一种固体废盐的氧化处理装置及其处理方法

技术领域

本发明属于废盐处理技术领域，具体涉及一种固体废盐的氧化处理装置及其处理方法。

背景技术

废盐主要来源于煤化工、农药、医药、精细化工、印染等重点化工工业。据不完全统计，全国废盐年产生量将近4000万吨。废盐具有成分复杂、有机毒性物质含量高等特点，已经成为化工行业发展的痛点，严重困扰产废盐企业的生存和可持续发展。就废盐的成分而言，80％为混盐杂盐，只有20％为单质废盐。从盐的成分而言，以NaCl为主，占80％，其余以Na

目前对化工废盐的处理方法大致有四种：

①萃取有机物：将废盐用溶剂萃取有机物，尽量去除废盐中的有毒有害化学物质，此方法适用范围小，萃取剂会产生二次污染，且有机物去除不彻底；

②高温氧化法：将废盐用回转窑、沸腾炉等热工设备800℃以上高温煅烧处理，使废盐中的有机物在高温下分解氧化成气态组分，但是一些杂盐熔点低，出现熔融、结圈、结块等现象，影响回转窑或沸腾炉设备正常运行；

③熔融态处理法：通过热工设备将盐渣加热到熔点以上，热分解氧化处理有机物有害杂质，该方法存在设备投资高、工艺复杂、能耗高等缺点；

④中低温热解法：将盐渣通过600℃以下的热解炉处理，有机物热分解成易挥发尾气脱离固体盐，而分解后的固体成分残留在固体盐表面，其缺点是有挥发性有机物释放、较难生产纯白色的盐。

如CN205659976U公开了一种熔融法工业氯化钠废盐处理设备，包括热解炉、电加热装置、燃烧室，所述的热解炉设置电加热装置，热解炉设置若干有机副产盐入口，炉膛一侧设置熔盐出口；所述的燃烧室上分别设置有烟气出口、提纯盐出口和熔盐进口，所述的熔盐进口与热解炉上的熔盐出口连接。

又如CN110479734A公开了一种利用碱性熔体无害化处理工业废盐的方法及其装置，该方法针对工业废盐中含有的有机物复杂，难以去除的特点，采用熔融反应炉装置，将碱性无机盐加热熔化，通入工业废盐和氧化性气体，工业废盐中的有机物可在反应炉中分解和气化，残渣为高纯度盐产品，经溶解、洗涤、多次蒸发结晶后得到不含有机物的工业盐产品。

又如CN207316933U公开了一种废盐除杂焚烧装置，包括离心机、回转窑、焚烧炉和燃烧器，所述离心机连接至回转窑，焚烧炉设置在回转窑上，燃烧器位于焚烧炉内，废盐经离心机脱液后进入回转窑，边转动边在焚烧炉内焚烧。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种固体废盐的氧化处理装置和处理方法，本发明克服了现有处理技术中存在物料黏结设备壁面；设备腐蚀严重；处理效果不均匀，造成装置不能连续、长周期稳定运行等问题，实现了固体废盐的资源化回用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种固体废盐的氧化处理装置，包括破碎机、设置在所述破碎机下方的进料斗、螺旋进料装置、氧化炉、水冷螺旋出料装置、热风机、热风炉、急冷塔、烟囱，所述进料斗设置在所述螺旋进料器的始端上部，所述氧化炉包括可转动的氧化炉炉体和套设在所述氧化炉炉体两端的炉头罩、炉尾罩，所述氧化炉炉体上设置有至少两个托轮装置，所述炉头罩一端的氧化炉炉体上设置有结圈处理器，所述炉尾罩一端的氧化炉炉体上设置有止退装置，所述炉头罩上设置有固体废盐进料口和氧化烟气出口，所述炉尾罩上设置有热风切向进风口、氧化产物出料口，所述破碎机的出料口与所述进料斗的进料口连接，所述进料斗的出料口与所述螺旋进料装置的进料口连接，所述螺旋进料装置的出料口与所述固体废盐进料口相连，所述氧化产物出料口与所述水冷螺旋出料装置的进口连接，所述氧化烟气出口与所述急冷塔的烟气进口连接，所述急冷塔的烟气出口与所述烟囱的尾气进口连接，所述热风机的出口与所述热风炉的进口连接，所述热风炉的出口与所述热风切向进风口相连。

作为本发明的优选实施方式，所述结圈处理器设置有振打器和用于向所述的氧化炉内喷洒蒸汽的喷气件。

作为本发明的优选实施方式，所述氧化炉设置有可调整氧化炉炉体转动速度的变频驱动装置。

作为本发明的优选实施方式，所述氧化炉倾斜设置，所述的氧化炉的中轴线与水平面的倾斜夹角为1～5°。

作为本发明的优选实施方式，所述氧化炉炉体内设置有多个扬料板，所述多个扬料板沿环向分布在所述氧化炉炉体内壁上。

作为本发明的优选实施方式，所述扬料板均为L形，弯折方向为所述氧化炉炉体旋转运动方向。

作为本发明的优选实施方式，所述热风炉至氧化炉的连接管道上设置有氧气进气管。

本发明还公开了使用所述的氧化处理装置处理固体废盐的方法，包含以下步骤：

(1)将固体废盐进入破碎机进行破碎、筛选，去除杂物和机械杂质后进入进料斗中；

(2)将进料斗中的固体废盐经螺旋进料装置送入氧化炉，固体废盐在氧化炉内与经热风切向进风口来的热空气充分接触，经干燥、氧化和汽化除碳，去除固体废盐所含的有机污染物，得到无机盐；

(3)将得到的无机盐从氧化产物出料口进入水冷螺旋出料装置，经水冷螺旋出料装置冷却输送至炉外另行收集；氧化炉产生的烟气经急冷塔冷却后经烟囱达标排放。

作为本发明的优选实施方式，所述的热空气的氧气含量为21～30％。

作为本发明的优选实施方式，所述的氧化炉的温度为400～700℃，所述的氧化炉内处理的固体废盐占氧化炉炉体容积的3～20％，所述的氧化炉的换气量为60～500次/h。

本发明中，热风炉为氧化炉提供温度稳定且可调的热风。炉头罩一端的氧化炉炉体上设置有结圈处理器，所述结圈处理器设置有振打器和用于向氧化炉内喷洒蒸汽的喷气件。振打器置于氧化炉炉头罩外侧，通过氧化炉转动实现振打器振动动作，通过振打器和喷气件的联合动作，实现预防-去除氧化炉炉内壁结圈问题。通过控制氧化温度、调节热风风量、氧气含量，精准控制固体废盐中有机污染物的氧化进程，从而彻底分解去除固体废盐所含的有机污染物。

本发明中，托轮装置的设置用于满足氧化炉负载转动运行，止退装置可预防氧化炉炉体窜动保证氧化炉的安全可靠运行，变频驱动装置可调整氧化炉的转动速度，满足固体废盐的传质、传热要求。

本发明中，所述氧化炉炉体预设角度倾斜，所述的氧化炉的中轴线与水平面的倾斜夹角为1～5°，以引导所述氧化炉中的物料由氧化炉炉头顺利移动至氧化炉炉尾。不同有机污染物含量的固体废盐对氧化时间要求不同，固体废盐氧化时间可通过氧化炉炉体倾斜度、协同螺旋进料装置、变频驱动器协同控制。

本发明中，所述热风炉的出口与所述热风切向进风口相连，热风炉为氧化炉的升温启动、运行提供热源，为固体废盐所含的有机物氧化供热并精确控制氧化运行温度。热风炉至氧化炉连接管道上设置有氧气进气管，根据氧化炉内氧气含量补充氧化炉的氧气量，使固体废盐中高含量的有机物污染得以有效去除。如果氧气含量不足，此时废盐进行热解反应，有机污染物分解产生碳，部分有机污染物不能以挥发性的有机污染物的气体形式从固体废盐中脱除，导致有机污染物去除不彻底，不能达到精制纯化的目标。

本发明中，可根据生产实际，在炉头罩、炉尾罩设置温度变送器和压力变送器；在热风机设置热风流量、温度、压力变送器；在氧化炉设置氧气含量变送器等；并采用远程控制模式，氧气含量、温度、压力等可实现数据远程传输、记录、报警功能并参与装置的自动控制，有效提升装置运行效率。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、处理效率高，本发明中，热风炉为氧化炉提供温度稳定且可调的热风，振打器可解决废盐氧化过程中的粘壁问题，通过控制氧化温度、调节热风风量、氧气含量，精准控制固体废盐中有机污染物的氧化进程，从而彻底分解去除固体废盐所含的有机污染物；并通过在氧化炉炉体内设置多个沿炉体内壁环向分布的扬料板，进一步使固体废盐在氧化炉炉体内高度分散，从而与热风充分接触，显著提高了氧化反应的传质、传热效率，热利用率高。

2、运行周期长，采用结圈处理器避免氧化炉内固体废盐的黏结，实现清理和预防一体化，大大提高设备利用率，从而达到废盐处理的稳定性，实现固体废盐的资源化回用。

3、安全可控，本发明中，托轮装置的设置可满足氧化炉负载转动运行，止退装置可预防氧化炉炉体窜动保证氧化炉的安全可靠运行，变频驱动装置可调整氧化炉的转动速度，满足固体废盐的传质、传热要求，并可采用远程控制模式，保证设备的使用寿命和运行安全性。

附图说明

图1为本发明的固体废盐的氧化处理装置的结构示意图。

图中：1-破碎机、2-进料斗、3-氧化炉、4-炉头罩、5-炉尾罩、6-螺旋进料装置、7-热风炉、8-热风机、9-水冷螺旋出料装置、10-固体废盐进料口、11-急冷塔、12-烟囱、13-托轮装置、14-止退装置、15-氧化烟气出口、16-氧气进气管、17-热风切向进风口、18-氧化产物出料口、19-振打器。

具体实施方式

如图1所示，本发明的固体废盐的氧化处理装置，包括破碎机1、设置在所述破碎机1下方的进料斗2、螺旋进料装置6、氧化炉3、水冷螺旋出料装置9、热风机8、热风炉7、急冷塔11、烟囱12，进料斗2设置在螺旋进料器6的始端上部，氧化炉3包括可转动的氧化炉炉体和套设在氧化炉炉体两端的炉头罩4、炉尾罩5，氧化炉炉体上设置有两个托轮装置13(也可以是两个以上)，氧化炉炉体内设置有多个扬料板(图中未显示)，炉头罩4一端的氧化炉炉体上设置有结圈处理器，结圈处理器采用本领域常规结构，通常设置有两个振打器19(也可以是两个以上)和用于向氧化炉3内喷洒蒸汽的喷气件(图中未显示)，喷气件设置在炉头罩4端氧化炉3炉体内，振打器19设置在氧化炉炉头罩4外侧，通过氧化炉3转动实现振打器19振动动作，炉尾罩5一端的氧化炉炉体上设置有止退装置14，炉头罩4上设置有固体废盐进料口10、氧化烟气出口15，炉尾罩5上设置有热风切向进风口17、氧化产物出料口18，破碎机1的出料口与进料斗2的进料口连接，进料斗2的出料口与螺旋进料装置6的进料口连接，螺旋进料装置6的出料口与固体废盐进料口10相连，氧化产物出料口18与水冷螺旋出料装置9的进口连接，氧化烟气出口15与急冷塔11的烟气进口连接，急冷塔11的烟气出口与烟囱12的尾气进口连接，热风机8的出口与热风炉7的进口连接，热风炉7的出口与热风切向进风口17相连，热风炉7至氧化炉3的连接管道上设置有氧气进气管16。

本发明还公开了使用上述氧化处理装置处理固体废盐的方法，包含以下步骤：

(1)将固体废盐进入破碎机1进行破碎、筛选，去除杂物和机械杂质后进入进料斗2中；

(2)将进料斗2中的固体废盐经螺旋进料装置6送入氧化炉3，固体废盐在氧化炉3内与经热风切向进风口17来的热风充分接触，经干燥、氧化和汽化除碳，去除固体废盐所含的有机污染物，得到无机盐；

(3)将得到的无机盐从氧化产物出料口18进入水冷螺旋出料装置9，经水冷螺旋出料装置9冷却输送至炉外另行收集；氧化炉3产生的烟气经氧化烟气出口15进入急冷塔11冷却后经烟囱达标排放。

以下通过实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明并不仅限于所述的实施例。

实施例中的氧化炉为卧式旋转圆筒体结构，长度为1700mm，直径为104mm。

实施例1

氧化炉设置有可调整氧化炉炉体转动速度的变频驱动装置，氧化炉的中轴线与水平面的倾斜夹角为2°，氧化炉炉体上设置有两个托轮装置，炉头罩一端的氧化炉炉体上设置有两个振打器，氧化炉炉体内设置有九个沿环向分布在炉体内壁上的L形扬料板，扬料板弯折方向为氧化炉炉体旋转运动方向。使用该装置去除氯化钠废盐中的有机污染物，工艺操作参数为：

工业固体废盐为来自某环氧树脂企业的氯化钠废盐(TOC为0.98wt％，水分4.26wt％)；氧化炉温度设置为550℃；控制螺旋进料装置的进料速度为3kg/h，使氧化炉内处理的氯化钠废盐占氧化炉炉体容积的10％；热风的进料流量为6m

结果：氧化炉运行稳定，未发生结圈、结块、黏结等现象，获得的再生盐配制成25wt％氯化钠水溶液，过滤后测定滤液TOC为2.61mg/l。

实施例2

氧化炉设置有可调整氧化炉炉体转动速度的变频驱动装置，氧化炉的中轴线与水平面的倾斜夹角为1.5°，氧化炉炉体上设置有两个托轮装置，炉头罩一端的氧化炉炉体上设置有两个振打器，氧化炉炉体内设置有九个沿环向分布在炉体内壁上的L形扬料板，扬料板弯折方向为氧化炉炉体旋转运动方向。使用该装置去除氯化钠废盐中的有机污染物，工艺操作参数为：

工业固体废盐为来自某环氧树脂企业的氯化钠废盐(TOC为1.68wt％，水分7.21wt％)；氧化炉温度设置为600℃；控制螺旋进料装置的进料速度为2.2kg/h，使氧化炉内处理的氯化钠废盐占氧化炉炉体容积的12％；热风的进料流量为8m

结果：氧化炉运行稳定，未发生结圈、结块、黏结等现象，获得的再生盐配制成25wt％氯化钠水溶液，过滤后测定滤液TOC为2.86mg/l。

实施例3

氧化炉设置有可调整氧化炉炉体转动速度的变频驱动装置，氧化炉的中轴线与水平面的倾斜夹角为3°，氧化炉炉体上设置有三个托轮装置，炉头罩一端的氧化炉炉体上设置有三个振打器，氧化炉炉体内设置有十二个沿环向分布在炉体内壁上的L形扬料板，扬料板弯折方向为氧化炉炉体旋转运动方向。使用该装置去除氯化钠废盐中的有机污染物，工艺操作参数为：

工业固体废盐为来自某环氧树脂企业的氯化钠废盐(TOC为0.53wt％，水分3.62wt％)；氧化炉温度设置为500℃；控制螺旋进料装置的进料速度为4.0kg/h，使氧化炉内处理的氯化钠废盐占氧化炉炉体容积的8％；热风的进料流量为2m

结果：氧化炉运行稳定，未发生结圈、结块、黏结等现象，获得的再生盐配制成25wt％氯化钠水溶液，过滤后测定滤液TOC为2.52mg/l。

实施例4

氧化炉设置有可调整氧化炉炉体转动速度的变频驱动装置，氧化炉的中轴线与水平面的倾斜夹角为3°，氧化炉炉体上设置有三个托轮装置，炉头罩一端的氧化炉炉体上设置有两个振打器，氧化炉炉体内设置有十个沿环向分布在炉体内壁上的L形扬料板，扬料板弯折方向为氧化炉炉体旋转运动方向。使用该装置去除氯化钠废盐中的有机污染物，工艺操作参数为：

工业固体废盐为来自某环氧树脂企业的氯化钠废盐(TOC为0.22wt％，水分2.96wt％)；氧化炉温度设置为450℃；控制螺旋进料装置的进料速度为55kg/h，使氧化炉内处理的氯化钠废盐占氧化炉炉体容积的9.5％；热风的进料流量为2m

结果：氧化炉运行稳定，未发生结圈、结块、黏结等现象，获得的再生盐配制成25wt％氯化钠水溶液，过滤后测定滤液TOC为2.47mg/l。