含有機物廢鹽熱解熔融成套裝置--氯化鈉
概述
氯化鈉是白色無臭結晶粉末，熔點801℃，沸點1465℃。但在實際生產中，其軟化點可降至500℃左右，其原因可能是氯化鈉為立方晶體，其棱角處先進行軟化造成，并且達到一定的溫度后，會產生黏連結壁現象，所以會導致系統無法連續運行的問題。而其混雜的有機化合物屬于非電解質，大多易燃，受熱易分解。
目前國內很多農藥化工、醫藥化工、精細化工、石化行業等在生產過程中產生大量有機物廢鹽。一般的解決方案均無法將鹽分中的有機物全部分解，處理后的鹽達不到直接使用的程度；我公司經過多年的摸索，結合玻璃窯爐、金屬冶煉技術形成了自己的工藝技術：第一步先進行熱解，充分利用系統熱量，相比一般工藝節能60%以上。第二步采用鼓氧熔融使未熱解完成的有機物全部氧化分解。通過我公司工藝處理得到的產品滿足國家標準要求，經過高溫熱解窯熱解和高溫熔融爐熔融后的氯化鈉，產品達到《日曬工業鹽（GB/T5462-2015）》標準。
結合當前常見的處理方法，公司進行了歸納總結，根據處理類型基本分為火法和濕法兩種，以下做出簡單的工藝比較。
|
火法 |
濕法 |
||||
|
工藝單元 |
單元處理成本 |
單元投資 |
工藝單元 |
單元處理成本 |
單元投資 |
|
溶解壓濾 |
20元/噸 |
/ |
溶解壓濾 |
20元/噸 |
/ |
|
MVR濃縮結晶分鹽 |
240元/噸 |
小 |
催化氧化超濾納濾反滲透 |
100元/噸 |
小 |
|
氧化熱解熔融 |
250元/噸 |
大 |
MVR濃縮結晶分鹽 |
600元/噸 |
大 |
|
總體運行成本 |
510元/噸 |
小 |
總體 |
720元/噸 |
大 |
|
產品品質 |
TOC<10毫克 |
產品品質 |
對有機物有選擇性，處理不完全 |
||
- 火法采用溶解壓濾再進行濃縮結晶的方式分離出含有機物的固體氯化鈉和硫酸鈉再進行處理。
- 由上述對比可見，火法工藝在合理進行余熱利用的前提下，處理成本低于濕法，其原因在于過濾膜處理鹽水過程中鹽水的濃度不會很高，導致濃縮結晶能耗高，投資大。
工藝流程示意
- 本裝置工藝適合處理缺氧條件下不與有機碳發生反應的無機鹽。
- 本裝置可處理含有機物高濃度的鹽水。
- 本裝置工藝采用合理除塵工藝處理大大避免了尾氣處理過程中堵塞通道的現象。
裝置組成簡介
裝置主要由定量加料系統、高溫熱解窯、熔融爐、二燃室、余熱回收器、急冷塔、脫硝脫酸系統、除塵系統、系統風機、輸送系統、包裝系統及電氣控制系統組成。
物料流程
含有機物的氯化鈉固體或含有機物的鹽水進入到暫存倉/罐由定量加料機/定量輸送泵定量加入高溫熱解窯進行熱解，熱解后的一部分物料進入到旋風分離器被分離下來回收進入到出料機，極少部分物料進入到袋式除塵器被分離下來回收進入到出料機，熱解后的固體也進入到提升輸送機輸送至密封進料機，在密封進料機的作用下流入高溫熔融窯。物料流入富氧熔融爐的進料段后被加熱并被熔融，由于物料處于緩慢流動狀態，基本沒有飛揚的廢鹽顆粒，所以，排出熔融爐的煙氣中基本沒有夾帶鹽塵。隨著熔融過程的進行，熔融物料流動至鼓氧區，在富氧鼓泡狀態下將殘余有機物全部焚燒干凈，隨后熔融態鹽漿流出熔融爐至間接冷卻器進行間接快速冷卻降溫成為固態鹽塊，在間接冷卻器的初步破碎作用下輸送出來落入提升輸送機提升至粉碎機，在粉碎機內被粉碎成為粉狀鹽，粉狀鹽被輸送至包裝暫存倉暫存并被包裝作為成品外賣。
氣體流程
- 天然氣燃燒后形成的熱煙氣作為加熱介質對熱解窯進行間接加熱，從而對物料進行熱解。換熱后的煙氣進行熱利用后進入到尾氣處理。
- 熱解窯內的的有機物在高溫熱解窯內被熱解分解成為小分子有機氣體和部分高沸點有機物，經過除塵裝置進行氣固分離后進入到降溫換熱器進行降溫，在降溫換熱器降溫，一部分高沸點的有機物在降溫換熱器內冷凝成為液體自流入降溫換熱器底部的暫存槽，低沸點有機物和小分子氣體有機物經過氣液分離后進入到袋式除塵器，并進行氣固分離，氣固分離后的有機氣體經過熱解引風機進入二燃室，并作為可燃氣體被燃燒；
- 富氧熔融爐壁面上設置天然氣燃燒器，在此處燃燒的高溫煙氣逆流進入富氧熔融爐，并對物料進行加熱使物料充分熔融。富氧熔融爐鼓氧區鼓入的氧氣對熔融液中的有機碳產生氧化作用并使之燃燒生成煙氣，兩部分煙氣逆著液體流動的方向運動并進入二燃室，
- 二次燃燒室內的煙氣經天然氣燃燒加熱至1100度后進行全部焚盡，在二燃室內有機物充分燃燒同時可以進行爐內脫硝；煙氣自二燃室排出后進入到余熱回收器進行熱回收利用，隨后進入到急冷塔在脫酸劑的作用下急速降溫至200℃以下，避免二噁英的產生，同時對煙氣中含有的酸性物質進行反應，降溫后的煙氣進入活性炭吸附器，在活性炭吸附器內與活性炭接觸，煙氣中攜帶的有機物或重金屬蒸汽被吸附后夾帶著活性炭粉進入到尾氣袋式除塵器，在此處全部完成氣固分離，隨后氣體經低溫煙氣脫硝塔脫硝后，在尾氣引風機的作用下進入脫酸塔充分洗滌除霧后達標排放。
裝置優勢特點
- 本裝置處理后的氯化鈉產品質量達標，TOC低于10mg/kg，滿足使用要求，滿足《日曬工業鹽（GB/T5462-2015）》及相關標準。
- 本裝置符合國家關于危險廢棄物的處理標準，在具體設備上進行了優化。
- 本系統耗能較低，噸產品耗天然氣量低于50m³。本系統與其他工藝路線相比，采用合理的節能工藝，節能60%以上，本系統的熱量被充分回用：采用了余熱回收風機，利用余熱回收風機回收的熱量對各個燃燒器進行助燃，減少了燃氣量；熱解后的小分子有機物進入二燃室燃燒，節省了天然氣；采用了降溫換熱器，將高沸點有機物進行降溫回收，高沸點有機物回收后進入到熔融爐作為燃料燃燒，節省了天然氣。
- 系統不堵塞，運行穩定。熱解過程中，采用降溫換熱器將高沸點有機物分離下來，避免了袋式除塵器堵塞；采用了防水、拒油、防靜電袋式除塵器，將氯化鈉粉塵進行充分的氣固分離，避免二燃室內進入粉塵；物料進入熔融爐內表面為熔融玻璃態鹽殼，不產生鹽塵，，從而避免煙氣夾帶鹽塵；余熱回收器高溫段采用光壁輻射換熱，減少了死角，避免了鹽塵堆積結焦；低溫段換熱器采用煙氣走管內，并采用合理的在線清灰方式，避免了鹽塵堆積。
- 熔融爐采用全密封投料結構，減少散熱和粉塵，降低系統能耗；采用“深層”澄清與均化技術，可以改變鹽漿深度方向的熱交換過程，有利于提高鹽漿的均化；采用富氧鼓泡技術，將殘余有機物全部焚盡，確保熔鹽品質達到標準。
- 二燃室采用專業設計的結構，滿足有機物充分燃燒，并能滿足可能排放出來的少量氯化鈉固體的熔融處理，并且，熔融后的氯化鈉液體不需要人工處理就能連續排出，避免了堵塞現象。
- 運行成本低。故障率低，成套裝置故障率低，運行穩定可靠；除了脫硝催化劑外，相比催化氧化工藝，沒有需要更換的過濾膜及清洗膜的操作。
- 自動控制，采用集中電氣控制，可實現PLC/DCS自動控制，自動化程度高。
主要設備簡介
1、高溫熱解窯
- 高溫熱解窯是本系統裝置的重要設備，采用間接換熱方式，由進料密封罩、換熱體、煙氣保溫套、出料密封罩、傳動裝置等組成。
- 公司可根據處理量設計成不同換熱面積的設備，單機處理量可達20噸/時。
- 根據處理量不同，設備采用合理結構，采用低溫段和高溫段相結合的方式，充分利用熱能。
- 考慮到熱解過程的高溫，本機設計合理的結構確保設備運行的穩定性、安全性。設計合理的密封結構，確保不因漏風降低系統熱效率。
- 本機充分考慮到固體物料的特點，進出料密封罩采用專業設計的結構，避免設備內結疤粘結現象。熱解效率高，設備體積小。
- 換熱筒體內部設計合理的傳熱結構，避免常規廠家出現的換熱不均勻現象。
2、富氧熔融爐
- 富氧熔融爐是本系統物料能夠達標的重要設備，主要由進料段、熔融段、富氧氧化段、出料裝置組成。
- 內部高溫區采用耐溫耐、腐蝕材料砌筑而成，中間采用保溫結構，外殼采用磚墻加固，經久使用。
- 進料段采用專業設計的全密封投料口結構，避免揚塵的同時減少了散熱，有利于系統的節能降耗。
- 熔融段燃燒采用高溫燃燒方式，確保了熔融過程的穩定性。
- 富氧氧化段采用“深層”澄清與均化技術，可以改變鹽漿深度方向的熱交換過程，有利于提高鹽漿的均化；采用富氧鼓泡技術，將殘余有機物全部焚盡，確保熔鹽品質達到標準。
- 出料裝置充分考慮到熔融鹽漿的特性，采用新型的加熱方式，確保了鹽漿溫度，不會產生結疤現象。
3、二次燃燒室
- 二次燃燒室簡稱二燃室，是滿足有機物充分燃盡的裝置，滿足3T+E(溫度、時間、湍流、氧含量）要求。二燃室能確保有機成分燃燒時的溫度不低于1100℃和停留時間不低于2秒同時滿足湍流燃燒，確保有機物全部燃燒，設置合理的防爆門、觀察門、卸料門。內部設置合理結構滿足防粘結要求。材料選用耐酸耐溫，避免腐蝕損壞。主要部件為脫硝裝置、燃燒裝置、熔渣處理結構。
- 二燃室內部高溫區采用耐溫、耐腐蝕材料砌筑而成，外部采用保溫結構，經久使用。
- 二燃室進行專業設計，與其他廠家的二燃室結構不同，我公司設計的二燃室采用順逆流結構，不需要人工清理，實現了自動化。
- 脫硝裝置是為了滿足排放要求設置的，一般采用尿素溶液或氨水，霧化后的脫硝劑進入到二燃室，與高溫煙氣混合并產生脫硝反應，從而滿足脫硝過程的進行。
- 燃燒裝置的設置是為了滿足二燃室內煙氣溫度達到1100℃而設置的，充分考慮到二燃室的特點，將燃燒裝置設置在合理的位置。
4、余熱回收器
- 余熱回收器是本系統節能的重要設備，主要功能是將空氣進行加熱，從而回收熱量。主要由兩部分組成，一部分是高溫輻射換熱段，一部分是低溫對流換熱段。
- 高溫輻射換熱段采用耐熱不銹鋼，滿足高溫換熱要求。同時考慮到高溫換熱特點，采用光壁換熱方式，避免鹽塵結焦
- 低溫對流換熱段采用列管式換熱結構，充分滿足換熱要求。并設置合理的在線清灰裝置，避免堵塞。
5、急冷塔
- 急冷塔能夠滿足煙氣溫度從550℃急速降溫至250℃的需要，主要部件為塔體裝置以及噴淋霧化裝置組成。
- 塔體裝置滿足煙氣均布作用足夠的容積滿足氣體降溫。塔體分為兩個部分，一部分為下降段，一部分為上升段，內部設置合理結構，避免了堵塞情況。
- 設置壁面噴淋和空間噴淋等過量噴淋方式，避免設備堵塞
- 噴淋霧化裝置采用自動控溫裝置，確保噴液量滿足降溫要求，并能穩定控制排煙溫度，使之滿足脫硝塔脫硝反應溫度要求。
6、脫硝塔
- 脫硝塔是為了滿足將氮氧化物反應成N2的主要裝置，采用催化反應方式進行，利用氨氣作為脫硝劑，其主要組成為煙氣均布裝置、塔體、蜂窩催化劑。
- 煙氣均布裝置是為了使煙氣均勻分布通過蜂窩催化劑通道，便于均勻接觸反應。
- 塔體裝置設計時考慮到催化劑的加入量、流速及反應時間。內部設置多段催化劑加入結構，考慮到運行需要備用催化劑及便于更換催化劑。
- 催化劑選用適用溫度在180℃至300℃之間。蜂窩催化劑采用結構合理的多棱催化劑，便于安裝更換。
7、活性炭吸附器
- 吸附器的應用目的是吸附可能逸出的二噁英以及產生的重金屬蒸汽，應用懸浮流化原理，將活性炭粉、消石灰等吸附劑與氣流充分接觸吸附，其吸附效率可以達到95%以上，滿足吸附要求。其主要結構為懸浮輸送裝置、脈沖吸附裝置及噴射進料裝置組成。
- 懸浮輸送裝置的作用是將活性炭粉、消石灰等吸附劑充分分散并與煙氣充分接觸，同時起到輸送的作用。
- 脈沖反應裝置是為了延長吸附時間，通過氣流速度的變化并應用脈沖流化原理使吸附劑與氣流充分接觸。
- 噴射進料裝置設置在懸浮輸送裝置部位，與氣流接觸后迅速分散完成以便進行吸附過程。裝置采用自動化控制，滿足吸附要求。
8、脫酸塔
- 塔體采用常規的圓筒形塔體，內部設置氣流分布器及液體霧化分布裝置，滿足氣流均勻分布，內部設置多層霧化裝置，滿足覆蓋率。
- 內設多層孔板及除霧結構，采用逆流方法，完成氣體洗滌，達標排放。
- 上部利用清水將氣體進一步洗滌，并進行深度除霧，使氣體達標排放。
適用物料
固體含有機物氯化鈉、液體含有機物氯化鈉、、含有機物氯化鉀、含有機物固體廢棄物等含有機物廢棄物。
友情鏈接：