一种用悬浮焚烧技术高温热解无害化处理工业废盐渣的方法与流程

本发明属于工业废渣处理技术领域，具体涉及一种用悬浮焚烧技术高温热解无害化处理工业废盐渣的方法。

背景技术：

化工行业中有很多企业在生产过程中有大量废盐渣(主要成分为氯化钠)产生，这些废盐渣大致可分为单一废盐、混盐和含有机物的废盐。单一废盐指的是含有氯化钠、硝酸钠、氯化钙、氯化镁、硫化钠等其中一种的盐；混盐是指包含上述多种成分的盐；含有机物废盐中夹带着大量有机物，其具有强烈的刺激性气味，属于有害物质。尤其是在精细化工领域。如1t烷基烯酮二聚物(akd)的生产伴随着2t废氯化钠盐的产生。以往这些工业废氯化钠作为固体废弃物被随处堆积，或者稍作处理如利用水溶解后稀释直接排放，这样处理对地下水资源和生态系统造成严重破坏。此外，由于这部分废盐含有一些无机或有机杂质，所以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，目前大部分工厂使用的解决方案是将其堆积填埋。这种处理一方面导致土地的利用率降低，另一方面盐与其杂质流失会盐化土壤而污染周围的环境。因此这部分废盐渣是化工企业共同面对且急需解决的难题之一。最新版《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将陆续出台，表明我国危废管理将更加严格。化工企业必须加强废盐、残渣的资源化利用和无害化处置，做好应对准备。

目前，无害化处理工业废盐渣的技术主要有以下三种：

(1)洗盐法，即利用有机或者无机溶剂溶解废盐中的有机物，使杂质与氯化钠分离。宁文琳等采用二甲苯洗涤回收单醚，再在真空下对盐渣进行加热干燥回收溶剂，将盐渣转化为可利用的工业盐，减少工业“三废”对环境的污染。该方法处置成本高，且采用的有机溶剂易造成二次污染。

(2)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。如江苏克胜集团在饱和氯化钠溶液中，分别通入氨气、二氧化碳和水进而生产碳酸氢钠和氯化铵。该方法工艺路线长，投资大，生产成本高。

(3)高温处理法，即利用高温焚烧过程使废盐渣中的有机物分解为气体挥发。但焚烧过程存在工业废盐易结块而导致设备粘结、热效率较低而导致碳化不均、杂质去除不净的可能。

针对工业废盐渣高温处理形成的上述问题，申请者提出了如下的解决方案：用悬浮焚烧装置取代普遍使用的热管热解炉用于工业废盐处理，既能防止工业废盐结块，又能提高热效率，还可以大批量连续处理工业废盐；用低温分级碳化技术，根据不同盐渣的临界软化点和临界碳化点选择不同的碳化温度和碳化方法，解决高温碳化处理或直接高温处理废盐工艺中存在的废盐软化、设备粘结、碳化不均、杂质去除不净等问题。

本发明旨在通过工艺简单、成本低廉且常见的处理废盐的手段即高温处理法来无害化处理工业废盐渣，达到直接向海洋倾倒使盐资源回归自然或资源化利用作为工业用盐(如建材添加剂)生产原料的目的。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有工业废盐渣高温处理技术的缺点和不足，提供一种用悬浮焚烧技术高温热解无害化处理工业废盐渣的方法。

一种用悬浮焚烧技术高温热解无害化处理工业废盐渣的方法，包括下述步骤：

(1)把工业废盐渣按类别进行配料并混合均匀；

(2)把混合好的配料干燥以除去游离水和部分结晶水；

(3)将步骤(2)中得到的配料进行若干次循环高温悬浮热解，得到固体废盐和废气；

(4)检测步骤(3)中所得固体废盐，经冷却并检测合格后作为工业原料盐外售或自行再利用，不合格的话再次经步骤(3)处理直至合格；

(5)步骤(3)产生的废气经余热利用后通过尾气处理装置排入大气。

优选地，所述工业废盐渣的配料包括生粉料及燃料，所述燃料以气态的形式随生粉料一起加入到高温悬浮热解装置内部参与燃烧。

优选地，步骤(1)中混合的废盐渣中的生粉料在热解温度范围内不相互发生反应。

优选地，步骤(2)采用热风炉干燥配料，干燥配料所用的热量来自于循环高温热解产生的废气，干燥温度为60～250℃，气氛为微正压。

优选地，步骤(3)至少包括四次循环高温悬浮热解，高温悬浮热解的温度为200～600℃，高温热解的温度随循环的级数依次增加。

优选地，步骤(3)中循环高温悬浮热解所采用的装置包括：若干级相连的悬浮焚烧器，所述各级悬浮焚烧器均设置有自下而上的下料口、上料口和排风口，所述上料口与下料口之间设置有加热装置；第一级悬浮焚烧器的排风口连接尾气处理装置，上料口连接进料器及第二级悬浮焚烧器的下料口，由第二级悬浮焚烧器排风口排出的气体将进料器送入的物料吹入第一级悬浮焚烧器的上料口内，第一级悬浮焚烧器的下料口连接第二级悬浮焚烧器的上料口及第三级悬浮焚烧器的排风口，由第三级悬浮焚烧器排风口排出的气体将第一级悬浮焚烧器下料口排出的物料吹入第二级悬浮焚烧器的上料口内；以此类推，最后一级悬浮焚烧器的上料口连接其上一级悬浮焚烧器的下料口及压缩机，由压缩机提供气体将其上一级悬浮焚烧器排出的物料吹入其上料口内，最后一级悬浮焚烧器的下料口连接产品收集装置。

优选地，所述悬浮焚烧器的上料口通过弯管连接下一级悬浮焚烧器的排风口或者气源，所述弯管的弯折处设置有撒料器，所述撒料器连接上一级悬浮焚烧器的下料口或者进料器，物料由撒料器均匀洒向弯管内，并在气流的作用下折转向上进入上料口内。

优选地，所述进料器及各级悬浮焚烧器的下料口处均设置有锁风阀。

优选地，所述进料器为螺旋进料器或者振动进料器。

优选地，所述第一级悬浮焚烧器的排气口与尾气处理装置之间还连接有余热利用装置。

优选地，所述加热装置为电阻丝加热套，各个电阻丝加热套均连接有温控仪。

优选地，所述最后一级悬浮焚烧器与压缩机之间依次相连有进风室、流量计和缓冲罐。

优选地，所述进风室由上至下分别与最后一级悬浮焚烧器的上料口、流量计、最后一级悬浮焚烧器的下料口、产品收集装置相连，所述压缩机提供的压缩气体经缓冲罐和流量计进入进风室，并将上一级悬浮焚烧器排出的物料吹入最后一级悬浮焚烧器的上料口，最后一级悬浮焚烧器排出的物料在进风室经风冷后排入所述产品收集装置。

优选地，所述悬浮焚烧器的底部呈斗状。

优选地，所述最后一级悬浮焚烧器连接有压差计，所述压差计检测最后一级悬浮焚烧器中的实时压差，所述流量计和缓冲罐来配合实时压差来控制生产时所需风量。。

优选地，步骤(4)中检测合格的标准为：将所得产品配成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。

优选地，步骤(5)中尾气处理装置包括依次相连的布袋收尘、静电收尘以及碱洗装置。

本发明所采用的的悬浮焚烧技术，使得废盐渣在高速上升气流的冲击下，折转向上随气流运动进入悬浮焚烧器，同时在悬浮焚烧器内被迅速分散成悬浮状态，该悬浮状态在提高热效率同时还可以防止废盐结块。温度高的热风又能使废盐渣中的有机物进行碳化和裂解。由于悬浮焚烧器内部空间相对于上料管道更大，在筒壁的阻力作用下，进入到悬浮焚烧器内部后粉料流速下降，使得粉料呈螺旋状下落到悬浮焚烧器的底部。随后定时向下一级悬浮焚烧器排放粉料继续升温加热，直至废盐渣中的有机物全部碳化和裂解达到无害化处理的目的，多余的废气余热利用后通过尾气处理装置排入大气。

与现有技术相比，本发明具有如下优异效果：

(1)物料悬浮在热气流中，与气流的接触面积大幅度增加，因此传热速度极快，传热效率很高。

(2)生料粉与燃料在悬浮态下均匀混合，燃料燃烧产生的热及时传给物料，使之迅速分解。

(3)由于传热、传质迅速，大幅度提高了生产效率和热效率。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明悬浮焚烧技术所采用的的设备结构示意图；

图2是本发明用悬浮焚烧技术高温热解无害化处理工业废盐渣的工艺流程图；

图3是采用本发明悬浮焚烧技术高温热解无害化处理工业废盐渣方法处理前后样品的形貌对比图，其中图(1)和(3)分别为实施例1处理前后的样品形貌，(2)和(4)分别为实施例2处理前后的样品形貌；

图4是采用本发明悬浮焚烧技术高温热解无害化处理工业废盐渣方法处理前后样品的xps对比图，其中(1)和(3)分别为实施例1处理前后的产品的xps图，(2)和(4)分别为实施例2处理前后样品的xps图；

图5是采用本发明悬浮焚烧技术高温热解无害化处理工业废盐渣方法处理前后样品配成20％的水溶液后的cod值对比图，其中柱形1和3分别为实施例1处理前后的产品的cod值，柱形2和4分别为实施例2处理前后样品的cod值。

图中的附图标注为：

1，第一级悬浮焚烧器；2，第二级悬浮焚烧器；3，第三级悬浮焚烧器；4，第四级悬浮焚烧器；5，撒料器；6，锁风阀；7，电阻丝加热套；8，流量计；9，缓冲罐；10，压差计；11，斗式提料机；12，进料器；13，温控仪；14，压缩机；15，下料口；16，上料口；17，排风口；18，弯管；19，进风室。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面将进一步阐述本发明的具体实施例。

本发明提供的一种用悬浮焚烧技术高温热解无害化处理工业废盐渣方法包括如下步骤：把分类好的工业废盐渣(避免成分间在高温下发生化学反应)配料并混合均匀；配料干燥除去游离水和部分结晶水后送入高温悬浮焚烧装置焚烧或高温裂解，裂解后所得废盐固气分离并冷却后入库；产品配成20％的水溶液后测试该溶液的cod值，如小于150ppm并经急性毒性检测属于ⅲ类后可定为合格产品，可作为工业原料盐外售或自行再利用，不合格的话再次送入高温悬浮焚烧装置焚烧或高温裂解处理直至合格为止；处理过程中产生的废气余热利用后通过布袋收尘、静电收尘以及碱洗装置后排入大气；

利用废盐渣处理前后的xps及cod值对比图来确定废盐渣处理后的效果(是否达到合格标准)。

按照上述方法进行如下实施例，实施例所用试剂如表1。

表1试剂清单

本发明悬浮焚烧技术采用的设备，如图1所示。包括依次相连的第一级悬浮焚烧器1、第二级悬浮焚烧器2、第三级悬浮焚烧器3、第四级悬浮焚烧器4。所述各级悬浮焚烧器均设置有自下而上的下料口15、上料口16和排风口17，下料口15与上料口16之间均设置有电阻丝加热套7，各个电阻丝加热套7均连接有独立的温控仪13。

第一级悬浮焚烧器1的排风口17连接余热利用装置及尾气处理装置，上料口16通过90°的弯管18连接第二级悬浮焚烧器2的排风口17，进料器12连通弯管18的弯折处，且在所述弯折处设置有撒料器5，用于向所述弯管18内均匀撒料，撒出的物料在第二级悬浮焚烧器2排出的上升气流作用下折转方向进入第一级悬浮焚烧器1的上料口16内。

第二级悬浮焚烧器2的上料口16通过90°的弯管18连接第三级悬浮焚烧器3的排风口17，第一级悬浮焚烧器1的下料口15通过撒料器5连接所述弯管18的弯折处，第一级悬浮焚烧器1排出的物料在第三级悬浮焚烧器3排出的上升气流作用下折转方向进入第二级悬浮焚烧器2的上料口16内。

第三级悬浮焚烧器3的上料口16通过90°的弯管18连接第四级悬浮焚烧器4的排风口17，第二级悬浮焚烧器2的下料口15通过撒料器5连接所述弯管18的弯折处，第二级悬浮焚烧器2排出的物料在第四级悬浮焚烧器4排出的上升气流作用下折转方向进入第三级悬浮焚烧器3的上料口16内。

第四级悬浮焚烧器4的上料口16通过90°的弯管18连接进风室19，第三级悬浮焚烧器3的下料口15通过撒料器5连接所述弯管18的弯折处，第三级悬浮焚烧器3排出的物料在进风室19排出的上升气流作用下折转方向进入第四级悬浮焚烧器4的上料口16内。

所述进风室19与流量计8、缓冲罐9和压缩机14依次串连，由压缩机14提供原始压缩气体。所述进风室19的顶部、上部、下部和底部分别与第四级悬浮焚烧器4的上料口16、流量计8、第四级悬浮焚烧器4的下料口15及产品收集装置相连；所述压缩机14提供的压缩气体经缓冲罐9和流量计8进入进风室19，进风室19内的压缩气体将第三级悬浮焚烧器3排出的物料吹入第四级悬浮焚烧器4的上料口16，同时对第四级悬浮焚烧器4排出的物料起到风冷效果，风冷后的物料最终排入所述产品收集装置。

所述进料器12连接有斗式提料机11，用于向所述进料器12供料。

所述各级悬浮焚烧器呈上宽下窄的斗状结构，便于热解后的物料排出。

所述各级悬浮焚烧器的下料口15与撒料器5之间均设置有锁风阀6，保持下料的均匀性且锁风，防止物料在上升气流的作用下被吹入下料口15。

所述第四级悬浮焚烧器4连接有压差计10，用于监测风压，配合流量计8和缓冲罐9，便于控制压缩机14吹出适当的风量保证物料均匀分散悬浮于气流中，提高物质的焚烧效率。

实施例1

离子膜烧碱副产物无害化处理

(1)测试离子膜烧碱副产物的xps以及相应的cod值(副产物配成20％的水溶液后测试)。

(2)副产物配料采用悬浮焚烧高温烟气的余热并辅助热风炉干燥，干燥温度控制在250℃，气氛控制为微正压。

(3)干燥好的配料通过斗式提料机11送入振动进料器12。

(4)振动进料器12将配料从第一级悬浮焚烧器1上料口16连接第二级悬浮分离器2的弯管18中加入。

(5)第一级悬浮焚烧器1内的温度控制为300℃，第二级悬浮分离器2内的温度控制为400℃，第三级悬浮分离器3内的温度控制为500℃，第四级悬浮分离器4内的温度控制为600℃。

(6)第四级悬浮分离器4出来的产品在进风室19吹冷风冷却后再次测xps以及相应的cod值(副产物配成20％的水溶液后测试)，如不合格则再次送入振动进料器12后再次热处理。

(7)从第一级悬浮焚烧器1排风口17出来的尾气经布袋收尘、静电收尘以及碱洗装置等组成的尾气处理系统后排入大气。

实施例2

呋喃酚醚化反应副产物无害化处理

(1)测试呋喃酚醚化反应副产物的xps以及相应的cod值(副产物配成20％的水溶液后测试)。

(2)副产物配料采用悬浮焚烧产生的高温烟气的余热并辅助热风炉干燥，干燥温度控制在150℃，气氛控制为微正压。

(3)干燥好的配料通过斗式提料机11送入螺旋进料器12。

(4)螺旋进料器12将配料从第一级悬浮焚烧器1上料口16连接第二级悬浮分离器2的弯管18中加入。

(5)第一级悬浮焚烧器1内的温度控制为200℃，第二级悬浮分离器2内的温度控制为310℃，第三级悬浮分离器3内的温度控制为420℃，第四级悬浮分离器4内的温度控制为550℃。

(6)第四级悬浮分离器4出来的产品在进风室19吹冷风冷却后再次测xps以及相应的cod值(副产物配成20％的水溶液后测试)，如不合格则再次送入螺旋进料器12后再次热处理。

(7)从第一级悬浮焚烧器1排风口17出来的尾气经布袋收尘、静电收尘以及碱洗装置等组成的尾气处理系统后排入大气。

本发明所有实施例的悬浮焚烧技术高温热解无害化处理工业废盐渣的工艺流程如图2所示。其核心部件是悬浮焚烧器及连接各个悬浮焚烧器的换热管道(包括弯管18及连接弯管18和下料口15的下料管道)。换热管道是悬浮焚烧系统中的重要装备，它不但承担着上下两级悬浮焚烧器间的连接和气固流的输送任务，同时承担着物料分散、均布、锁风以及气固两相间的换热任务。喂入换热管道中的生粉料，在高速上升高温气流的冲击下，物料折转向上随气流运动分散的同时其中的有机物碳化和裂解而达到无害化的目的。

本发明实施例无害化处理前后工业废盐渣样品的颜色对比图如图3所示(实施例1、2分别对应图中的(1)和(3)、(2)和(4))。所有实施例处理后所得的样品颜色均接近工业盐的颜色(白色或淡黄色)。

本发明实施例无害化处理前后工业废盐渣样品的xps对比图如图4所示。实施例1、2处理后所得的样品((3)、(4))中代表有害有机物的c、h元素的含量相比处理前的样品(1)和(2)来说下降到了极低的程度，说明处理过程中的烧结工艺已经除去了有害的有机物成分，样品(3)和(4)中极低的c、h元素含量可能来自于样品测试过程中吸附的空气中的c、h元素成分。

本发明实施例无害化处理前后工业废盐渣样品配成20％的水溶液后的cod值对比图如图5所示(实施例1、2处理前后的cod值分别对应图中的1和3、2和4)。所有实施例处理后所得样品均达到合格产品cod值小于150ppm的标准。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。