CN113623661A - 一种处理废盐的催化热解系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种处理废盐的催化热解系统，包括斗式提升机、第一螺旋输送机、回转式干燥机、第一热风炉、第二螺旋输送机、高温氧化炉、第二热风炉、水冷螺旋输送机、废盐回收装置及尾气处理装置；还涉及一种处理废盐的催化热解方法，包括如下步骤；把工业废盐渣配料后混合均匀；把混合均匀的废盐渣进行干燥除去水份；将上步得到的干燥废盐与催化剂混合后一起进入高温氧化炉；由高温氧化炉出炉的物料经过筛分机分选出催化剂及废盐；回转式干燥机及高温氧化炉中排出的废气进入尾气处理装置，经净化后达标排入大气。本发明提高了废盐中有机物的去除率，减少了随烟气进入尾气处理系统的废盐颗粒，降低了尾气处理系统的设备故障率，提高了整个工艺的设备运转率。

Description

一种处理废盐的催化热解系统及方法
技术领域
本发明属于废盐热解处理技术领域，具体涉及一种处理废盐的催化热解系统及方法。
背景技术
工业行业中有很多企业在生产过程中产生了大量废盐渣，例如在农药中间体、药物合成和印染等工业生产过程以及固液分离、溶液浓缩结晶及污水处理等过程均伴随着废盐渣的产生，一般含有氯化钠、硫酸钠、硝酸钠等其中的一种或多种，并往往夹带着大量有机物，具有种类繁多、成分复杂、来源众多、处理成本高、环境危害大等特点。由于含有一些有机和无机的杂质，这些废盐渣不能直接用作工业原料盐，更不能将其运用在食品或医药行业。最新版的《国家危险废物名录》已正式实施，环境损害鉴定评估的系列技术与制度文件也陆续出台，表明我国危废管理将更加严格。
目前，国内对工业废盐资源化利用，处理方法大致有三种，即洗盐法、制碱法和高温处理法。洗盐法即利用有机或无机溶剂溶解废盐中的有机物，使杂质与盐分离，该方法处置成本高，且采用的有机溶剂易造成二次污染；制碱法即利用其它物质与工业废盐渣中的氯化钠反应获得碱，该方法工艺路线长，投资大，生产成本高。高温处理法即利用高温热解或焚烧过程使废盐渣中的有机物分解为气体挥发出去，但该过程存在废盐易结块而导致设备粘结、热解不均、有机物去除不彻底等问题，同时废盐颗粒随烟气进入尾气处理系统并粘结在设备表面导致设备故障。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种处理废盐的催化热解系统及方法。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种处理废盐的催化热解系统，其特征在于：包括斗式提升机、第一螺旋输送机、回转式干燥机、第一热风炉、第二螺旋输送机、高温氧化炉、第二热风炉、水冷螺旋输送机、废盐回收装置及尾气处理装置，在所述斗式提升机的出料端通过第一螺旋输送机送料至回转式干燥机的进料端，回转式干燥机的出料端通过第二螺旋输送机送料至高温氧化炉的进料端，高温氧化炉的出料端通过水冷螺旋输送机送料至废盐回收装置，在回转式干燥机及高温氧化炉的排烟口处连接有尾气处理装置，所述的第一第一热风炉连接在回转式干燥机上，所述的第二热风炉连接在高温氧化炉上。
而且，还包括滚筒筛分机、第一皮带输送机、刮板提升机及第二皮带输送机，在所述水冷螺旋输送机的出料口处连接滚筒筛分机，滚筒筛分机的催化剂出口通过第一皮带输送机连接至刮板提升机的进料口，刮板提升机的出料口通过第二皮带输送机连接至高温氧化炉的催化剂入口；滚筒筛分机的物料出口连接废盐回收装置。
而且，所述的废盐回收装置包括依次相连的溶解、除杂、蒸发结晶装置。
而且，所述的尾气处理装置包括依次相连的二燃室、余热回收装置、急冷装置、除尘装置以及脱酸装置。
一种处理废盐的催化热解方法，其特征在于：包括如下步骤；
步骤一，把工业废盐渣进行配料并混合均匀；
步骤二，把混合均匀的废盐渣在回转式干燥机内进行干燥除去水份；
步骤三，将步骤二得到的干燥废盐与催化剂按比例混合后一起进入高温氧化炉；
步骤四，由高温氧化炉出炉的物料经过筛分机分选出催化剂，催化剂返回高温氧化炉重复使用；对经过高温处理后的废盐进行检测，检测合格的废盐作为产品出售，检测不合格的废盐再经废盐回收装置进行溶解除杂和蒸发结晶处理达到合格；
步骤五，回转式干燥机及高温氧化炉中排出的废气进入尾气处理装置，经净化后达标排入大气。
而且，所述的催化剂为碱金属催化剂，催化剂的载体材料包括但不限于金属材料及陶瓷材料。
而且，废盐渣中的各无机盐组分在热解温度范围内不相互发生反应。具有热稳定性，无反应性。
而且，所述步骤二中的干燥过程采用高温氧化炉产生的废气作为热源，当废盐渣含水率大于10％时，采用第一热风炉作为热源，干燥温度不超过250℃。
而且，所述高温氧化炉的热源采用天然气或燃料油，工作温度控制在600℃以下。
而且，所述高温氧化炉为具有搅拌功能的高温氧化炉，保证废盐与催化剂的接触与相对运动。
而且，所述筛分机为滚筒筛分机，筛分机的筛孔介于废盐颗粒和催化剂载体的粒径之间。
而且，所述废盐检测合格的标准为：将经过高温处理后的废盐配成20％的水溶液后溶液的COD值小于150ppm，经急性毒性检测属于Ⅲ类。
而且，所述尾气处理装置包括依次相连的二燃室、余热回收装置、急冷装置、除尘装置和脱酸装置。
而且，所述不合格的废盐再进行溶解除杂和蒸发结晶处理达到合格的方法包括溶解、沉淀、过滤、吸附中的部分或全部工艺，然后经过蒸发结晶得到合格的产品盐。
本发明的优点和有益效果为：
1、本处理废盐的催化热解系统及方法，通过在高温氧化炉内加入碱金属催化剂，催化剂连同载体随废盐渣一起入炉，废盐渣中的有机物在催化剂作用下加速热解，既降低了有机物的热解温度，加快了有机物的热解速度，同时催化剂载体覆盖在废盐料层表面，有效减少了废盐颗粒随烟气带走的概率，出炉后的催化剂经过筛分机分选出后重新入炉重复使用。
2、本处理废盐的催化热解系统及方法，降低了高温氧化炉的工作温度，解决了高温处理方法中存在的废盐因高温软化结块的问题。加快了有机物的热解速度，解决了有机物热解不均、去除不彻底的问题。
3、本处理废盐的催化热解系统及方法，减少了随烟气进入尾气处理系统的废盐颗粒，降低了尾气处理系统的设备故障率，提高了整个工艺的设备运转率。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的系统结构图。
附图标记说明
1-斗式提升机、2-螺旋输送机、3-回转式干燥机、4-热风炉、5-螺旋输送机、6-皮带输送机、7-高温氧化炉、8-热风炉、9-水冷螺旋输送机、10-滚筒筛分机、11-皮带输送机、12-刮板提升机、13-废盐回收装置、14-尾气处理装置。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
一种处理废盐的催化热解系统，其创新之处在于：包括斗式提升机、第一螺旋输送机、回转式干燥机、第一热风炉、第二螺旋输送机、高温氧化炉、第二热风炉、水冷螺旋输送机、废盐回收装置及尾气处理装置，在所述斗式提升机的出料端通过第一螺旋输送机送料至回转式干燥机的进料端，回转式干燥机的出料端通过第二螺旋输送机送料至高温氧化炉的进料端，高温氧化炉的出料端通过水冷螺旋输送机送料至废盐回收装置，在回转式干燥机及高温氧化炉的排烟口处连接有尾气处理装置，所述的第一第一热风炉连接在回转式干燥机上，所述的第二热风炉连接在高温氧化炉上。
还包括滚筒筛分机、第一皮带输送机、刮板提升机及第二皮带输送机，在所述水冷螺旋输送机的出料口处连接滚筒筛分机，滚筒筛分机的催化剂出口通过第一皮带输送机连接至刮板提升机的进料口，刮板提升机的出料口通过第二皮带输送机连接至高温氧化炉的催化剂入口；滚筒筛分机的物料出口连接废盐回收装置。
所述的废盐回收装置包括溶解、除杂、蒸发结晶装置。溶解装置包括溶盐池和搅拌机，除杂装置包括加药沉淀装置或加药压滤装置、活性炭吸附装置、超滤装置或钠滤装置，蒸发结晶装置采用MVR蒸发系统或多效蒸发系统。
所述的尾气处理装置包括依次相连的二燃室、余热回收装置、急冷装置、除尘装置以及脱酸装置。
离子膜烧碱副产物的资源化利用
一种处理废盐的催化热解方法，其创新之处在于：副产物废盐渣配料后的组分为氯化钠84％，水份10％，有机物5％，水不溶物1％，通过提升机1和第一螺旋输送机2送入回转式干燥机3，回转式干燥机3采用顺流式直接换热干燥，热源采用燃烧天然气的第一热风炉4，控制回转式干燥机出口废气的温度约200℃。
碱金属催化剂采用CaO，载体采用陶瓷环，尺寸为直径38mm、长度45mm的空心圆柱体。
经过干燥后的废盐渣和催化剂按10：1的质量比分别经过第二螺旋输送机5和第二皮带输送机6送入高温氧化炉，高温氧化炉采用带有耐火材料的逆流式高温氧化炉7，热源采用燃烧天然气的第二热风炉8。废盐渣在高温氧化炉内与热烟气接触换热，逐渐升温，有机物在高温下分解为挥发性气体随烟气流出，同时在高温氧化炉7的转动作用下，废盐渣与催化剂在不断被搅拌混合，其中的有机物在碱金属催化剂作用下加速分解。控制高温氧化炉7内的温度在600℃左右，废盐在窑内的停留时间约40min。
出高温氧化炉7的废盐渣和催化剂通过水冷螺旋输送机9进入滚筒筛分机10，小粒径的废盐颗粒通过筛孔进入废盐回收装置13进行深度处理(溶解、除杂、蒸发结晶)，得到合格产品，催化剂则通过第一皮带输送机11和刮板提升机12返回高温氧化炉7。高温氧化炉7和干燥机3排出的废气合并进入尾气处理装置14，经过高温二次燃烧、余热回收、急冷、除尘和脱酸工艺后达标排放。
经过催化热解后废盐中的有机物已基本分解去除，经过溶解和简单除杂即可得到纯净的溶液，再经过蒸发可得到纯度高、符合《工业盐GB/T5462-2015》二级标准的产品盐，达到资源化利用的目的。
本发明的核心内容是催化剂及其载体的选择，陶瓷载体具有耐高温、耐腐蚀、耐磨等优点，但也具有脆性大、易碎的不足，因此在选择载体时既要保证其足够的比表面积，使废盐中的有机物与催化剂有更大的接触几率，又要尽可能避免载体在高温氧化炉内与炉内壁以及载体之间的碰撞而导致的破碎，使其具有较长的使用寿命。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (10)

1.一种处理废盐的催化热解系统，其特征在于：包括斗式提升机、第一螺旋输送机、回转式干燥机、第一热风炉、第二螺旋输送机、高温氧化炉、第二热风炉、水冷螺旋输送机、废盐回收装置及尾气处理装置，在所述斗式提升机的出料端通过第一螺旋输送机送料至回转式干燥机的进料端，回转式干燥机的出料端通过第二螺旋输送机送料至高温氧化炉的进料端，高温氧化炉的出料端通过水冷螺旋输送机送料至废盐回收装置，在回转式干燥机及高温氧化炉的排烟口处连接有尾气处理装置，所述的第一热风炉连接在回转式干燥机上，所述的第二热风炉连接在高温氧化炉上。
2.根据权利要求1所述的一种处理废盐的催化热解系统，其特征在于：还包括滚筒筛分机、第一皮带输送机、刮板提升机及第二皮带输送机，在所述水冷螺旋输送机的出料口处连接滚筒筛分机，滚筒筛分机的催化剂出口通过第一皮带输送机连接至刮板提升机的进料口，刮板提升机的出料口通过第二皮带输送机连接至高温氧化炉的催化剂入口；滚筒筛分机的物料出口连接废盐回收装置。
3.根据权利要求1所述的一种处理废盐的催化热解系统，其特征在于：所述的废盐回收装置包括依次相连的溶解、除杂、蒸发结晶装置；
所述的尾气处理装置包括依次相连的二燃室、余热回收装置、急冷装置、除尘装置以及脱酸装置。
4.一种处理废盐的催化热解方法，其特征在于：包括如下步骤；
步骤一，把工业废盐渣进行配料并混合均匀；
步骤二，把混合均匀的废盐渣在回转式干燥机内进行干燥除去水份；
步骤三，将步骤二得到的干燥废盐与催化剂按比例混合后一起进入高温氧化炉；
步骤四，由高温氧化炉出炉的物料经过筛分机分选出催化剂，催化剂返回高温氧化炉重复使用；对经过高温处理后的废盐进行检测，检测合格的废盐作为产品出售，检测不合格的废盐再经废盐回收装置进行溶解除杂和蒸发结晶处理达到合格；
步骤五，回转式干燥机及高温氧化炉中排出的废气进入尾气处理装置，经净化后达标排入大气。
5.根据权利要求4所述的一种处理废盐的催化热解方法，其特征在于：所述的催化剂为碱金属催化剂，催化剂的载体材料包括但不限于金属材料及陶瓷材料。
6.根据权利要求4所述的一种处理废盐的催化热解方法，其特征在于：废盐渣中的各无机盐组分在热解温度范围内不相互发生反应。
7.根据权利要求4所述的一种处理废盐的催化热解方法，其特征在于：所述步骤二中的干燥过程采用高温氧化炉产生的废气作为热源，当废盐渣含水率大于10％时，采用第一热风炉作为热源，干燥温度不超过250℃；所述高温氧化炉的热源采用天然气或燃料油，工作温度控制在600℃以下。
8.根据权利要求4所述的一种处理废盐的催化热解方法，其特征在于：所述筛分机为滚筒筛分机，筛分机的筛孔介于废盐颗粒和催化剂载体的粒径之间。
9.根据权利要求4所述的一种处理废盐的催化热解方法，其特征在于：所述废盐检测合格的标准为：将经过高温处理后的废盐配成20％的水溶液后溶液的COD值小于150ppm，经急性毒性检测属于Ⅲ类。
10.根据权利要求4所述的一种处理废盐的催化热解方法，其特征在于：所述尾气处理装置包括依次相连的二燃室、余热回收装置、急冷装置、除尘装置和脱酸装置；所述不合格的废盐再进行溶解除杂和蒸发结晶处理达到合格的方法包括溶解、沉淀、过滤、吸附中的部分或全部工艺，然后经过蒸发结晶得到合格的产品盐。
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