含有机物废盐热解熔融成套装置--氯化钠

 

 

 

 

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概述

   氯化钠是白色无臭结晶粉末,熔点801℃,沸点1465℃。但在实际生产中,其软化点可降至500℃左右,其原因可能是氯化钠为立方晶体,其棱角处先进行软化造成,并且达到一定的温度后,会产生黏连结壁现象,所以会导致系统无法连续运行的问题。而其混杂的有机化合物属于非电解质,大多易燃,受热易分解。

   目前国内很多农药化工、医药化工、精细化工、石化行业等在生产过程中产生大量有机物废盐。一般的解决方案均无法将盐分中的有机物全部分解,处理后的盐达不到直接使用的程度;我公司经过多年的摸索,结合玻璃窑炉、金属冶炼技术形成了自己的专业技术:第一步先进行热解,充分利用系统热量,相比一般工艺节能60%以上。第二步采用鼓氧熔融使未热解完成的有机物全部氧化分解。通过我公司工艺处理得到的产品满足国家标准要求,经过高温热解窑热解和高温熔融炉熔融后的氯化钠,产品达到《日晒工业盐(GB/T5462-2015)》标准。

   结合当前常见的处理方法,公司进行了归纳总结,根据处理类型基本分为法和湿法两种,以下做出简单的工艺比较。

火法

湿法

工艺单元

单元处理成本

单元投资

工艺单元

单元处理成本

单元投资

溶解压滤

20元/吨

/

溶解压滤

20元/吨

/

MVR浓缩结晶分盐

240元/吨

催化氧化超滤纳滤反渗透

100元/吨

氧化热解熔融

250元/吨

MVR浓缩结晶分盐

600元/吨

总体运行成本

510元/吨

总体

720元/吨

产品品质

TOC<10毫克

产品品质

对有机物有选择性,处理不完全

  • 火法采用溶解压滤再进行浓缩结晶的方式分离出含有机物的固体氯化钠和硫酸钠再进行处理。
  • 由上述对比可见,火法工艺在合理进行余热利用的前提下,处理成本低于湿法,其原因在于过滤膜处理盐水过程中盐水的浓度不会很高,导致浓缩结晶能耗高,投资大。

工艺流程示意

  • 本装置工艺适合处理缺氧条件下不与有机碳发生反应的无机盐。
  • 本装置可处理含有机物高浓度的盐水。
  • 本装置工艺采用合理除尘工艺处理大大避免了尾气处理过程中堵塞通道的现象。

装置组成简介  

   装置主要由定量加料系统、高温热解窑、熔融炉、二燃室、余热回收器、急冷塔、脱硝脱酸系统、除尘系统、系统风机、输送系统、包装系统及电气控制系统组成。

物料流程

     含有机物的氯化钠固体或含有机物的盐水进入到暂存仓/罐由定量加料机/定量输送泵定量加入高温热解窑进行热解,热解后的一部分物料进入到旋风分离器被分离下来回收进入到出料机,极少部分物料进入到袋式除尘器被分离下来回收进入到出料机,热解后的固体也进入到提升输送机输送至密封进料机,在密封进料机的作用下流入高温熔融窑。物料流入富氧熔融炉的进料段后被加热并被熔融,由于物料处于缓慢流动状态,基本没有飞扬的废盐颗粒,所以,排出熔融炉的烟气中基本没有夹带盐尘。随着熔融过程的进行,熔融物料流动至鼓氧区,在富氧鼓泡状态下将残余有机物全部焚烧干净,随后熔融态盐浆流出熔融炉至间接冷却器进行间接快速冷却降温成为固态盐块,在间接冷却器的初步破碎作用下输送出来落入提升输送机提升至粉碎机,在粉碎机内被粉碎成为粉状盐,粉状盐被输送至包装暂存仓暂存并被包装作为成品外卖。

气体流程  

  • 天然气燃烧后形成的热烟气作为加热介质对热解窑进行间接加热,从而对物料进行热解。换热后的烟气进行热利用后进入到尾气处理。
  • 热解窑内的的有机物在高温热解窑内被热解分解成为小分子有机气体和部分高沸点有机物,经过除尘装置进行气固分离后进入到降温换热器进行降温,在降温换热器降温,一部分高沸点的有机物在降温换热器内冷凝成为液体自流入降温换热器底部的暂存槽,低沸点有机物和小分子气体有机物经过气液分离后进入到袋式除尘器,并进行气固分离,气固分离后的有机气体经过热解引风机进入二燃室,并作为可燃气体被燃烧。
  • 富氧熔融炉壁面上设置天然气燃烧器,在此处燃烧的高温烟气逆流进入富氧熔融炉,并对物料进行加热使物料充分熔融。富氧熔融炉鼓氧区鼓入的氧气对熔融液中的有机碳产生氧化作用并使之燃烧生成烟气,两部分烟气逆着液体流动的方向运动并进入二燃室,
  • 二次燃烧室内的烟气经天然气燃烧加热至1100度后进行全部焚尽,在二燃室内有机物充分燃烧同时可以进行炉内脱硝;烟气自二燃室排出后进入到余热回收器进行热回收利用,随后进入到急冷塔在脱酸剂的作用下急速降温至200℃以下,避免二噁英的产生,同时对烟气中含有的酸性物质进行反应,降温后的烟气进入活性炭吸附器,在活性炭吸附器内与活性炭接触,烟气中携带的有机物或重金属蒸汽被吸附后夹带着活性炭粉进入到尾气袋式除尘器,在此处全部完成气固分离,随后气体经低温烟气脱硝塔脱硝后,在尾气引风机的作用下进入脱酸塔充分洗涤除雾后达标排放。

装置优势特点

  • 本装置处理后的氯化钠产品质量达标,TOC低于10mg/kg,满足使用要求,满足《日晒工业盐(GB/T5462-2015)》及相关标准。
  • 本装置符合国家关于危险废弃物的处理标准,在具体设备上进行了优化。
  • 本系统耗能较低,吨产品耗天然气量低于50m³。本系统与其他工艺路线相比,采用合理的节能工艺,节能60%以上,本系统的热量被充分回用:采用了余热回收风机,利用余热回收风机回收的热量对各个燃烧器进行助燃,减少了燃气量;热解后的小分子有机物进入二燃室燃烧,节省了天然气;采用了降温换热器,将高沸点有机物进行降温回收,高沸点有机物回收后进入到熔融炉作为燃料燃烧,节省了天然气。
  • 系统不堵塞,运行稳定。热解过程中,采用降温换热器将高沸点有机物分离下来,避免了袋式除尘器堵塞;采用了防水、拒油、防静电的袋式除尘器,将氯化钠粉尘进行充分的气固分离,避免二燃室内进入粉尘;物料进入熔融炉内表面为熔融玻璃态盐壳,不产生盐尘,,从而避免烟气夹带盐尘;余热回收器高温段采用光壁辐射换热,减少了死角,避免了盐尘堆积结焦;低温段换热器采用烟气走管内,并采用合理的在线清灰方式,避免了盐尘堆积。
  • 熔融炉采用全密封投料结构,减少散热和粉尘,降低系统能耗;采用“深层”澄清与均化技术,可以改变盐浆深度方向的热交换过程,有利于提高盐浆的均化;采用富氧鼓泡技术,将残余有机物全部焚尽,确保熔盐品质达到标准。
  • 二燃室采用专业设计的结构,满足有机物充分燃烧,并能满足可能排放出来的少量氯化钠固体的熔融处理,并且熔融后的氯化钠液体不需要人工处理就能连续排出,避免了堵塞现象。
  • 运行成本低。故障率低,成套装置故障率低,运行稳定可靠;除了脱硝催化剂外,相比催化氧化工艺,没有需要更换的过滤膜及清洗膜的操作。
  • 自动控制,采用集中电气控制,可实现PLC/DCS自动控制,自动化程度高。
  •  

主要设备简介

1、高温热解窑

  • 高温热解窑是本系统装置的重要设备,采用间接换热方式,由进料密封罩、换热体、烟气保温套、出料密封罩、传动装置等组成。
  • 公司可根据处理量设计成不同换热面积的设备,单机处理量可达20吨/时
  • 根据处理量不同,设备采用合理结构,采用低温段和高温段相结合的方式,充分利用热能
  • 考虑到热解过程的高温,本机设计合理的结构确保设备运行的稳定性、安全性。设计合理的密封结构,确保不因漏风降低系统热效率。
  • 本机充分考虑到固体物料的特点,进出料密封罩采用专业设计的结构,避免设备内结疤粘结现象。热解效率高,设备体积小。
  • 换热筒体内部设计合理的传热结构,避免常规厂家出现的换热不均匀现象。

2、富氧熔融炉

    • 富氧熔融炉是本系统物料能够达标的重要设备,主要由进料段、熔融段、富氧氧化段、出料装置组成。
    • 内部高温区采用耐温耐腐蚀材料砌筑而成,中间采用保温结构,外壳采用砖墙加固,经久使用。
    • 进料段采用专业设计的全密封投料口结构,避免扬尘的同时减少了散热,有利于系统的节能降耗。
    • 熔融段燃烧采用高温燃烧方式,确保了熔融过程的稳定性。
    • 富氧氧化段采用“深层”澄清与均化技术,可以改变盐浆深度方向的热交换过程,有利于提高盐浆的均化;采用富氧鼓泡技术,将残余有机物全部焚尽,确保熔盐品质达到标准。
    • 出料装置充分考虑到熔融盐浆的特性,采用专业设计的加热方式,确保了盐浆温度,不会产生结疤现象。

3、二次燃烧室   

  • 二次燃烧室简称二燃室,是满足有机物充分燃尽的装置,满足3T+E(温度、时间、湍流、氧含量)要求。二燃室能确保有机成分燃烧时的温度不低于1100℃和停留时间不低于2秒同时满足湍流燃烧,确保有机物燃尽,设置合理的防爆门、观察门、卸料门。内部设置合理结构满足防粘结要求。材料选用耐酸耐温,避免腐蚀损坏。主要部件为脱硝装置、燃烧装置、熔渣处理结构。
  • 二燃室内部高温区采用耐温、耐腐蚀的材料砌筑而成,外部采用保温结构,经久使用。
  • 二燃室进行专业设计,与其他厂家的二燃室结构不同,我公司设计的二燃室采用顺逆流结构,不需要人工清理,实现了自动化。
  • 脱硝装置是为了满足排放要求设置的,脱硝剂一般采用尿素溶液或氨水,雾化后的脱硝剂进入到二燃室,与高温烟气混合并产生脱硝反应,从而满足脱硝过程的进行。
  • 燃烧装置的设置是为了满足二燃室内烟气温度达到1100℃而设置的,充分考虑到二燃室的特点,将燃烧装置设置在合理的位置。

4、余热回收器

  • 余热回收器是本系统节能的重要设备,主要功能是将空气进行加热,从而回收热量。主要由两部分组成,一部分是高温辐射换热段,一部分是低温对流换热段。
  • 高温辐射换热段采用耐热不锈钢,满足高温换热要求。同时考虑到高温换热特点,采用光壁换热方式,避免盐尘结焦。
  • 低温对流换热段采用列管式换热结构,充分满足换热要求。并设置合理的在线清灰装置,避免堵塞。

5、急冷塔

  • 急冷塔能够满足烟气温度从550℃急速降温至250℃的需要,主要部件为塔体装置以及喷淋雾化装置组成。
  • 塔体装置满足烟气均布作用足够的容积满足气体降温。塔体分为两个部分,一部分为下降段,一部分为上升段,内部设置合理结构,避免了堵塞情况。
  • 设置壁面喷淋和空间喷淋等过量喷淋方式,避免设备堵塞。
  • 喷淋雾化装置采用自动控温装置,确保喷液量满足降温要求,并能稳定控制排烟温度,使之满足脱硝塔脱硝反应温度要求。

6、脱硝塔

  • 脱硝塔是为了满足将氮氧化物反应成N2的主要装置,采用催化反应方式进行,利用氨气作为脱硝剂,其主要组成为烟气均布装置、塔体、蜂窝催化剂。
  • 烟气均布装置是为了使烟气均匀分布通过蜂窝催化剂通道,便于均匀接触反应。
  • 塔体装置设计时考虑到催化剂的加入量、流速及反应时间。内部设置多段催化剂加入结构,考虑到运行需要备用催化剂及便于更换催化剂。
  • 催化剂选用适用温度在180℃至300℃之间。蜂窝催化剂采用结构合理的多棱催化剂,便于安装更换。

7、活性炭吸附塔

  • 吸附器的应用目的是吸附可能逸出的二噁英以及产生的重金属蒸汽,应用悬浮流化原理,将活性炭粉、消石灰等吸附剂与气流充分接触吸附,其吸附效率可以达到95%以上,满足吸附要求。其主要结构为悬浮输送装置、脉冲吸附装置及喷射进料装置组成。
  • 悬浮输送装置的作用是将活性炭粉、消石灰等吸附剂充分分散并与烟气充分接触,同时起到输送的作用。
  • 脉冲反应装置是为了延长吸附时间,通过气流速度的变化并应用脉冲流化原理使吸附剂与气流充分接触。
  • 喷射进料装置设置在悬浮输送装置部位,与气流接触后迅速分散完成以便进行吸附过程。装置采用自动化控制,满足吸附要求。

8、脱酸塔

  • 塔体采用常规的圆筒形塔体,内部设置气流分布器及液体雾化分布装置,满足气流均匀分布,内部设置多层雾化装置,满足覆盖率。
  • 内设多层孔板及除雾结构,采用逆流方法,完成气体洗涤,达标排放。
  • 上部利用清水将气体进一步洗涤,并进行深度除雾,使气体达标排放。

适用物料

固体含有机物氯化钠、液体含有机物氯化钠、、含有机物硫酸钠、含有机物固体废弃物等含有机物废弃物。

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含有机物废盐氧化煅烧成套装置--硫酸钠

成套装置选用指南