CN116495754A - 氯化钠废盐处理回用工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环保技术领域，公开了氯化钠废盐处理回用工艺，包括如下步骤：步骤一、物料输送；步骤二、热解处理：处理温度550～750℃，处理时间＞60min；步骤三、冷却：将物料温度降至60℃以下；步骤四、回用；步骤五、烟气处理，对步骤二热解过程中产生的高温烟气进行高温焚烧处理。本发明对氯化钠废盐处理后，可实现TOC≤20mg/L，含水率≤0.1％，氯化钠含量≥98.5％，温度≤60℃；达到氯化钠回用的企业标准，用于产品生产的原料，解决了氯化钠废盐危险废物高昂的处置费用；而且工艺简单，设备投入及使用成本低，具有极高的推广应用价值。

Description

氯化钠废盐处理回用工艺

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体涉及氯化钠废盐处理回用工艺。

背景技术

目前，化工企业产生的高盐废水较多，高盐废水中的氯离子超过8000mg/L会造成后续生化系统微生物死亡，导致废水超标，所以需对高盐废水进行预处理，预处理的方式为蒸发，采用蒸发设备把氯化钠结晶处理，经蒸发后的冷凝水进入后续生化处理，保证废水达标排放。

由于化工废水中的有机物含量高，蒸发结晶的氯化钠中含有大量TOC，成分复杂，这部分氯化钠废盐只能按照危险废物委托第三方处置，由于危险废物处置成本高，加重了企业的负担，盐是一种重要的化工原料，回收利用价值高，减少企业危险废物处置费用，同时可以实现氯化钠的回用，保护环境。

现有对含TOC污染物的氯化钠废盐回用处理工艺技术线路长，设备投资成本高，设备运行费用高，操作复杂，烟气处理不达标，不能满足企业生产需要。

发明内容

本发明意在提供氯化钠废盐处理回用工艺，以解决现有对含TOC污染物的氯化钠废盐回用处理工艺技术线路长，设备投资成本高，设备运行费用高，操作复杂的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：氯化钠废盐处理回用工艺，包括如下步骤：

步骤一、物料输送；

步骤二、热解处理：处理温度550～750℃，处理时间＞60min；

步骤三、冷却：将物料温度降至60℃以下；

步骤四、回用；

步骤五、烟气处理，对步骤二热解过程中产生的高温烟气进行高温焚烧处理。

优选的，作为一种改进，步骤一中，物料输送过程利用斗式提升机输送进螺旋输送机输送。

优选的，作为一种改进，步骤二中，热解处理采用外热式回转热解炉，外热式回转热解炉的筒体材质为耐热钢。

本技术方案中，外热式回转热解炉主要优点为温度均匀，高温煅烧区温度可控，窑内气体流量少，烟气风量小，含尘量少。

优选的，作为一种改进，步骤三中，冷却过程采用回转冷却炉完成，回转冷却炉采用冷却循环水换热。

优选的，作为一种改进，外热式回转热解炉的热源为天然气、沼气或煤气。

优选的，作为一种改进，步骤五中，高温烟气焚烧系统包括依次设置的高温旋风除尘器、二燃室、急冷塔、脉冲袋式除尘器和水洗喷淋塔。

优选的，作为一种改进，步骤五中，高温焚烧处理包括如下步骤：

S1、热解产生的高温烟气经高温旋风除尘器除去大颗粒粉尘；

S2、处理后的烟气进入二燃室对废气进行燃烧；

S3、烟气进入急冷塔降温至220℃以下；

S4、烟气进入脉冲袋式除尘器除去悬浮颗粒物；

S5、烟气进入水洗喷淋塔处理，水洗喷淋塔内设置有填料。

优选的，作为一种改进，S2中，燃烧温度≥1100℃，烟气停留时间＞2.5s。

本技术方案中，发明人在对烟气的高温焚烧处理工艺进行优化期间，对二燃室的燃烧条件以及急冷塔的冷却条件进行了创造性的优化设计，以保证烟气中所含的有害物质充分燃烬。在急冷塔中，高温烟气与雾化冷却水直接接触，烟气可以在1秒钟内迅速降至≤220℃，有效避免二噁英类物质的重新合成；同时去除烟气中的少量粉尘。

优选的，作为一种改进，S5中，水洗喷淋塔的底部设置有气体进入口和气体分布装置。

本技术方案中，通过在水洗喷淋塔的底部设置气体分布装置，能够均匀的分布气体，使气体均匀的从水洗喷淋塔的整个断面流过，避免发生短流现象。

本方案的原理及优点是：实际应用时，本技术方案中，含氯化钠的废盐首先利用斗式提升机输送进螺旋输送机，由螺旋输送机把物料均匀的输入回转热解炉进行热解处理，热解处理阶段，通过对热解温度及时间的优化限定，能够保证TOC完全分解，考虑到回转炉筒体与热源接触部位温度会达到800℃，回转热解炉的总体材质有选为耐热钢。热解后的物料进入回转冷却炉进行冷却，采用冷却循环水换热，将物料温度降低到60℃以下。在此阶段中，热解温度及时间的确定是本技术方案的一大难点，通过实际应用发现，热解温度过高会导致燃气消耗量过大，使处理成本提高，对热解炉材质要求更高，设备投资非常高。热解温度过低、热解时间过短均会导致TOC分解不完全，使处理后TOC含量无法达到≤20mg/L。热解处理完成后，物料进入回转冷却炉进行冷却。而步骤二中，由于氯化钠废盐中含有大量的TOC，可能含苯含氯等成份，烟气可能含有二噁英等有毒成份，因此需要进行进一步处理。基于此，本技术方案首先通过高温旋风除尘器除去大颗粒粉尘，而后利用二燃室对废气进行燃烧，通过对燃烧温度及停留时间的优化限定，可保证烟气中所含的有害物质充分燃烬。在急冷塔中，高温烟气与雾化冷却水直接接触，烟气可以在1秒钟内迅速降至≤220℃，有效避免二噁英类物质的重新合成；同时去除烟气中的少量粉尘。在袋式除尘器中，烟气中的悬浮颗粒物被滤袋拦截，随滤袋的清灰操作，在脉冲作用下一并从滤袋上脱落，以飞灰的形式排出。水洗喷淋塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下，气体从塔底送入，经气体分布装置分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。

综上，本技术方案的有益效果在于：

1、本技术方案中，对氯化钠废盐处理后，可实现TOC≤20mg/L，含水率≤0.1％，氯化钠含量≥98.5％，温度≤60℃；达到氯化钠回用的标准，用于产品生产的原料，解决了氯化钠废盐危险废物高昂的处置费用。

2、本技术方案废盐处理回用工艺操作简单，设备投入成本低，设备运行费用低。

3、本技术方案中，对热解阶段的烟气进行处理后排放，能够保证烟气达标排放，无二次污染产生。

附图说明

图1为本发明回转热解炉的正视图。

图2为图1中A-A方向上剖视图。

图3为图1中B-B方向上剖视图。

图4为图1中C-C方向上剖视图。

图5为本发明实施例中氯化钠废盐处理回用工艺流程图。

图6为烟气处理流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。若未特别指明，下述实施方式所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段；所用的实验方法均为常规方法；所用的材料、试剂等，均可从商业途径得到。

说明书附图中的标记包括：炉体1、回转筒2、预热段21、进料螺旋输送装置3、出料装置4、废气排放管41、观察窗42、防护罩5、传动齿圈51、传动链52、传动轮53、支承机构6、支撑轮61、托轮62、支架63、烟气排放管7、预热管8、振动管9、螺旋导槽10、燃烧腔100。

方案总述：

含TOC污染物的氯化钠废盐进料指标，TOC≤10000mg/L,含水率≤5％。

氯化钠回用指标，TOC≤20mg/L,含水率≤0.1％，氯化钠含量≥98.5％，温度≤60℃。

如图5所示，氯化钠废盐处理回用工艺，具体是一种含TOC污染物的氯化钠废盐处理回用工艺，包括如下步骤：

步骤一、物料输送：含TOC污染物的氯化钠废盐通过斗式提升机输送进螺旋输送机，由螺旋输送机把物料均匀的输入回转热解炉进行热解处理。

步骤二、热解处理：热解采用外热式回转热解炉，回转热解炉可以采用天然气、沼气、煤气等为热源。炉内物料温度控制在550～750℃，物料在炉内停留时间大于60分钟，保证TOC完全分解，考虑到回转炉筒体与热源接触部位温度会达到800℃，筒体材质建议选择310S等耐热钢。燃烧机均匀置于燃烧室高温区，采用助燃风机提供燃烧所用的氧气。

步骤三、冷却：热解后的盐温度较高，采用回转冷却炉对热解后的盐进行冷却，回转冷却炉采用冷却循环水换热。冷却炉把物料温度降低到小于60℃。

步骤四、回用：氯化钠经螺旋输送机送至回用料仓进行回用，用于产品生产的原料。

步骤五、烟气处理：在步骤二中，氯化钠废盐中含有大量的TOC，可能含苯含氯等成份，烟气可能含有二噁英等有毒成份，烟气采用进一步高温焚烧处理热解过程中产生少量的有毒有害气体，实现达标排放。烟气处理系统包括高温旋风除尘器、二燃室、急冷塔、脉冲袋式除尘器、水洗喷淋塔、风机和排气筒；核心处理工艺单元为二燃室，设备之间通过废气管道连接(如图6)。烟气处理的具体步骤如下：

S1、热解产生的高温烟气经高温旋风除尘器除去大颗粒粉尘。

S2、而后烟气进入二燃室对废气进行燃烧，进入二燃室内的烟气中含有的可燃气体和微粒在燃烧器火焰和二次风的帮助下进一步燃烧，使二燃室温度维持在1100℃以上，烟气停留时间大于2.5S，保证烟气中所含的有害物质充分燃烬。

S3、经S2处理后的烟气进入急冷塔，在急冷塔中，高温烟气与雾化冷却水直接接触，烟气可以在1秒钟内迅速降至≤220℃，有效避免二噁英类物质的重新合成；同时去除烟气中的少量粉尘。

S4、而后烟气进入脉冲袋式除尘器，在袋式除尘器中，烟气中的悬浮颗粒物被滤袋拦截，随滤袋的清灰操作，在脉冲作用下一并从滤袋上脱落，以飞灰的形式排出。

S5、烟气进入水洗喷淋塔，水洗喷淋塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下，气体从塔底送入，经气体分布装置分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。

实施例1-实施例3为本发明的实施例，对比例1-对比例6为本发明的对比例，各实施例及对比例的不同之处在于处理工艺中的参数设置，具体详见表1。

表1

组别	热解温度℃	热解时间min	冷却温度℃	二燃室温度℃	烟气停留时间min
						实施例1	550	60	60	1100	3
实施例2	650	75	55	1200	3.5
						实施例3	750	60	60	1250	2.5
对比例1	500	60	60	1100	3
						对比例2	800	60	60	1100	3
对比例3	550	50	60	1100	3
						对比例4	550	60	60	1000	3
对比例5	550	60	60	1300	3
						对比例6	550	60	60	1100	2

在上述条件下对含TOC污染物的氯化钠废盐进行处理，结果表明，在本发明热解条件及二燃室处理条件范围内，能够在相对较低的燃气消耗量的条件下，将TOC完全分解，使处理后TOC含量达到≤20mg/L，并且能够保证烟气中所含的有害物质充分燃烬，保证烟气处理效果。经检测，对氯化钠废盐处理后，可实现TOC≤20mg/L，含水率≤0.1％，氯化钠含量≥98.5％，温度≤60℃；达到氯化钠回用的标准。而热解温度过高会导致燃气消耗量过大，使处理成本提高，热解温度过低、热解时间过短均会导致TOC分解不完全，使处理后TOC含量无法达到≤20mg/L。

应用例

在实施例1的工艺条件下，对重庆某化工有限公司的固盐系统废气排放口进行监测，监测项目包括二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、烟气参数(烟气流速、烟气温度、烟气流量、含湿量、氧含量)、氯化氢、一氧化碳、非甲烷总烃、*二噁英。其中，二噁英的检测由第三方检测机构(山东高妍检测技术服务有限公司(CMA证书编号：191512340216))完成。

具体监测分析方法及检测使用仪器详见表2：

表2监测分析方法及设备一览表

监测结果如表3、表4所示，所测固盐系统废气排放口(FQ1)的监测结果：非甲烷总烃符合《大气污染物综合排放标准》(DB 50/418－2016)中表1大气污染物排放限值要求，*二噁英、二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、氯化氢均符合《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2020)危险废物焚烧设施烟气污染物排放浓度限值要求。

表3

表4

注：“L”表示监测数据低于标准方法检出限，报出值为检出限值；排气筒高度为35米，非甲烷总烃排放速率结果以内插法计算；固盐系统焚烧处理能力为3000kg/h，排气筒最低允许高度为50m。

本实施例所用回转热解炉包括设置在底座上的炉体1、贯穿炉体1且与其转动连接的回转筒2、用于驱动回转筒2转动的传动机构、用于支撑回转筒2的支承机构6以及用于提供热源的燃烧管路；回转筒2的前端转动连接有进料螺旋输送装置3，回转筒2的后端转动连接有出料装置4；具体的，如图2所示，传动机构包括传动电机、传动链52以及传动齿圈51，传动齿圈51固定在回转筒2的外壁上，传动电机的动力输出端固定有传动轮53，传动链52的一端与传动齿圈51连接，另一端与传动轮53连接，底座上还设置有用于保护传动齿圈51的防护罩5；如图4所示，支承机构6包括托轮组件和支撑轮61，支撑轮61通过角钢固定在回转筒2的外壁上，托轮组件包括托轮62和用于固定托轮62的支架63，支架63固定在底座上，托轮62与支撑轮61转动连接；本实施例中的托轮62的轴向宽度大于支撑轮61的轴向宽度，且托轮62的两端还设置有限位凸起，从而保证支撑轮61始终在托轮62上转动，具体的，回转筒2伸出炉体1的前后两端均设置有该支承机构6；上述传动机构和支承机构6均为现有技术，在此不再赘述。

如图1所示，回转筒2包括预热段21和燃烧段，本实施例中回转筒2伸出炉体1的前端为预热段21，回转筒2位于炉体1内为燃烧段，预热段21的预热温度为80-90℃，燃烧段的燃烧温度为550-600℃；具体的，炉体1与回转筒2之间的腔体为燃烧腔100，燃烧管路包括燃气管以及与其连通的助燃管(图中未示出)，助燃管的进风口设置有助燃风机，燃气管的出气口连接有燃烧器，燃烧器的燃烧口位于燃烧腔100内；炉体1的顶部设置有与燃烧腔100相连通的烟气排放管7和预热管8，预热管8的自由端伸至回转筒2的预热段21；出料装置4的顶部还设置有废气排放管41，出料装置4的侧壁设置有观察窗42。

本实施例中回转筒2的外壁沿其周向均匀地设置有振动管9，具体的，振动管9焊接在回转筒2的预热段21上，振动管9为L型结构，且振动管9内设置有活动钢球，振动管9的两端开口均处于封闭状态。本实施例中回转筒2的前端高于后端，且其与水平面的倾斜角度为5-10°，回转筒2的转速为1-3r/min，回转筒2的内壁还设置有用于输送废盐的螺旋导槽10；螺旋导槽设置在回转筒的前段(预热段21)，且螺旋导槽的长度与回转筒的长度之比为1：10。

具体实施过程如下：首先利用进料螺旋输送装置3将废盐输送至回转筒2内，并在回转筒2的前端进行预热，随着回转筒2旋转，废盐在螺旋导槽10内向燃烧段自送输送，燃烧腔100内均匀地设置有燃烧器，采用助燃风机为燃料提供燃烧所需的氧气，具体燃料可以采用天然气、沼气、煤气等，该燃料由燃气管输送至燃烧器与空气混合后进行燃烧，废盐在燃烧段进行热解反应，其产生的热解气由出料装置4顶部的废气排放管41排至下一阶段进行废气处理，燃烧产生的高温烟气一部分由烟气排放管7排出，一部分由预热管8排至回转筒2的前端对其进行预热；热解后的废盐由回转筒2的后端排至出料装置4后进入冷却装置进行冷却处理。

本发明的回转热解炉在使用时，将回转筒燃烧段的温度控制在550-600℃，且螺旋导槽与回转筒的长度比为1:10，通过改变回转筒的倾斜角度以及回转速度，可以保证废盐中TOC小于20mg/l，同时提高热解效率，降低燃料消耗量，降低企业生成成本；具体参数见下表5所示：

表5

为了生产TOC值小于20mg/l废盐，发明人经过多方面的尝试，在兼顾生产效率和生产成本的同时，最终发现通过控制回转筒倾斜角度、回转速度以及设置振动管可以达到生产目的，使其满足多种客户对废盐回用的需求，具体分析结果如下：

1、当未使用振动管时，在相同的热解条件下，TOC值小于45mg/l，使用振动管后，TOC值小于15mg/l，由此可知，使用振动管后可以有效地降低回转筒内废盐的粘结率，进而保证废盐热解的充分性。

2、当回转筒的回转速度不变时，回转筒的倾斜角度大于10°时，废盐热解时的燃料消耗量降低，虽然可以节省成本，但是最终TOC值太大，导致热解提纯后的废盐不能满足生产要求；当回转筒的倾斜角度不变时，回转速度大于3r/min时，此时废盐热解时的燃料消耗量也有所降低，但是TOC值最大为100mg/l，同样不能达到生产目的。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.氯化钠废盐处理回用工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、物料输送；

步骤二、热解处理：处理温度550～750℃，处理时间＞60min；

步骤三、冷却：将物料温度降至60℃以下；

步骤四、回用；

步骤五、烟气处理，对步骤二热解过程中产生的高温烟气进行高温焚烧处理。

2.根据权利要求1所述的氯化钠废盐处理回用工艺，其特征在于：步骤一中，物料输送过程利用斗式提升机输送进螺旋输送机输送。

3.根据权利要求2所述的氯化钠废盐处理回用工艺，其特征在于：步骤二中，热解处理采用外热式回转热解炉，外热式回转热解炉的筒体材质为耐热钢。

4.根据权利要求3所述的氯化钠废盐处理回用工艺，其特征在于：步骤三中，冷却过程采用回转冷却炉完成，回转冷却炉采用冷却循环水换热。

5.根据权利要求4所述的氯化钠废盐处理回用工艺，其特征在于：外热式回转热解炉的热源为天然气、沼气或煤气。

6.根据权利要求3所述的氯化钠废盐处理回用工艺，其特征在于：步骤五中，高温烟气焚烧系统包括依次设置的高温旋风除尘器、二燃室、急冷塔、脉冲袋式除尘器和水洗喷淋塔。

7.根据权利要求6所述的氯化钠废盐处理回用工艺，其特征在于：步骤五中，高温焚烧处理包括如下步骤：

S1、热解产生的高温烟气经高温旋风除尘器除去大颗粒粉尘；

S2、处理后的烟气进入二燃室对废气进行燃烧；

S3、烟气进入急冷塔降温至220℃以下；

S4、烟气进入脉冲袋式除尘器除去悬浮颗粒物；

S5、烟气进入水洗喷淋塔处理，水洗喷淋塔内设置有填料。

8.根据权利要求7所述的氯化钠废盐处理回用工艺，其特征在于：S2中，燃烧温度≥1100℃，烟气停留时间＞2.5s。

9.根据权利要求8所述的氯化钠废盐处理回用工艺，其特征在于：S5中，水洗喷淋塔的底部设置有气体进入口和气体分布装置。