CN215175077U - 危废盐热解系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种危废盐热解系统，包括干燥反应器（1）、破碎机（2）、热解反应器（3）、旋风除尘器（4）、喷淋塔（5）、除雾器（6）、焚烧炉（7）和换热器（8）；干燥反应器的固体出口经破碎机连接热解反应器的固体入口，干燥反应器的气体出口连接旋风除尘器的第一入口；热解盐出口（322）连接无机物除杂系统（9），热解气出口（321）连接旋风除尘器的第二入口，加热烟气出口（302）连接干燥反应器的气体入口；旋风除尘器的出口经喷淋塔、除雾器和焚烧炉连接换热器的入口，换热器的烟气出口连接热解反应器的加热烟气入口（303），换热器的蒸汽出口连接无机物除杂系统。本实用新型实现能量自用和能量梯级利用，并提高系统设备密封性能。

Description

危废盐热解系统

技术领域

本实用新型涉及工业废盐处理技术，特别涉及一种危废盐热解系统。

背景技术

废盐是工业生产中产生的副产结晶盐类，其主要来源包括化工生产副产物及纯水制备、化学制备、高盐废水处理等水处理过程。据统计，我国每年废盐产量超过2000万吨，占全年危废产生量的37.4%。废盐按组成可分为三类：单一废盐、混盐和杂盐。大部分废盐成分复杂、难处理，对环境危害巨大，根据目前相关危险废物规定，如需按照危险废物进行管理和处置的废盐也称危废盐。

危废盐中主要含有有机物杂质和无机物杂质两大类。针对有机物杂质脱除，一般采用湿式氧化、无氧热解、高温熔融等方式将危废盐中的有机物进行氧化脱除。其中，热解法由于反应速度快、反应工况温和、操作简便、脱除效率高等特点，得到了广泛应用。然而，目前大部分的热解装置和热解方法存在系统热效率低、能耗高，以及设备密封性能差等诸多问题，无法满足危废盐无害化处理和资源化处理的要求。

中国专利201821584652.4公开了一种工业废盐和废渣处理装置，采用的热解装置中转筒外设置加热套筒，采用电磁感应方式加热，进料装置、热解装置和后处理装置通过密封部件密封固定连接，由于转筒和加热套筒的动、静部件连接尺寸较大，无法确保设备密封性能，增加了空气泄漏进入转筒内的风险，容易导致设备爆炸危害。另外，电磁感应部件的使用寿命较短，加热过程控制较困难。

中国专利201821394486.1公开了一种固体废盐热解氧化专用回转窑，固体废盐通过直接接触高温烟气进行热解氧化，虽然具有换热效率高的特点，但是直接接触式加热方式产生的烟气量大，且烟气中固体携带量高，从而增加了下游烟气净化处理成本。而且，该专利中的旋转筒体和加热炉之间为转动连接，也未采取专门的密封保护，由于动、静部件连接尺寸大，设备密封性能差，不仅空气泄漏进入筒体的风险较大，而且高温烟气泄漏进入大气的可能性也较大，容易造成安全或环保事故。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种危废盐热解系统，基于干燥-热解耦合工艺，并对生成的干燥气和热解气进行净化和利用，实现能量梯级利用，同时通过回转窑筒体与螺旋输送机的连接结构并设置两级密封保护，确保设备密封性能。

本实用新型是这样实现的：

一种危废盐热解系统，用于脱除危废盐中的有机物杂质，所述热解系统包括预处理装置、热解反应器和气体净化回收装置；

所述预处理装置包括干燥反应器和破碎机；所述干燥反应器包括固体入口，固体出口，气体入口和气体出口；所述热解反应器包括固体入口、热解气出口、热解盐出口、加热烟气入口和加热烟气出口；所述气体净化回收装置包括旋风除尘器、喷淋塔、除雾器、焚烧炉和换热器；所述旋风除尘器包括第一入口和第二入口；所述换热器包括烟气出口和蒸汽出口；

所述干燥反应器的固体入口供待处理的危废盐进入，干燥反应器的固体出口经破碎机连接热解反应器的固体入口，所述干燥反应器的气体出口连接旋风除尘器的第一入口；所述热解盐出口连接下游的无机物除杂系统，所述热解气出口连接旋风除尘器的第二入口，所述加热烟气出口连接干燥反应器的气体入口；所述旋风除尘器的出口依次经喷淋塔、除雾器和焚烧炉连接换热器的入口，所述换热器的烟气出口连接热解反应器的加热烟气入口，所述换热器的蒸汽出口连接下游的无机物除杂系统。

所述热解反应器包括回转窑筒体，所述回转窑筒体内壁上固设有导流板，所述加热烟气入口和加热烟气出口分别靠近设置在回转窑筒体的出料端和进料端的筒壁上；

所述回转窑筒体的进料端设置进料螺旋输送机，进料螺旋输送机入口为热解反应器的固体入口，所述进料螺旋输送机的出口和所述回转窑筒体的进料端的连接处设置填料密封组件和正负压密封组件，所述进料螺旋输送机包括进料驱动电机和进料滑动支撑组件；

所述回转窑筒体的出料端设置出料螺旋输送机，所述出料螺旋输送机包括第一出口和第二出口且分别是热解反应器的热解气出口和热解盐出口，所述出料螺旋输送机的入口和所述回转窑筒体的出料端的连接处设置填料密封组件和正负压密封组件，所述出料螺旋输送机包括出料驱动电机和出料滑动支撑组件。

所述正负压密封组件为密封罩，密封罩内能填充氮气产生正压或者抽气产生负压。

所述导流板为螺旋式，若干圈导流板沿回转窑筒体轴向连续布置，且每一圈导流板沿周向均分为若干段。

所述进料螺旋输送机和所述回转窑筒体的进料端之间设置有进料端膨胀节，所述出料螺旋输送机和所述回转窑筒体的出料端之间设置有出料端膨胀节。

所述回转窑筒体的进料端和出料端均设置托轮。

所述干燥反应器的热源为100~200℃的烟气，所述热解反应器的热源为400~600℃的烟气。

本实用新型危废盐热解系统，首先，气体净化回收装置对危废盐经干燥处理生成的干燥气和经热解反应生成的热解气进行收集、净化、燃烧、换热后将高温烟气转换成高温水蒸气和中温烟气，高温水蒸气为下游的无机物除杂系统提供热源，中温烟气为热解反应器的加热烟气，热解反应器利用中温烟气的热量后形成低温烟气进一步作为干燥反应器的热源，由此实现了高温烟气能量的梯级利用，充分利用了系统能量，有效降低了系统能耗，有助于提升系统整体热效率。而且，气体净化回收装置通过两步干湿净化处理后得到清洁的可燃气体，亦能避免下游的气体处置设备受到腐蚀。

其次，热解反应器为旋转回转窑筒体与螺旋输送机的连接结构，减少了动、静部件连接尺寸，有利于减少设备潜在的泄漏面积并保证设备密封性能。回转窑筒体的进料端和进料螺旋输送机的连接处、回转窑筒体的出料端和出料螺旋输送机的连接处均设置了两级密封保护，一级密封保护为填料密封，二级密封保护通过密封罩实现正压或负压密封，有效提高了设备密封性能，从而确保无氧气泄漏，最终可实现回转窑筒体内氧气含量低于2%。

最后，回转窑筒体内的导流板，能增加危废盐的停留时间，可满足危废盐内有机物进行充分热解的时间要求，确保危废盐内有机物的热裂解脱除效果。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：干燥-热解生成的气体能得到净化和利用，系统能实现能量自用和能量梯级利用，提高系统设备密封性能，系统整体热效率高。

附图说明

图1为本实用新型危废盐热解系统的结构示意图；

图2为本实用新型的热解反应器的结构示意图；

图中，1干燥反应器，2破碎机，3热解反应器，30回转窑筒体，301导流板，302加热烟气出口，303加热烟气入口，304托轮，31进料螺旋输送机，311进料螺旋输送机入口，312进料驱动电机，313进料滑动支撑组件，32出料螺旋输送机，321热解气出口，322热解盐出口，323出料驱动电机，324出料滑动支撑组件，33密封罩，34进料端膨胀节，35出料端膨胀节，4旋风除尘器，5喷淋塔，6除雾器，7焚烧炉，8换热器，9无机物除杂系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1，一种危废盐热解系统，用于脱除危废盐中的有机物杂质，以实现危废盐资源化循环利用。所述热解系统包括预处理装置、热解反应器3和气体净化回收装置。预处理装置包括干燥反应器1和破碎机2，所述干燥反应器1包括固体入口，固体出口，气体入口和气体出口。热解反应器3包括固体入口、热解气出口321、热解盐出口322、加热烟气入口303和加热烟气出口302。气体净化回收装置包括旋风除尘器4、喷淋塔5、除雾器6、焚烧炉7和换热器8，旋风除尘器4包括第一入口和第二入口，换热器8包括烟气出口和蒸汽出口。

干燥反应器1的固体入口供待处理的危废盐进入，干燥反应器1的固体出口经破碎机2连接热解反应器3的固体入口，干燥反应器1的气体出口连接旋风除尘器4的第一入口。热解盐出口322连接下游的无机物除杂系统9，热解气出口321连接旋风除尘器4的第二入口，加热烟气出口302连接干燥反应器1的气体入口。旋风除尘器4的出口依次经喷淋塔5、除雾器6和焚烧炉7连接换热器8的入口，换热器8的烟气出口连接热解反应器3的加热烟气入口303，换热器8的蒸汽出口连接下游的无机物除杂系统9。

参见图2，热解反应器3包括回转窑筒体30。回转窑筒体30内壁上固设有若干圈导流板301，导流板301随着回转窑筒体旋转而旋转，从而将危废盐从回转窑筒体的进料端送至出料端，实现筒体内物料排出。加热烟气入口303和加热烟气出口302分别靠近设置在回转窑筒体30的出料端和进料端的筒壁上。回转窑筒体30的进料端和出料端均设置托轮304。

回转窑筒体30的进料端设置进料螺旋输送机31，进料螺旋输送机入口311为热解反应器3的固体入口。进料螺旋输送机31的出口伸入回转窑筒体的进料端内，且进料螺旋输送机靠近其出口的外壳和回转窑筒体30的进料端的连接处设置填料密封组件，填料密封组件作为一级密封保护，同时在连接处设置正负压密封组件，正负压密封组件作为二级密封保护，优选地，正负压密封组件为密封罩33，密封罩33将连接处包裹在其内腔中，通过填充氮气产生正压或者抽气产生负压，能防止空气泄漏进入热解反应器3内，确保设备密封性能。进料螺旋输送机31和回转窑筒体30的进料端之间设置有进料端膨胀节34，用于抵消高温工况造成的设备热膨胀。进料螺旋输送机31包括进料驱动电机312和进料滑动支撑组件313，进料驱动电机用于驱动进料螺旋输送机，进料滑动支撑组件用于释放设备轴向和径向膨胀。

回转窑筒体30的出料端设置出料螺旋输送机32，出料螺旋输送机32包括第一出口和第二出口，且分别是热解反应器3的热解气出口321和热解盐出口322，出料螺旋输送机32的入口伸入回转窑筒体30的出料端，且出料螺旋输送机32靠近其入口的外壳和回转窑筒体30的出料端的连接处设置填料密封组件，填料密封组件作为一级密封保护，同时在连接处设置正负压密封组件，正负压密封组件作为二级密封保护，优选地，正负压密封组件为密封罩33，密封罩33将连接处包裹在其内腔中，通过填充氮气产生正压或者抽气产生负压，能防止空气泄漏进入热解反应器3内，确保设备密封性能。出料螺旋输送机32和回转窑筒体30的出料端之间设置有出料端膨胀节35用于抵消高温工况造成的设备热膨胀。出料螺旋输送机32包括出料驱动电机323和出料滑动支撑组件324，出料驱动电机用于驱动出料螺旋输送机，出料滑动支撑组件用于释放设备轴向和径向膨胀。

对于热解反应器，从设备安全和工艺均匀反应要求而言，设备密封性能是热解反应器的重要性能指标之一，本实用新型通过回转窑筒体和螺旋输送机的静止外壳之间的转动连接结构和二级密封保护，不仅有效减少了设备动、静部件的连接尺寸，而且能保证设备密封性能，有助于确保危废盐内有机物进行充分热解所需的反应温度。

优选地，导流板301为螺旋式，若干圈导流板301沿回转窑筒体30轴向连续布置，且每一圈导流板301沿周向均分为若干段n。当回转窑筒体每旋转1/n圈时，危废盐通过第一段导流板向前推进1/n螺距，再经过(n-2)/n圈无导流板作用旋转到达第二段导流板，然后通过第二段导流板向前再次推进1/n螺距。由此，在相同回转窑筒体转速条件下，这样的分段式导流板相较于传统连续式导流板，危废盐推进一个螺距的旋转圈数增加为(n-1)圈，使得危废盐在回转窑筒体内的停留时间可增加(n-1)倍，可确保危废盐内有机物进行充分热解所需的停留时间。

另外，干燥反应器1的热源是利用下游的热解反应器3生成的低温烟气，低温烟气的温度为100~200℃，优选为200℃。热解反应器3的热源是利用下游的换热器8生成的中温烟气，中温烟气的温度为400~600℃，优选为550℃。干燥气和热解气经过净化、冷却和除雾后得到不可冷凝燃气，不可冷凝燃气进行燃烧生成高温烟气，高温烟气经换热器8转换成中温烟气，再经过热解反应器3转换成低温烟气，由此实现系统能量自用和能量梯级利用。

所述危废盐热解系统的具体处理步骤，包括如下：

步骤一，待处理的危废盐送入干燥反应器1进行干燥处理，热源为低温烟气并由热解反应器3提供，经干燥处理后的危废盐容易存在聚团、板结现象，将其送入破碎机2进行破碎处理，以提高下游热解反应器3内物料传热效率和热解反应效率，同时干燥处理生成的干燥气送入旋风除尘器4。

步骤二，经破碎处理后的危废盐送入热解反应器3进行热解反应，热源为中温烟气并由换热器8提供，热解反应生成的热解盐送入下游的无机物除杂系统9做进一步除杂提纯，热解反应生成的热解气送入旋风除尘器4。

步骤三，干燥气和热解气在旋风除尘器4中混合后进行固体杂质脱除，然后送入喷淋塔5进行急冷降温后得到不凝气。这里的固体杂质主要是炭黑干燥盐和热解盐等固体颗粒，脱除的固体杂质可返回至上游和危废盐一起再进入热解系统进行有机物除杂。喷淋塔5能进一步脱除热解气中的挥发性有机物和危废盐固体颗粒。

步骤四，不凝气经过除雾器6去除水汽后得到不可冷凝燃气，所述不可冷凝燃气包含CO、CH₄和H₂。

步骤五，不可冷凝燃气送入焚烧炉7内进行完全燃烧处置后得到高温烟气，高温烟气经换热器8后产生蒸汽作为热源送入下游的无机物除杂系统9，同时高温烟气降温形成中温烟气作为加热烟气送入热解反应器3。中温烟气的温度为400~600℃，优选为550℃。由此，可提高系统整体热效率，节约能量消耗，经焚烧率7产生的高温烟气通过换热器8实现高温烟气的显热利用。

步骤六，加热烟气经热解反应器3后再次降温形成低温烟气作为热源送入干燥反应器1。低温烟气的温度为100~200℃，优选为200℃。

本实用新型采用干燥-热解耦合工艺路线，危废盐在200℃左右低温热源下进行干燥处理后将水分含量降至5%以内，干燥处理后的危废盐经破碎处理以消除聚团、板结现象，由此可提高下游的热解反应器内的物料传热效率和热解反应效率，同时干燥-热解耦合工艺也实现了烟气能量梯级利用，有助于提高系统整体热效率。采用干燥气和热解气净化-燃气利用工艺路线，实现了系统能量自用，能有效降低系统能耗，也避免了下游的气体处置设备受到腐蚀。

本实用新型危废盐热解系统，应用于某制药厂产品生成过程中产生的氯化钠危废盐，危废盐中氯化钠含量80%，有机杂质7%，水含量10%，其他杂质3%。回转窑筒体的转速15转/分钟，危废盐在筒体内停留时间大于1小时。采用逆流-间壁式加热方式。在回转窑筒体和进料螺旋输送机、出料螺旋输送机的连接处均设置膨胀节。正负压密封组件的密封罩，采用N₂正压保护，密封罩内压力100pa，可防止回转窑筒体内气体向外泄漏以及避免空气进入回转窑筒体，设备安全、环保运行，且回转窑筒体内氧气含量低于1.5%。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种危废盐热解系统，用于脱除危废盐中的有机物杂质，所述热解系统包括预处理装置、热解反应器（3）和气体净化回收装置；其特征在于：

所述预处理装置包括干燥反应器（1）和破碎机（2）；所述干燥反应器（1）包括固体入口，固体出口，气体入口和气体出口；所述热解反应器（3）包括固体入口、热解气出口（321）、热解盐出口（322）、加热烟气入口（303）和加热烟气出口（302）；所述气体净化回收装置包括旋风除尘器（4）、喷淋塔（5）、除雾器（6）、焚烧炉（7）和换热器（8）；所述旋风除尘器（4）包括第一入口和第二入口；所述换热器（8）包括烟气出口和蒸汽出口；

所述干燥反应器（1）的固体入口供待处理的危废盐进入，干燥反应器（1）的固体出口经破碎机（2）连接热解反应器（3）的固体入口，所述干燥反应器（1）的气体出口连接旋风除尘器（4）的第一入口；所述热解盐出口（322）连接下游的无机物除杂系统（9），所述热解气出口（321）连接旋风除尘器（4）的第二入口，所述加热烟气出口（302）连接干燥反应器（1）的气体入口；所述旋风除尘器（4）的出口依次经喷淋塔（5）、除雾器（6）和焚烧炉（7）连接换热器（8）的入口，所述换热器（8）的烟气出口连接热解反应器（3）的加热烟气入口（303），所述换热器（8）的蒸汽出口连接下游的无机物除杂系统（9）。

2.根据权利要求1所述的危废盐热解系统，其特征在于：所述热解反应器（3）包括回转窑筒体（30），所述回转窑筒体（30）内壁上固设有导流板（301），所述加热烟气入口（303）和加热烟气出口（302）分别靠近设置在回转窑筒体（30）的出料端和进料端的筒壁上；

所述回转窑筒体（30）的进料端设置进料螺旋输送机（31），进料螺旋输送机入口（311）为热解反应器（3）的固体入口，所述进料螺旋输送机（31）的出口和所述回转窑筒体（30）的进料端的连接处设置填料密封组件和正负压密封组件，所述进料螺旋输送机（31）包括进料驱动电机（312）和进料滑动支撑组件（313）；

所述回转窑筒体（30）的出料端设置出料螺旋输送机（32），所述出料螺旋输送机（32）包括第一出口和第二出口且分别是热解反应器（3）的热解气出口（321）和热解盐出口（322），所述出料螺旋输送机（32）的入口和所述回转窑筒体（30）的出料端的连接处设置填料密封组件和正负压密封组件，所述出料螺旋输送机（32）包括出料驱动电机（323）和出料滑动支撑组件（324）。

3.根据权利要求2所述的危废盐热解系统，其特征在于：所述正负压密封组件为密封罩（33），密封罩（33）内能填充氮气产生正压或者抽气产生负压。

4.根据权利要求2所述的危废盐热解系统，其特征在于：所述导流板（301）为螺旋式，若干圈导流板（301）沿回转窑筒体（30）轴向连续布置，且每一圈导流板（301）沿周向均分为若干段。

5.根据权利要求2所述的危废盐热解系统，其特征在于：所述进料螺旋输送机（31）和所述回转窑筒体（30）的进料端之间设置有进料端膨胀节（34），所述出料螺旋输送机（32）和所述回转窑筒体（30）的出料端之间设置有出料端膨胀节（35）。

6.根据权利要求2所述的危废盐热解系统，其特征在于：所述回转窑筒体（30）的进料端和出料端均设置托轮（304）。

7.根据权利要求1所述的危废盐热解系统，其特征在于：所述干燥反应器（1）的热源为100~200℃的烟气，所述热解反应器（3）的热源为400~600℃的烟气。

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