本公开一般涉及工业副产危险废物的处理方法，具体涉及用于处理工业危废硫酸钠盐渣及资源化利用的设备及方法。
背景技术：
在许多化工生产过程中产生大量含有机物、焦油等有毒有害物质的副产废硫酸钠盐渣，如生产苯酚丙酮、甲酸、维生素C等装置末端会产生大量硫酸钠盐渣，该盐渣被列入国家危险废物名录。随着许多重要精细化工及中间体产品的发展，该危险废物产量不断增大。而由于其含有有机物焦油等有毒有害物质、水分含量高、易板结，而不能直接作为工业原料使用，且其处置困难，费用昂贵，许多企业采用仓库堆存、露天放置或直接向江河等地放置，造成胀库占用大量土地或破坏土壤、恶化水质、污染环境，对周围人们的生活环境及身心健康造成严重危险，严重影响了国家环保事业的发展。因此如何低投资、低成本的无害化处置危废硫酸钠盐渣并能高效高产的将其资源化利用，成为行业急需解决的重大问题。
目前对化工生产过程副产硫酸钠盐渣的处理方法大致有三种：①洗盐法：将废盐渣用溶剂洗涤，尽量去除盐渣中的有毒有害化学物质，此方法适用范围小、投资成本高、洗涤溶剂会产生二次污染且处理废物效果不彻底。②高温处理法：将废盐单一得采用回转窑、沸腾炉等热工设备进行800℃以上高温煅烧处理，使废盐中的有机物有害杂质在高温下分解氧化成气态组分。此法难以解决的是硫酸钠盐渣在600℃以上随着温度升高，出现极强的粘结性，且在高于盐熔点时发生熔融、结圈、结块等恶劣现象，致使回转窑或沸腾炉设备无法正常运行，难以实现工业化。③熔融态处理法：通过热工设备将盐渣加热到熔点884℃以上，在熔融态的情况下，热分解氧化处理有机物有害杂质。该方法具有设备投资高，工艺复杂等缺点。④中低温处理法：该方法将硫酸钠盐渣通过600℃以下的热解炉处理，一般停留时间在4～10小时。在中低温情况下有机物有害杂质热分解成易挥发尾气脱离固体盐，达到无害化处理，而分解后的固体成分残留在固体盐表面，较难生产纯白色硫酸钠晶体。该处理过程缓慢，工业化生产时具有投资成本大、效率低、产量小的缺点。
技术实现要素：
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种高效率的无害处理工业危废硫酸钠盐渣及资源化利用的方法。
本发明实施例提供一种用于处理工业危废硫酸钠盐渣及资源化利用的设备，包括焚烧炉、夹套式回转窑、煅烧炉、空气预热系统、废气处理系统、上料系统及冷却包装系统；
所述焚烧炉通过管道分别连接夹套式回转窑和废气处理系统，所述上料系统连接所述夹套式回转窑，所述夹套式回转窑分别连接煅烧炉和空气预热系统、所述空气预热系统连接焚烧炉，所述煅烧炉连接冷却包装系统；
所述的夹套式回转窑包括外筒体和内筒体、窑头和窑尾，所述外筒体用于流通由焚烧炉送入的高温烟气，所述内筒体用于流通由上料系统送入的盐渣，所述窑头用于上料和排废气，所述窑尾用于出料。
所述焚烧炉包括依次连接的燃烧器系统、绝热燃烧室、调温段；
所述的燃烧器系统包括燃气缓冲罐、燃烧阀组、燃烧风机和燃烧器；所述燃气缓冲罐通过燃烧阀组连接燃烧器，所述燃烧风机分别连接燃烧阀组和燃烧器，所述燃烧器连接绝热燃烧室。
所述煅烧炉包括均匀布料机构、连续进出料装置、加热段、保温段、冷却段和下料斗；
所述连续进出料装置一侧的上方依次设有均匀布料机构、加热段、保温段和冷却段，所述连续进出料装置另一侧设有下料斗。
所述空气预热系统包括空气预热器、鼓风机、引风机和烟囱；
所述鼓风机连接所述空气预热器，所述空气预热器分别连接引风机和绝热燃烧室，所述引风机连接所述烟囱。
所述煅烧炉的加热段和保温段的炉膛内设有不锈钢筒体；所述冷却段采用水冷套结构进行冷却，所述水冷套和保温段的不锈钢筒体连接；
所述不锈钢筒体内接三组气体管道，分别为压缩空气管组、通氮气管组、抽废气管组；所述压缩空气管组的每路设置独立阀门，用于根据煅烧过程前后用氧量不同，调节各路通气量；所述通氮气管组在总管路上设置一阀门；所述抽废气管组的每路设置独立阀门，用于根据煅烧过程前后废气产量不同，调节各路抽气功率。
所述废气处理系统包括回转窑废气风机、煅烧炉废气风机、第一除尘器和第二除尘器；
所述第一除尘器一端连接所述窑头，另一端连接所述回转窑废气风机，所述第二除尘器一端连接所述加热段，另一端连接所述煅烧炉废气风机；
所述回转窑废气风机和所述煅烧炉废气风机通过管道连接绝热燃烧室。
所述空气预热器预热后的热空气分两路连接焚烧炉，一路连接绝热燃烧室供废气焚烧用氧气，一路贯通连接调温段供调节焚烧炉出口烟气温度。
所述上料系统包括破碎机、第一斗提机、上料仓和螺旋给料机；
所述第一斗提机一侧设置所述破碎机，另一侧设置上料仓，所述上料仓底部设有螺旋给料机，所述螺旋给料机一端伸入所述内筒体内。
所述冷却包装系统包括冷却设备、斗提机、包装料仓和包装机；
所述冷却设备的上端设有所述下料斗，所述冷却设备一侧设有第二斗提机，所述第二斗提机连接包装料仓，所述包装料仓下端设有包装机。
本发明还提供一种使用上述的设备处理工业危废硫酸钠盐渣及资源化利用的方法，包括以下步骤：
(1)通过上料系统将硫酸钠盐渣送入夹套式回转窑的内筒内，经干燥及部分有机物挥发裂解后，硫酸钠盐渣送入煅烧炉，夹套式回转窑产生的有害尾气通过废气处理系统送入焚烧炉；
(2)有害尾气在焚烧炉内高温煅烧，生成的高温烟气在焚烧炉尾部经热风调温到预设温度，再通入夹套式回转窑的外筒体，通入外筒体的气体经换热送入空气预热系统用来预热空气，经预热的空气再送入焚烧炉，降低温度后的废气通过烟囱排空；
(3)从夹套式回转窑出来的硫酸钠盐渣进入煅烧炉的上料仓，经均匀布料机构将硫酸钠盐渣均匀铺设在连续进出料装置上，再经加热段、保温段、冷却段和下料斗，在煅烧炉中生成有害气体和硫酸钠晶体，所述硫酸钠晶体经下料斗送入冷却包装系统进行包装；所述有害气体通过废气处理系统送入焚烧炉高温煅烧无害化处理。
所述步骤(1)中：夹套式回转窑的控制温度为250～350℃，硫酸钠盐渣在夹套式回转窑内停留5～10min；绝热燃烧室的炉膛温度为1000℃以上；
所述步骤(2)中：所述预设温度为600～800℃；所述烟气经外筒体换热降温到300～400℃后送入空气预热系统；
所述步骤(3)中：硫酸钠盐渣铺料厚度为1cm～3.5cm，铺料宽度为0.5m～1.5m；所述加热段和保温段设定控制温度为785～850℃，硫酸钠盐渣在加热段和保温段共停留15～60min；经冷却段降温后的温度为300℃以下。经冷却包装系统的冷却设备冷却降温到50℃以下。
本发明采用焚烧炉、夹套式回转窑、特制适用硫酸钠盐渣的煅烧炉等设备组成高效无害化处理及综合资源化利用系统工艺，解决了现有高温处理法由于盐渣高温粘结性而设备不能正常使用的问题，对比洗盐法、熔融态处理法、中低温处理法具有处理彻底、工艺设备简单、投资成本小、停留时间短、生产效率高的优点。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1本发明实施例提供的一种用于处理工业危废硫酸钠盐渣及资源化利用的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1，一种用于处理工业危废硫酸钠盐渣及资源化利用的设备，包括焚烧炉1、夹套式回转窑2、煅烧炉3、空气预热系统4、废气处理系统5、上料系统6及冷却包装系统7；
焚烧炉1通过管道分别连接夹套式回转窑2和废气处理系统5，上料系统6连接夹套式回转窑2，夹套式回转窑2分别连接煅烧炉3和空气预热系统4，空气预热系统4连接焚烧炉1，煅烧炉3连接冷却包装系统7；
夹套式回转窑2包括外筒体和内筒体、窑头和窑尾，所述外筒体用于流通由焚烧炉1送入的高温烟气，所述内筒体用于流通由上料系统6送入的盐渣，所述窑头用于上料和排废气，所述窑尾用于出料。
本发明具有高效率、低能耗、停留时间短、高产能的优点。
本实施例在上述实施例的基础上，焚烧炉1包括依次连接的燃烧器系统11、绝热燃烧室12、调温段13；
燃烧器系统11包括燃气缓冲罐111、燃烧阀组112、燃烧风机113和燃烧器114；燃气缓冲罐111通过燃烧阀组112连接燃烧器114，燃烧风机113分别连接燃烧阀组112和燃烧器114，燃烧器114连接绝热燃烧室12。
本发明的燃烧器系统所使用的燃料为厂供精制干气或瓦斯气，燃料经缓冲罐111后接入控制燃烧过程的燃烧阀组112，由燃烧风机113提供一次风，经燃烧器114点火产生持续高温火焰。燃气持续燃烧在绝热燃烧室12炉膛温度达1000℃以上，以保证由废气处理系统5送入的废气无害化处理彻底。同时由空气预热系统4送入的热空气供绝热燃烧室12用氧。在调温段13，通入预热空气调温，预热空气为空气预热系统4换热后的热空气，将焚烧炉出口烟气温度调为600～800℃后，通过管道接入夹套式回转窑2。
由于硫酸钠盐渣水分含量大、易结块、难铺料，且部分硫酸钠盐渣中有机物、焦油等杂质含量高，直接高温煅烧时盐表面起明火冒黑烟，造成盐渣局部高温熔化产生难处理的熔融物，因此需夹套式回转窑进行干燥及部分有机物挥发处理，然后再进入煅烧炉深度提纯。在夹套式回转窑2中，通过夹套式逆流换热，烟气经夹套式回转窑2换热降温到300～400℃，送入空气预热系统4，盐渣在夹套式回转窑2进行干燥及部分有机物挥发处理5min～10min，产生的有害气体通过废气处理系统5送入焚烧炉1高温煅烧无害化处理。预处理后的盐渣通过螺旋输送机送入的煅烧炉3。
本实施例在上述实施例的基础上，煅烧炉3包括均匀布料机构31、连续进出料装置32、加热段33、保温段34、冷却段35和下料斗36；
连续进出料装置32一侧的上方依次设有均匀布料机构31、加热段33、保温段34和冷却段35，连续进出料装置32另一侧设有下料斗36。
通过在加热段高温煅烧盐渣中的有机物有害物质等杂质挥发裂解碳化并在高温下快速氧化甚至轻微燃烧，产生气态组分脱离固体盐，生成有害气体和硫酸钠晶体，有害尾气通过废气处理系统5送入焚烧炉1高温煅烧无害化处理，高温的硫酸钠经冷却段35降温到300℃以下，通过下料斗36进入冷却包装系统7。
优选地，煅烧炉3的加热段33和保温段34的炉膛内设有不锈钢筒体；冷却段35采用水冷套结构进行冷却，水冷套和保温段的不锈钢筒体连接；
所述不锈钢筒体内接三组气体管道，分别为均布的压缩空气管组、均布的通氮气管组、均布的抽废气管组；所述压缩空气管组的每路设置独立阀门，用于根据煅烧过程前后用氧量不同，调节各路通气量，达到最好煅烧处理效果；所述通氮气管组在总管路上设置一阀门，应对当硫酸钠盐渣中有机物等杂质含量过高造成筒体内有明显火苗时，迅速灭火；所述抽废气管组的每路设置独立阀门，用于根据煅烧过程前后废气产量不同，调节各路抽气功率。
本发明煅烧炉的加热方式为电加热，进出料方式为头进尾出的连续进料，煅烧炉处理过程分三段：加热段、保温段、冷却段。所述加热段：盐渣由进料低温被逐渐加热到785～850℃，该过程伴随有机物等杂质的挥发裂解碳化；所述保温段：有机物裂解碳化后在高温下，快速氧化甚至轻微燃烧最终产生气体组分和固体盐分离；所述加热段和保温段，炉膛内设置可适应高温膨胀滑动的不锈钢矩形筒体，该筒体可有效避免硫酸钠盐渣煅烧处理过程易发生的盐渣脱落、局部高温熔化、酸碱性气体腐蚀等对煅烧炉加热性能及寿命的影响。所述冷却段，采用水冷套结构进行冷却，水冷套和保温段筒体连接，为避开硫酸钠盐高温粘结性性，煅烧后纯硫酸钠经水冷套冷却到300℃以下，可正常下料。所述水冷套，其冷却盐后的热水，用于现场清洗煅烧炉内输送硫酸钠盐渣的设备等。所述炉膛和不锈钢筒体密封要求高，避免炉门进出口漏空气造成热量损失，延长停留时间，减小生产产量。
本实施例在上述实施例的基础上，空气预热系统4包括空气预热器41、鼓风机42、引风机43和烟囱44；
鼓风机42连接所述空气预热器41，空气预热器41分别连接引风机43和绝热燃烧室12，引风机43连接烟囱44。
由夹套式回转窑2送入的烟气从空气预热器41烟气侧流通，由鼓风机42鼓入的空气从空气侧流通，经换热烟气温度降低适宜排放的温度，并由引风机43排入烟囱44，冷空气加热为热空气送入焚烧炉1的绝热燃烧室12和调温段13，空气预热器41的布置既提供了废气焚烧用氧，又提高了能源利用率，节约了燃料。
本实施例在上述实施例的基础上，废气处理系统5包括回转窑废气风机51、煅烧炉废气风机52、第一除尘器53和第二除尘器54；
第一除尘器53一端连接所述窑头，另一端连接回转窑废气风机51，第二除尘器54一端连接加热段33，另一端连接煅烧炉废气风机52；
回转窑废气风机51和煅烧炉废气风机52通过管道连接绝热燃烧室12。
夹套式回转窑2内干燥预处理盐渣时排出的有害尾气通过第一除尘器53和回转窑废气风机51后送入焚烧炉1，煅烧炉3高温煅烧盐渣深度提纯时产生的有害尾气通过第二除尘器54和煅烧炉废气风机52送入焚烧炉1，有害尾气在绝热燃烧室12高温煅烧，达到无害化处理的目的。本发明从夹套式回转窑2的内筒体引出的预处理废气管路、由煅烧炉不锈钢筒体引出的深度煅烧提纯废气管路，该两路废气都经过除尘器后，由管道贯通接入绝热燃烧室12，使管路连接简单化。
本实施例在上述实施例的基础上，空气预热器41预热后的热空气分两路连接焚烧炉1，一路连接绝热燃烧室12供废气焚烧用氧气，一路贯通连接调温段13供调节焚烧炉1出口烟气温度。
本实施例在上述实施例的基础上，上料系统6包括破碎机61、第一斗提机62、上料仓63和螺旋给料机64；
第一斗提机62一侧设置所述破碎机61，另一侧设置上料仓63，上料仓63底部设有螺旋给料机64，螺旋给料机64一端伸入所述内筒体内。
工业危废硫酸钠盐渣不仅含有机物、焦油等有毒有害化学物质，而且具有水分含量高、易结块板结的物理特性，因此必须经过破碎机61破碎后，再通过第一斗提机62提升至上料仓63，螺旋给料机64将盐渣从料仓底部旋进夹套式回转窑2进行预处理。本发明在设计上料系统时充分考虑到盐渣湿度大、自然下料困难、易堵塞的问题，保证上料系统的正常工作。上料仓63的布置保证了破碎上料的间歇性和螺旋给料的连续性。
本实施例在上述实施例的基础上，冷却包装系统7包括冷却设备71、斗提机72、包装料仓73和包装机74；
冷却设备71的上端设有下料斗36，冷却设备71一侧设有第二斗提机72，第二斗提机72连接包装料仓73，包装料仓73下端设有包装机74。
从煅烧炉3的下料斗36出来的硫酸钠产品在300℃以下，经冷却设备71冷却降温到50℃以下，经顺序连接的第二斗提机72提升到包装料仓73，从包装料仓73下料经包装机74打包成袋出售。包装料仓73的布置保证了硫酸钠产品出料的连续性和包装工作的间歇性。
本发明还提供一种使用上述的设备处理工业危废硫酸钠盐渣及资源化利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过上料系统将硫酸钠盐渣送入夹套式回转窑的内筒内，经干燥及部分有机物挥发裂解后，硫酸钠盐渣送入煅烧炉，夹套式回转窑产生的有害尾气通过废气处理系统送入焚烧炉；
(2)有害尾气在焚烧炉内高温煅烧，生成的高温烟气在焚烧炉尾部经热风调温到预设温度，再通入夹套式回转窑的外筒体，通入外筒体的气体经换热送入空气预热系统用来预热空气，经预热的空气再送入焚烧炉，降低温度后的废气通过烟囱排空；
(3)从夹套式回转窑出来的硫酸钠盐渣进入煅烧炉的上料仓，经均匀布料机构将硫酸钠盐渣均匀铺设在连续进出料装置上，再经加热段、保温段、冷却段和下料斗，在煅烧炉中生成有害气体和硫酸钠晶体，所述硫酸钠晶体经下料斗送入冷却包装系统进行包装；所述有害气体通过废气处理系统送入焚烧炉高温煅烧无害化处理。
优选地，所述步骤(1)中：夹套式回转窑的控制温度为250～350℃，硫酸钠盐渣在夹套式回转窑内停留5～10min；
所述步骤(2)中：所述预设温度为600～800℃；所述烟气经外筒体换热降温到300～400℃后送入空气预热系统；
所述步骤(3)中：硫酸钠盐渣铺料厚度为1cm～3.5cm，铺料宽度为0.5m～1.5m；所述加热段33和保温段34设定控制温度为785～850℃，硫酸钠盐渣在加热段和保温段共停留15～60min；经冷却段35降温后的温度为300℃以下。经冷却包装系统的冷却设备71冷却降温到50℃以下。
本发明将硫酸钠盐渣通过夹套式回转窑在250～350℃温度下停留5～10min，进行干燥及部分有机物有害物质挥发处理后，通过均匀布料机构实现铺料厚度1cm～3.5cm，铺料宽度0.5m～1.5m，连续送入特质适用硫酸钠盐渣的煅烧炉内，在785～850℃温度下停留15～60min，硫酸钠盐渣中的有机物等有害杂质经高温煅烧后裂解碳化及高温状态下快速氧化甚至轻微燃烧，生成气体组分脱离固体盐，形成纯白色硫酸钠晶体。高温态的纯白色硫酸钠晶体经煅烧炉的冷却段冷却到300℃以下，再进高效冷却设备降温到50℃以下进包装系统打包成袋出售。
本发明焚烧炉产生的高温烟气通过调温段降温到600～800℃通过管道引入夹套式回转窑供盐渣预处理使用，回转炉排出的300～400℃烟气通过调温引入空气预热器预热空气供焚烧炉绝热燃烧室用氧和调温段用热空气，从空气预热器排出的烟气通过引风机排入烟囱，至此达到降低排烟温度，提高能源利用率的目的。
本发明的危废硫酸钠盐渣经无害化处理及深度提纯的产品为纯白色硫酸钠晶体，经产品成分分析，指标至少符合《GB/T6009-2003工业无水硫酸钠》中的III类一等品，甚至符合II类合格品规定。可用于无机盐等工业原料或者用于玻璃、染料、造纸等工业，达到综合资源化利用的目的。
下面通过一个实际生产的处理方法，来说明采用本发明的设备及方法处理的效果：
生产苯酚丙酮后产生硫酸钠盐渣的无害化处理及资源化利用：
苯酚丙酮装置产含盐废水经三效蒸发生成硫酸钠盐渣，根据三效蒸发系统的运行情况，产生的硫酸钠盐渣中有机物焦油等有害物质含量差别大，颜色为棕黑色、黄褐色、浅黄色、浅粉色等，且水分含量大，易板结难处理。
采用本发明的设备，将盐渣经上料系统进夹套式回转窑预处理，干燥挥发等产生的尾气送入焚烧炉高温煅烧无害化处理，生成的盐渣为炭黑色，通过无轴螺旋输送机送入煅烧炉的均匀布料机构，按照厚度1cm～3.5cm、宽度0.5～1.5m铺料，通过连续进出料装置将铺好的盐渣经过煅烧炉800℃的加热段和保温段，停留25min，高温煅烧后盐渣中有机物等裂解碳化并在高温下快速氧化甚至轻微燃烧，尾气送入焚烧炉无害化处理，盐渣变为纯白色硫酸钠晶体，经冷却段降温到300℃以下，再经过冷却设备水冷套式螺旋降温到50℃以下，并经冷却包装系统打包成袋出售。产品经检测其COD(化学需氧量，Chemical Oxygen Demand)值由5700～50000ppm降低至小于150ppm，处理后的盐经急性毒性测定属于III类，急性经口LD50为2900～10000mg/kg，经皮为LD50>2000mg/kg，为低毒化学品，达到无害化处理的目的。经产品成分分析，指标符合《GB/T6009-2003工业无水硫酸钠》中的II类合格品规定。
单纯将盐渣由棕黑色、黄褐色、浅黄色、浅粉色煅烧处理成符合GB/T6009-2003的纯白色硫酸钠晶体，其中一套300kw的特制适用硫酸钠盐渣的煅烧电炉平均运行功率为230kw，平均产量为12t/d。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。