一种含氯消毒剂固废的处理方法及系统

一种含氯消毒剂固废的处理方法及系统
【技术领域】
1.本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种含氯消毒剂固废的处理方法及系统。


背景技术：

2.含氯消毒剂是一类毒性低、杀菌效率高、价格低、被广泛使用的高效消毒剂，其中有机含氯消毒剂的成分主要有氯代异氰尿酸钠盐，以二氯异氰尿酸钠为主要成分加十二烷基硫酸钠、三聚磷酸钠、碳酸钠等制成的粉剂，能迅速溶解于水而发挥其杀菌作用。氯代异氰尿酸类消毒剂在发挥消毒作用时，会在喷施作物表面慢慢地释放出次氯酸，具有对杀菌灭藻有高效、毒性小、可溶于水、不受水硬度影响、使用方便、成本低等优点。以次氯酸钙为代表的无机消毒剂同样是一种有较高稳定性的强氧化剂，有消毒、杀菌和漂白功能。由于是固体产品，便于运输，价格低廉，目前仍在国内广大的城镇、乡村、军事场所广泛应用。
3.部分特殊单位中二氯异氰尿酸钠(nadcc)、次氯酸钙消毒剂都有大量的库存，且报废管理趋于严格，只允许就地处理成完全无害产品，所以传统的转化处理方法已经不适应当今形势，因而军队单位对合理高效低碳的处理方法有着很迫切的现实需求。现有的固废处理技术包括物理处理、化学处理、生物处理、热处理及固化处理技术。然而，随着人们环保意识的增强和能源价格的上涨，以及目前主要处理技术存在的缺陷，传统的处理方法在应用和推广方面受到越来越多的限制，加之含氯异氰尿酸钠盐的固废呈逐年递增趋势，人们开始寻找低成本的处理方式积极寻找能达到固废减容化、无害化的处理工艺。
4.在众多固废处理方式中，热分解是一种具有广阔前景的资源化方法，它的优点是彻底灭菌、减容率高，因而广泛应用于次氯酸盐消毒剂的固废处理。但是。热分解方法处理含异氰尿酸钠盐的则面临较大挑战，因为nadcc反应产物复杂，需要在高氧环境中才能得到较为彻底的反应，且反应温度、空气组分、处理时间对含氯消毒剂固废的热裂解特性的影响巨大，常见的问题包括固废分解不充分、能量要求较高、产物无法达到回收标准等。另外，热裂解后释放了含氯废气影响环境安全，容易造成较大的健康威胁。
5.因此，有必要研究一种含氯消毒剂固废的处理方法及系统来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供了一种含氯消毒剂固废的处理方法及系统，从反应原理、环保效益及经济效益着手，改良处理流程，对含氯消毒剂气化反应中氧气、二氧化碳、含氯废气进行综合利用，优化回收工艺能量投入及连续热裂解工艺，实现燃烧过程精确控制及燃烧的清洁化，推动含氯消毒剂回收处理新技术的快速发展。
7.一方面，本发明提供一种含氯消毒剂固废的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
8.s1：对待处理的有机含氯消毒剂固废进行干燥预处理；
9.s2：对干燥后的有机含氯消毒剂固废进行热解，产生氧气和一级残渣；
10.s3：对产生的氧气和一级残渣进行燃烧，产生二氧化碳、二级残渣和含氯气体；
11.s4：将含氯气体回收，二氧化碳进行热交换并将热量用于s2中热解过程。
12.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s1中预处理过程包括：
13.s11：将待处理的有机含氯固废、次氯酸钙、煤炭和氢氧化钙按预设重量比值混合得到混合物；
14.s12；将混合物进行升温干燥，得到干燥后的有机含氯消毒剂固废。
15.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s1中待处理的有机含氯消毒剂固废包括但不限于二氯异氰尿酸钠。
16.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s2中一级残渣包括无机含氯固废、有机含氯固废和氢氧化钙。
17.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述一级残渣中无机含氯固废为次氯酸钙，有机含氯固废为二氯异氰尿酸钠。
18.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s11中预设重量比具体为：二氯异氰尿酸钠、次氯酸钙、煤炭、氢氧化钙按25％：25％：20％：30％混合。
19.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述二级残渣为cacl2固废。
20.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s2热解温度为342～510℃。
21.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s3中燃烧温度为～600℃。
22.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种含氯消毒剂固废的处理系统，所述处理系统包括：
23.干燥装置，用于对待处理的有机含氯消毒剂固废进行干燥预处理；
24.热解炉：用于对干燥后的有机含氯消毒剂固废进行热解，产生氧气和一级残渣；
25.燃烧室：用于对产生的氧气和一级残渣进行燃烧，产生二氧化碳、二级残渣和含氯气体；
26.填料塔：用于将含氯气体回收；
27.热交换室，用于将燃烧室产生的二氧化碳进行热交换并将热量输送至热解炉和干燥装置。
28.与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
29.1)：本发明通过s1中加入碳粉、氢氧化钙并在s2中进行热解，既可以保证含氯消毒剂固废的成分充分热解，还减少在热解过程中产生其他含氯的有毒有害气体；
30.2)：本发明从反应原理、环保效益及经济效益着手，改良处理流程，对含氯消毒剂气化反应中氧气、二氧化碳、含氯废气进行综合利用，优化回收工艺能量投入及连续热裂解工艺，实现燃烧过程精确控制及燃烧的清洁化，推动含氯消毒剂回收处理新技术的快速发展。
31.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
【附图说明】
32.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
33.图1是本发明一个实施例提供的处理含氯消毒剂固废的热解系统的结构示意图；
34.图2是本发明一个实施例提供的处理含氯消毒剂固废的热解方法的工艺流程示意图。
35.其中，图中：
36.燥装置-100；热解炉-200；燃烧室-300；热交换装置-400；填料塔-500。
【具体实施方式】
37.为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
38.应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
40.本发明提供一种含氯消毒剂固废的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
41.s1：对待处理的有机含氯消毒剂固废进行干燥预处理，其中有机含氯消毒剂固废包括但不限于二氯异氰尿酸钠
42.s2：对干燥后的有机含氯消毒剂固废进行热解，产生氧气和一级残渣，一级残渣包括无机含氯固废、有机含氯固废和氢氧化钙，无机含氯固废为次氯酸钙，有机含氯固废为二氯异氰尿酸钠；
43.s3：对产生的氧气和一级残渣进行燃烧，产生二氧化碳、二级残渣和含氯气体，二级残渣为cacl2固废；
44.s4：将含氯气体回收，二氧化碳进行热交换并将热量用于s2中热解过程。
45.所述s1中预处理过程包括：
46.s11：将待处理的有机含氯固废、次氯酸钙、煤炭和氢氧化钙按预设重量比值混合得到混合物；
47.s12；将混合物进行升温干燥，得到干燥后的有机含氯消毒剂固废。
48.所述s2热解温度为342～510℃。
49.所述s3中燃烧温度为～600℃。
50.本发明还提供一种含氯消毒剂固废的处理系统，所述处理系统包括：
51.干燥装置，用于对待处理的有机含氯消毒剂固废进行干燥预处理；
52.热解炉：用于对干燥后的有机含氯消毒剂固废进行热解，产生氧气和一级残渣；
53.燃烧室：用于对产生的氧气和一级残渣进行燃烧，产生二氧化碳、二级残渣和含氯气体；
54.填料塔：用于将含氯气体回收；
55.热交换室，用于将燃烧室产生的二氧化碳进行热交换并将热量输送至热解炉和干燥装置。
56.如图1所示的处理含氯消毒剂固废的热解系统，包括：干燥装置100、热解炉200、燃烧室300以及热交换装置400以及填料塔500。
57.干燥装置100用于对待处理的含氯消毒剂固废进行干燥。
58.热解炉200用于对干燥后的含氯消毒剂固废在510℃下热解。
59.热解炉200与燃烧室300的连通，燃烧室300用于燃烧含氯消毒剂固废在热解炉200内热解产生的气体和残渣。
60.热交换装置400与燃烧室300连通，燃烧室300内燃烧产生的烟气通过热交换装置400将热量送入热解炉200内，起到到能量回收的作用。
61.燃烧室300与填料塔500连通，填料塔500用于吸收燃烧室300内燃烧产生的少量含氯废气。
62.这种含氯消毒剂固废的热解系统通过对干燥后的含氯消毒剂固废在热解炉200内510℃下进行热解，既可以保证含氯消毒剂固废的成分充分热解，还可以释放氧气，促进有机氯固废的燃烧降解，从而减少了含有kclo3的残渣在热解过程中产生含氯的有毒有害物质，固废高效处理的目的。
63.优选的热解炉200用于对干燥后的含氯消毒剂固废在510℃左右热解。
64.结合具体实施例部分的内容，选取342～510℃作为热解温度，可以保证所有的有机含氯消毒剂固废均可热解完全。
65.实施例1
66.本实施方式中，含氯消毒剂固废包括：二氯异氰尿酸钠(nadcc)、次氯酸钙(ca(clo)2)，其他成分包括消毒剂中本身含有的硅酸钠、碳酸钙等成分，以及后续添加的煤炭及氢氧化钙。
67.nadcc的热解由97℃开始，最大失重速率在240～260℃，到510℃结束。
68.ca(clo)2较容易发生热解，大致由50℃开始，到508℃结束，最大失重速率在203℃。
69.可选的，以重量份数计，二氯异氰尿酸钠(nadcc)和次氯酸钙(ca(clo)2)的比值分别为100％nadcc、100％ca(clo)2、50％nadcc：50％ca(clo)2、70％nadcc：30％ca(clo)2、30％nadcc：70％ca(clo)2。其中包括消毒剂中本身含有的硅酸钠、碳酸钙等成分。控制后续添加的煤炭及氢氧化钙相对于nadcc的质量比为1：0.8：1.2。二氯异氰尿酸钠和次氯酸钙固体可采用市售产品，其中有效氯含量均为60％。在上述的固废氧化处理工艺流程下，根据投入的固废和次氯酸钙的不同投料比例所得到的三组数据列举如下表：
70.表1不同含量的nadcc的热解
[0071][0072]
综合上述含氯消毒剂固废的热解特性，选取510℃作为热解温度，可以保证所有固废充分热解，并且二氯异氰尿酸钠(nadcc)和次氯酸钙(ca(clo)2)的比值为50％：50％反应最为容易，且添加煤炭及氢氧化钙后，含氯有害气体排放量小于2.4％，最后的残余物质主要是cacl2、cao、焦油的质量，600℃时残余量在23-24％左右。
[0073]
结合图1，热交换装置400还与干燥装置100相连，使得热解炉200内产生的热量排入干燥装置100内，起到到能量回收利用的作用。
[0074]
含氯气体的回收包括以下步骤：
[0075]
干燥装置100与填料塔500连通，从而使得填料塔500对干燥装置100排出的少量氯气和二氧化氮废气进行回收处理。
[0076]
结论
[0077]
在510℃热解过程中，有机含氯固废(nadcc)、无机含氯固废(ca(clo)2)、煤炭、氢氧化钙按25％：25％、20％、30％时反应条件最佳，释放出的含氯气体相对于常规热解减少了97.2％，剩余的含氯废气用填料塔吸收后，极大的减少了对周围环境和人体健康的危害。
[0078]
以上对本技术实施例所提供的一种含氯消毒剂固废的处理方法及系统，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
[0079]
如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本技术的一般原则为目的，并非用以限定本技术的范围。本技术的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
[0080]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还
存在另外的相同要素。
[0081]
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0082]
上述说明示出并描述了本技术的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求书的保护范围内。