其特征在于：所述搅拌装置包括罐体(1)、通过电机(23)驱动旋转的中心轴(2)、圆周分布于中心轴(2)外圈的转轴(3)、圆周分布于转轴(3)外圈的第一搅拌桨(4)、横向转动安装在罐体(1)下部内的第二搅拌桨(5)，所述中心轴(2)上固装有第一齿轮(21)，所述第一齿轮(21)外围圆周均布有与第一齿轮(21)啮合的第二齿轮(31)，所述第二齿轮(31)上固定穿设转轴(3)，所述罐体(1)上部内固装有连接板(6)和隔板(7)，所述连接板(6)上滑动连接有圆周均布的滑块(8)，所述隔板(7)内圆周均布有柱孔(71)，所述柱孔(71)内滑动嵌设有滑杆(9)，所述第一搅拌桨(4)上端与滑块(8)转动连接，所述第一搅拌桨(4)穿过隔板(7)及滑杆(9)且第一搅拌桨(4)与滑杆(9)转动连接，所述转轴(3)上固装有第一偏心齿轮(32)，所述第一搅拌桨(4)上固装有与第一偏心齿轮(32)相啮合的第二偏心齿轮(41)，所述转轴(3)驱动第一搅拌桨(4)边旋转边内外来回运动，所述滑杆(9)外端与柱孔(71)间设有弹簧(91)，第一搅拌桨(4)向外运动时所述滑杆(9)压缩弹簧(91)，所述中心轴(2)穿过隔板(7)伸入罐体(1)下部内且中心轴(2)与第二搅拌桨(5)垂直传动连接。
6.如权利要求5所述一种用于热解的节能废盐球的制备方法，其特征在于：所述连接板(6)上设有圆周均布的滑槽(61)，所述滑槽(61)的槽壁凸起形成一对滑轨(62)，所述滑块(8)对应嵌入滑槽(61)内且滑块(8)与一对滑轨(62)滑动连接。
7.如权利要求5所述一种用于热解的节能废盐球的制备方法，其特征在于：所述隔板(7)上表面凹陷形成圆周均布的贯穿槽(72)，所述贯穿槽(72)与柱孔(71)一一对应垂直连通，所述滑杆(9)沿着柱孔(71)来回滑动且滑杆(9)始终将贯穿槽(72)完全隔断，所述第一搅拌桨(4)穿过贯穿槽(72)并在贯穿槽(72)内来回运动。
8.如权利要求5所述一种用于热解的节能废盐球的制备方法，其特征在于：所述罐体(1)下部内固装有筒柱(11)，所述中心轴(2)伸入筒柱(11)内并与筒柱(11)转动连接，所述第二搅拌桨(5)垂直穿过筒柱(11)并与筒柱(11)转动连接，所述中心轴(2)下端通过一对伞齿轮(22)与第二搅拌桨(5)啮合传动连接，一对所述伞齿轮(22)设置在筒柱(11)内。
9.如权利要求5所述一种用于热解的节能废盐球的制备方法，其特征在于：所述转轴(3)转动安装在连接板(6)与隔板(7)之间。
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