废盐热解再生利用的工艺及运行经济性分析
危废技术网 2023-07-20
《科学与科技》朱宝飞 全磊 西安航天源动力工程有限公司废盐是一种较难处理的危险废弃物，目前现有技术是将其填埋或者用高温分解、化学法及填埋法，本文主要针对高温热解法的工艺进行研究，主要对热解法的工艺进行描述，并通过改变投料量计算了不同工况下的主要消耗点的运行消耗，并对消耗成本进行计算，结果表明：随着投料量的增加，运行消耗随之增大。热解炉天然气耗量变化较多，由于废盐中含有甲醇等成分，热解的可燃气在二燃室燃烧故二燃室的天然气耗量变化不大。化工废盐是列入《国家危险废物名录》的一种较难处理的危险废弃物，主要来自农药、制药、染料等行业。化工废盐来源广总量很大，中国年均含盐废水约1x109t，相关资料显示，废盐年产量为2.1x107t，对应市场规模约5.6x1010元。多数废盐的成分复杂，含有大量有害物质、重金属等，难以降解。目前多数企业只能将废盐委托给填埋场进行处理，但随着政策收紧，不论是刚性填埋场或柔性填埋场的容量都在逐步减少，且填埋方式仅是一种工程隔离措施，没有从根本上消除废盐的环境风险及污染特性。目前对于废盐的处理方法主要有：高温热处理法及化学方法。高温热处理法主要是采用高温的方法将有毒有害有机物高温分解，主要有热分解法及焚烧法。热分解法是采用合适的炉型，废盐与高温火焰不直接接触，利用高温火焰产生的热量通过传导、辐射的方式将废盐加热到一定温度，在该温度下废盐中的有机物能够充分分解且盐类状态不变。焚烧法是火焰直接接触物料，燃烧充分彻底，但是物料再生温度不易控制。而化学方法主要是利用化学沉淀方法、酸碱中和方法及膜分离法，但是采用化学方法成本较高，提纯剂较为昂贵，暂时没有推广使用。综上所述，高温热处理方法具有经济价值高，技术可靠性高等优点，是一种比较适合废盐再生利用的工艺。而热分解法是目前来说工艺成熟可靠的一种高温热处理废盐的方法。王希伟对间接式加热的废盐热解回转窑的设计工作进行了研究，他提出了一种基于机械转动强制废盐推进的废盐热解回转窑，具体工作原理及工艺流程是废盐经过计量后由螺旋输送机送至热解回转窑的进料螺旋输送机进料口。经由进料螺旋输送机输送进热解回转窑炉体内。经过实验验证该设备完成能满足设计要求。陈磊研究了草甘膦行业副产氯化钠型废盐的的热处理工艺，主要设计制作了一套测定氯化钠型废盐有机碳含量的前处理装置，建立了一种氯化钠型废盐样品测定的方法。张璐超研究了有机工业杂盐的热解特征及综合利用技术，结果表明随着热解反应进行，样品中有机物含量越来越少，热解气体及热解液体产物逐渐升高，固体产物逐渐减少。张妍等人研究了高温热解条件下废盐的热解特性，研究表明工业废盐通过高温热解后所包含的有机物能够被去除。以上研究都对废盐的在高温分解的特性进行了研究，但是未对废盐的运行过程及运行经济性进行研究。本文对废盐运行过程中的具体流程进行详细描述，并对废盐运行的经济性进行了分析，为废盐再生工艺的改进及运行起到一定的指导作用。在本文中，废盐热解再生主要流程是废盐运输至系统废盐缓存罐内。上述工艺的核心设备是连续热解式废盐热解炉，主要通过4台天然气燃烧器产生高温烟气用来加热废盐，热解炉内壁有强制推进叶片及清扫装置，在加热废盐的同时可以有效防止废盐板结。最后从热解炉尾部出料。再生盐进入冷却器进行冷却。二燃室采用天然气进行补燃，将热解废气加热到1100℃。余热锅炉产生1MPa的饱和蒸汽，同时烟气出口温度为550℃。烟气从余热锅炉进入急冷塔，并且天然气燃烧器产生的高温风汇入到急冷塔前的烟道中，在急冷塔降温至200℃，防止二噁英生成。随后进入布袋除尘器及碱洗塔进行除尘、脱酸。碱洗塔采用喷淋塔形式，使用NaOH溶液进行脱酸。据统计，每小时处理量为6944kg时，生产消耗费用为2076.2元。其中天然气占比最高，达到1890元，为总生产成本的91%左右。本文所研究的工艺路线主要运行消耗点有天然气、工艺水、运行电耗、氨水、NaOH溶液等，本文研究的废盐成分如下表所示，主要含有氯化钠，占比为80%。含水量为10%。甲醇含量为4%。本文所热解的废盐成分较为简单。采用上述工艺进行再生时，在投料量为2000kg/h、3000kg/h、5000kg/h及7000kg/h时的工艺运行消耗的研究。随着投料量的增加，不同工质的消耗的变化速率也不相同，其中热解炉天然气用量变化最为明显，随着投料量增加，天然气耗量大幅度增加，这表明热解炉处用的天然气随着投料量增加使用费用会大幅度增加。而二燃室天然气用量则变化不大，这是因为废盐中的甲醇含量与水含量差别不大，随着热解废盐的投料量增加，产生的热解气主要成分是有水蒸气和甲醇等有机物分解后的co及H2，进入二燃室后热解气中的可燃部分被进一步燃烧，因此所用的二燃室天然气随着投料量增加变化不大。而蒸汽量随着投料量增加逐步提高，产生的蒸汽回用至厂内其它用气处。急冷塔用水量随着投料量增加而不断增大。而氨水及NaOH随着烟气量变化不大，本文认为其随着烟气量增大无变化。随着投料量的增加，运行成本逐渐增加，在7000千克/小时的情况下运行成本为1761元/小时（仅考虑主要公用工程消耗）。投料量在2000千克/小时的情况下运行成本959.4元/小时，公用工程运行成本较为合理。本文对连续热解结构的废盐再生炉的工艺流程进行阐述，并对运行经济行进行分析。废盐再生炉产生的热解气需要在二燃室进行进一步燃烧分解，随后进入烟气处理系统，处理达标后排放。本文提出的工艺流程结构合理，可以使废盐被有效再生，烟气达标排出，同时回收蒸汽供厂内使用，本文的主要结论如下。（1）废盐再生工艺会产生热解气需要进一步在二燃室中加热至1100℃，使热解气完全燃烧分解祛除，本文所述工艺产生1.0MPa饱和蒸汽回用。（2）本文研究了投料量在2000kg/h，3000 kg/h，5000 kg/h，7000 kg/h的投料量下的运行消耗，结果表明随着投料量增加运行成本随之增加。其中天然气占比最大，热解炉的天然气耗量受投料量影响最大，二燃室天然气耗量变化不大。本号对转载、分享、陈述、图片、观点保持中立，图片与文字均来自网络，目的仅在于传递更多消息。版权归原作者。有版权方面不当之处，欢迎回消息告知删稿事宜，本号将尽快处理。谢谢!
