一种废盐资源化设备及其回收方法

技术领域

本申请属于废水处理设备的技术领域，尤其涉及一种废盐资源化设备及其回收方法。

背景技术

我国工业废盐产量巨大，据估算每年产生的工业废盐接近2×107t。工业废盐中存在复杂组分有机物、重金属等杂质，环境危害大，被《国家危险废物名录》列为危险废物。目前针对工业废盐的处理技术主要分为两大类，分别为无害化处置技术和资源化利用技术。其中，无害化处置主要包括填埋、焚烧、固化/稳定化等方法，但在实际工程应用中主要以安全填埋为主。因存在潜在环境和安全风险，工业废盐填埋处置逐渐被舍弃，尤其是《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598—2019)等法规明确规定，采用柔性填埋法处置工业废盐时，水溶性盐总量必须小于10％。而采用刚性填埋法处置工业废盐，则会导致成本显著增加。这将倒逼企业重视工业废盐的资源属性，从资源化角度解决工业废盐引发的环境问题。目前工业废盐资源化处理较为成熟的技术是分盐结晶技术，即通过分步结晶工艺分离得到纯度较高的单盐产品，实现工业废盐的资源化利用。但工业废盐中常常滞留有机物杂质，且大多属于难降解有机物。

目前高温热解是废盐资源化较为热门的技术，高温热解技术是指在无氧或者缺氧环境中，利用复杂的吸热和放热反应实现有机物的热解，并将其转变为固态炭、液态油、气态CO2以及H2O等不同形态产物的过程。

但是经高温热解工艺资源化产生的再生盐面临着一个现实的难题，因废盐中杂质较多，多为钠钾盐的混合盐，并含有有机物和重金属，经高温热解再粗提纯结晶的再生盐纯度不高，无法满足氯碱等行业的使用要求。

发明内容

本申请的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种废盐资源化设备及其回收方法，用于废盐回收后提高再生盐的纯度。

本申请提供了一种废盐资源化回收方法，回收方法包括如下步骤：

S1，废盐前处理，对原料盐进行拆包、破碎；

S2，有机物去除，固体废盐经初步的破碎后通过进料设备送入到回转窑焚烧炉中，在辅助燃料和助燃空气的作用下使其中的有机物发生炭化、热解或氧化反应，废盐无害化后通过窑尾的出料机构冷却后排出，尾气经高温焚烧、余热回收后进行脱硫、脱硝、除尘等处理达标后排放；

S3，重溶过滤，经热解后得到的无害化盐渣，经重新溶解后再结晶进行粗提纯，可溶盐转移至水相中，过滤去除碳渣；

S4，蒸发结晶系统，用蒸发结晶和冷冻结晶相结合的方式，结晶得到氯化钠，然后经过洗盐系统得到再生盐产品；

S5，双极膜电渗析，通过对蒸发结晶系统产生的母液电解离生产酸产品和碱产品。

其中，步骤S2中的余热回收后作用在步骤S4的蒸发结晶系统中，热量通过蒸汽传递，步骤S5中产生的碱产品用于步骤S2中的脱硫、脱硝。

有机物去除采用高温热解，利用高温条件下有机物分解或氧化的原理将有机物去除，该方法对有机物的去除率高、适用范围广、处置成本较低，然后重溶过滤，去除碳渣，通过蒸发结晶系统、双极膜电渗析，再生出纯度较高的盐产品，其他杂质解离成酸产品、碱产品，提高资源的利用率。

本申请还提供了一种适用于废盐资源化回收方法的设备，包括：

螺旋干燥机，用于干燥原料盐；

回转窑，用于有机物去除；

过滤装置，用于过滤炭渣；

结晶设备，结晶出氯化钠；

双极膜电渗析装置，渗析主要应用于无机盐制备对应的酸和碱。

原料盐通过螺旋干燥机进行干燥，完成干燥后的废盐原料置于回转窑中焚烧，使有机物发生炭化、热解或氧化反应，然后碳化物质通过过滤装置过滤，过滤后通过结晶设备结晶出再生盐，其余杂质通过双极膜电渗析装置制备成对应的酸产品和碱产品。

进一步的，所述双极膜电渗析装置包括：

盐水箱；

渗析室，包括盐室、酸室、碱室；

极水箱，与渗析室的两端连接；

酸水箱，连接酸室；

碱水箱，连接碱室。

蒸发结晶系统产生的母液输送到盐水箱中，盐水箱中的盐水输送到渗析室的盐室中，通过解离在酸室、碱室中产生相应的酸产品和碱产品，产生的蒸汽冷凝水排入极水箱中，酸水箱、碱水箱用于收集对应的酸产品、碱产品。

进一步的，所述螺旋干燥机包括：

筒体；

旋转轴，安装于筒体上；

螺旋叶片，分布于旋转轴上；

加热装置；

换热机构，安装于旋转轴上；

预热水箱，与加热装置连接；

其中，所述筒体设置有进料口、出料口、排气口，所述加热装置与换热机构连接。

螺旋干燥机用于干燥废盐原料，旋转轴与筒体之间相对转动，对置于筒体内的废盐原料进行干燥，通过螺旋叶片实现对原料进行搅拌，通过加热装置对原料进行加热，使原料内的水分快速蒸发，通过加热装置加热，通过换热机构将热量传递至旋转轴和螺旋叶片上，预热水箱与加热装置连接，提高加热装置的加热速度，保证干燥速度的稳定性，通过进料口、出料口用于废盐原料的进出，排气口将蒸发出的蒸汽排出。

进一步的，所述换热机构包括：

螺旋管，置于旋转轴内；

导热环，置于旋转轴内且与螺旋管适配，所述导热环内填充导热介质；

导热通道，分布于螺旋叶片上；

其中，所述螺旋管设置有与导热通道连接的连接孔，所述螺旋管连接加热装置。

螺旋管连接加热装置，加热装置产生的高温蒸汽通入螺旋管中，通过导热环中的导热介质与螺旋管接触，将热量传递到旋转轴上，导热介质通过连接孔流入导热通道中时，将热量快速传递至螺旋叶片上，使螺旋叶片带动原料移动时，将原料上的水分快速蒸发，螺旋管内的蒸汽降温后在末端流出冷凝水排入到预热水箱中，然后通过泵体输送至加热装置中，使水资源循环利用，导热介质不完全填充满导热环。

进一步的，所述螺旋叶片包括：

通孔，设置有若干个分布于螺旋叶片上；

推板，置于通孔的一侧；

腔体，置于推板的一侧；

活塞，置于腔体内且与推板连接；

第一弹簧，置于活塞与螺旋叶片之间。

当螺旋叶片温度较低时，活塞在腔体内收第一弹簧作用，使推板收缩，将通孔打开，当螺旋叶片推动废盐原料移动时，部分废盐原料通过通孔，导致废盐原料向前移动的速度较慢，能够使原料在筒体内充分干燥，当干燥温度上升使，腔体内气压上升，推动活塞、推板移动将通孔封闭，此时螺旋叶片转动后能够使原料快速前进，提高输送速度。

进一步的，所述预热水箱设置有换热管，所述换热管连接排气口。

将排气口排出的从原料中蒸发出的蒸汽通过换热管将热量回收到预热水箱中，提高能源回收利用率。

进一步的，所述筒体包括：

支撑座，通过轴承与筒体安装连接；

驱动电机，安装于支撑座上；

第一齿轮，安装于驱动电机的输出轴上；

第二齿轮，安装于筒体的外壁面。

通过驱动电机驱动第一齿轮转动，第一齿轮与第二齿轮啮合，从而能够使筒体被驱动旋转，控制筒体的旋转方向与旋转轴的旋转方向不同，从而进一步提高对原料的搅拌效果，使干燥作用更加均匀。

本申请的有益效果是：

1、利用高温条件下有机物分解或氧化的原理将有机物去除，该方法对有机物的去除率高、适用范围广、处置成本较低，然后重溶过滤，去除碳渣，通过蒸发结晶系统、双极膜电渗析，再生出纯度较高的盐产品，其他杂质解离成酸产品、碱产品，提高资源的利用率。

2、蒸发结晶系统产生的母液输送到盐水箱中，盐水箱中的盐水输送到渗析室的盐室中，通过解离在酸室、碱室中产生相应的酸产品和碱产品，产生的蒸汽冷凝水排入极水箱中，酸水箱、碱水箱用于收集对应的酸产品、碱产品。

3、通过螺旋叶片实现对原料进行搅拌，通过加热装置对原料进行加热，使原料内的水分快速蒸发，通过加热装置加热，通过换热机构将热量传递至旋转轴和螺旋叶片上，预热水箱与加热装置连接，提高加热装置的加热速度，保证干燥速度的稳定性，通过进料口、出料口用于废盐原料的进出，排气口将蒸发出的蒸汽排出。

附图说明

图1为本申请的回收方法的流程图；

图2为本申请的双极膜电渗析装置的结构示意图；

图3为本申请的螺旋干燥机的结构示意图；

图4为本申请的旋转轴的结构示意图；

图5为本申请的螺旋叶片上通孔的结构示意图；

图中附图标记，100、螺旋干燥机；110、筒体；111、进料口；112、出料口；113、排气口；120、旋转轴；130、螺旋叶片；131、通孔；132、推板；133、腔体；134、活塞；135、第一弹簧；140、加热装置；150、换热机构；151、螺旋管；180、支撑座；181、驱动电机；182、第一齿轮；183、第二齿轮；152、导热环；153、导热通道；154、连接孔；160、预热水箱；170、换热管；200、双极膜电渗析装置；210、盐水箱；220、渗析室；221、盐室；222、酸室；223、碱室；230、极水箱；240、酸水箱；250、碱水箱。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供详细地说明。

实施例1：

如图1所示，本申请实施例提供了一种废盐资源化回收方法，回收方法包括如下步骤：

S1，废盐前处理，对原料盐进行拆包、破碎；

S2，有机物去除，固体废盐经初步的破碎后通过进料设备送入到回转窑焚烧炉中，在辅助燃料和助燃空气的作用下使其中的有机物发生炭化、热解或氧化反应，废盐无害化后通过窑尾的出料机构冷却后排出，尾气经高温焚烧、余热回收后进行脱硫、脱硝、除尘等处理达标后排放；

S3，重溶过滤，经热解后得到的无害化盐渣，经重新溶解后再结晶进行粗提纯，可溶盐转移至水相中，过滤去除碳渣；

S4，蒸发结晶系统，用蒸发结晶和冷冻结晶相结合的方式，结晶得到氯化钠，然后经过洗盐系统得到再生盐产品；

S5，双极膜电渗析，通过对蒸发结晶系统产生的母液电解离生产酸产品和碱产品。

其中，步骤S2中的余热回收后作用在步骤S4的蒸发结晶系统中，热量通过蒸汽传递，步骤S5中产生的碱产品用于步骤S2中的脱硫、脱硝。

有机物去除采用高温热解，利用高温条件下有机物分解或氧化的原理将有机物去除，该方法对有机物的去除率高、适用范围广、处置成本较低，然后重溶过滤，去除碳渣，通过蒸发结晶系统、双极膜电渗析，再生出纯度较高的盐产品，其他杂质解离成酸产品、碱产品，提高资源的利用率。

实施例2：

本申请还提供了一种适用于废盐资源化回收方法的设备，包括：

螺旋干燥机100，用于干燥原料盐；

回转窑，用于有机物去除；

过滤装置，用于过滤炭渣；

结晶设备，结晶出氯化钠；

双极膜电渗析装置200，渗析主要应用于无机盐制备对应的酸和碱。

原料盐通过螺旋干燥机100进行干燥，完成干燥后的废盐原料置于回转窑中焚烧，使有机物发生炭化、热解或氧化反应，然后碳化物质通过过滤装置过滤，过滤后通过结晶设备结晶出再生盐，其余杂质通过双极膜电渗析装置200制备成对应的酸产品和碱产品。

实施例3：

如图2所示，本申请实施例提供了一种适用于废盐资源化回收方法的设备，除了包括上述技术特征，进一步的，所述双极膜电渗析装置200包括：

盐水箱210；

渗析室220，包括盐室221、酸室222、碱室223；

极水箱230，与渗析室220的两端连接；

酸水箱240，连接酸室222；

碱水箱250，连接碱室223。

蒸发结晶系统产生的母液输送到盐水箱210中，盐水箱210中的盐水输送到渗析室220的盐室221中，通过解离在酸室222、碱室223中产生相应的酸产品和碱产品，产生的蒸汽冷凝水排入极水箱230中，酸水箱240、碱水箱250用于收集对应的酸产品、碱产品。

实施例4：

如图3、图4、图5所示，本申请实施例提供了一种适用于废盐资源化回收方法的设备，进一步的，所述螺旋干燥机100包括：

筒体110；

旋转轴120，安装于筒体110上；

螺旋叶片130，分布于旋转轴120上；

加热装置140；

换热机构150，安装于旋转轴120上；

预热水箱160，与加热装置140连接；

其中，所述筒体110设置有进料口111、出料口112、排气口113，所述加热装置140与换热机构150连接。

螺旋干燥机100用于干燥废盐原料，旋转轴120与筒体110之间相对转动，对置于筒体110内的废盐原料进行干燥，通过螺旋叶片130实现对原料进行搅拌，通过加热装置140对原料进行加热，使原料内的水分快速蒸发，通过加热装置140加热，通过换热机构150将热量传递至旋转轴120和螺旋叶片130上，预热水箱160与加热装置140连接，提高加热装置140的加热速度，保证干燥速度的稳定性，通过进料口111、出料口112用于废盐原料的进出，排气口113将蒸发出的蒸汽排出。

进一步的，所述换热机构150包括：

螺旋管151，置于旋转轴120内；

导热环152，置于旋转轴120内且与螺旋管151适配，所述导热环152内填充导热介质；

导热通道153，分布于螺旋叶片130上；

其中，所述螺旋管151设置有与导热通道153连接的连接孔154，所述螺旋管151连接加热装置140。

螺旋管151连接加热装置140，加热装置140产生的高温蒸汽通入螺旋管151中，通过导热环152中的导热介质与螺旋管151接触，将热量传递到旋转轴120上，导热介质通过连接孔154流入导热通道153中时，将热量快速传递至螺旋叶片130上，使螺旋叶片130带动原料移动时，将原料上的水分快速蒸发，螺旋管151内的蒸汽降温后在末端流出冷凝水排入到预热水箱160中，然后通过泵体输送至加热装置140中，使水资源循环利用，导热介质不完全填充满导热环152。

进一步的，所述螺旋叶片130包括：

通孔131，设置有若干个分布于螺旋叶片130上；

推板132，置于通孔131的一侧；

腔体133，置于推板132的一侧；

活塞134，置于腔体133内且与推板132连接；

第一弹簧135，置于活塞134与螺旋叶片130之间。

当螺旋叶片130温度较低时，活塞134在腔体133内收第一弹簧135作用，使推板132收缩，将通孔131打开，当螺旋叶片130推动废盐原料移动时，部分废盐原料通过通孔131，导致废盐原料向前移动的速度较慢，能够使原料在筒体110内充分干燥，当干燥温度上升使，腔体133内气压上升，推动活塞134、推板132移动将通孔131封闭，此时螺旋叶片130转动后能够使原料快速前进，提高输送速度。

进一步的，所述预热水箱160设置有换热管170，所述换热管170连接排气口113。

将排气口113排出的从原料中蒸发出的蒸汽通过换热管170将热量回收到预热水箱160中，提高能源回收利用率。

进一步的，所述筒体110包括：

支撑座180，通过轴承与筒体110安装连接；

驱动电机181，安装于支撑座180上；

第一齿轮182，安装于驱动电机181的输出轴上；

第二齿轮183，安装于筒体110的外壁面。

通过驱动电机181驱动第一齿轮182转动，第一齿轮182与第二齿轮183啮合，从而能够使筒体110被驱动旋转，控制筒体110的旋转方向与旋转轴120的旋转方向不同，从而进一步提高对原料的搅拌效果，使干燥作用更加均匀。

需要说明的是，在本文中，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过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。