一种废盐资源化处理系统及方法与流程

1.本发明属于废盐处理技术领域，具体涉及一种废盐资源化处理系统及方法。


背景技术：

2.工业生产过程中，特别是煤化工、化肥、农药、生物化工等，非特定行业精（蒸）馏残渣（hw11）、农药行业（hw04)、医药行业(hw02)、含有机卤化物废物（hw45）等工业盐渣，往往会产生大量的固体废盐，主要成分为氯化钠、硫酸钠。这些废盐往往含有一定量的有机物或重金属等其它杂质，国家相关法律文件也将这些废盐归类为危险废物。现阶段废盐普遍采用企业建库集中暂存的方式，但如何彻底的无害化资源化已成为一个亟待解决的行业难题。
3.现有废盐处理技术主要有填埋、焚烧和资源化综合利用。填埋是将废盐经过混凝土等固化后，按照填埋技术规范送入刚性填埋场进行卫生填埋处置。焚烧是将废盐加热到 900 ℃，无机盐熔融流入炉底，经冷却后回收。由于废盐熔点区间波动大，在焚烧处理过程中极易发生结渣、结块等不利现象，影响工艺稳定性。
4.危废盐不但产量大、环境危害性大，同时也具有非常大的再利用价值，将废盐进行处置，并实现其资源化，不仅可以解决环境污染难题，还会带来可观的收益。


技术实现要素：

5.针对现有技术的缺陷，本发明提供一种废盐资源化处理系统及方法，能有效去除废盐中的有机物，同时回收其中的氯化钠和硫酸钠。
6.一种废盐资源化处理系统，包括依次相连的炭化热解单元、盐水精制单元、分盐结晶单元，所述盐水精制单元包括依次相连的溶盐罐、高效沉淀池、过滤装置、脱cod装置和离子交换器；所述高效沉淀池上设置有药剂投加口和搅拌装置，所述高效沉淀池和过滤装置均与污泥脱水装置相连，所述污泥脱水装置还连接有污泥回收罐；所述污泥脱水装置上还设置有液体排出口，所述液体排出口通过回水管与高效沉淀池相连。
7.优选地，所述分盐结晶单元包括依次相连的纳滤装置、蒸发结晶装置、母液罐；所述蒸发结晶装置还与溶盐罐相连；所述母液罐与炭化热解单元相连；所述纳滤装置的进口与离子交换器相连；所述蒸发结晶装置为四效蒸发结晶器；所述四效蒸发结晶器包括依次相连的第一效蒸发器、第二效蒸发器、第三效蒸发器、第四效蒸发器；所述第二效蒸发器和第四效蒸发器的底部均设置有精制盐浆料出口；所述纳滤装置的产水出口和浓水出口分别与第三效蒸发器、第一效蒸发器的进料口相连。
8.优选地，所述炭化热解单元包括依次相连的一级热解装置和二级热解装置，所述一级热解装置和二级热解装置均与尾气净化单元相连；所述二级热解装置与溶盐罐相连；所述一级热解装置与母液罐相连。
9.优选地，所述一级热解装置和二级热解装置均为固定床或者流化床。
10.优选地，所述固定床为回转窑或耙式炉。
11.优选地，所述一级热解装置和二级热解装置的加热方式均为电加热、天然气加热或微波加热。
12.优选地，所述炭化热解单元还包括第一破碎装置和第二破碎装置，所述第一破碎装置与一级热解装置的进口相连，所述一级热解装置和二级热解装置通过第二破碎装置相连。
13.优选地，所述过滤装置为多介质过滤装置与超滤装置连接组成，或者为管式超滤装置、浸没式超滤装置中的一种。
14.优选地，所述污泥脱水装置为压滤机。
15.优选地，所述离子交换器为螯合树脂离子交换器。
16.一种废盐资源化处理方法，采用上述废盐资源化处理系统进行处理，具体方法如下：（1）碳化热解：废盐进入第一破碎装置，破碎至粒径小于20mm，然后进入一级热解装置，控制含氧量在0~1%，加热至200~500℃，停留20~30min后进入第二破碎装置再次破碎，进入二级热解装置中进行深度热解，补充空气控制其中的含氧量至3~5%，加热至500~800℃，停留40~60min；一级热解装置和二级热解装置产生的热解气进入尾气净化单元，经处理达标后排放；（2）盐水精制：二级热解装置得到的含炭盐渣进入溶盐罐，补入硬度小于10mg/l的水，搅拌溶解后，得到浓度为15~25wt%的盐水，盐水进入高效沉淀池，向其中投加药剂，经沉淀固液分离脱除盐水中的硬度、硅、碱度、重金属和固体杂质，高效沉淀池出水通过硫酸调整ph为6.5~8.5，然后进入过滤装置，过滤装置的产水浊度控制小于0.2ntu，产水经脱cod装置和离子交换器，确保进入分盐结晶单元的浓盐水cod<100mg/l、硬度小于0.1mg/l；过滤装置的反洗水和滤渣、高效沉淀池产生的沉淀污泥均进入污泥脱水装置进行固液分离，污泥脱水装置产生的滤液从液体排出口排出通过回水管返回所述高效沉淀池，产生的污泥进入污泥回收罐备用；（3）分盐结晶单元：盐水精制单元产出的浓盐水泵送至纳滤装置，得到纳滤产水和纳滤浓水；纳滤浓水泵入四效蒸发结晶器中的第一效蒸发器，依次经过第一效蒸发器、第二效蒸发器，其水蒸发后冷凝回收，并在第二效蒸发器的精制盐浆料出口排出含硫酸钠的料浆，料浆通过离心、干燥，最终产出硫酸钠；纳滤产水泵入四效蒸发结晶器中的第三效蒸发器，依次经过第三效蒸发器、第四效蒸发器，其水蒸发后冷凝回收，并在第四效蒸发器的精制盐浆料出口排出含氯化钠的料浆，料浆通过离心、干燥，最终产出氯化钠；蒸发结晶过程中，蒸发结晶装置回收的冷凝水进入溶盐罐，产生的母液排至母液罐，然后返回至一级热解装置进行处理。
17.优选地，步骤（1）中，一级热解装置加热至350~400℃，二级热解装置加热至550~600℃。
18.优选地，步骤（2）中，所述药剂为pac、na2co3、naoh中的至少一种。
19.本发明的优点：本发明提供的废盐资源化处理系统，对废盐进行精制，通过炭化热解，能使有机物去除率达60%以上，同时回收产品级氯化钠和硫酸钠。
附图说明
20.图1废盐资源化处理系统的结构连接示意图；图2 纳滤装置与蒸发结晶装置的连接示意图；其中，1
‑
第一效蒸发器，2
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第二效蒸发器，3
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第三效蒸发器，4
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第四效蒸发器，5
‑
纳滤装置。
具体实施方式
21.下面结合说明书附图对本发明做进一步说明。
22.实施例1一种废盐资源化处理系统，包括依次相连的炭化热解单元、盐水精制单元、分盐结晶单元，所述盐水精制单元包括依次相连的溶盐罐、高效沉淀池、过滤装置、脱cod装置和离子交换器；所述高效沉淀池上设置有药剂投加口和搅拌装置，所述高效沉淀池和过滤装置均与污泥脱水装置相连，所述污泥脱水装置还连接有污泥回收罐；所述污泥脱水装置上还设置有液体排出口，所述液体排出口通过回水管与高效沉淀池相连。
23.实施例2在实施例1的基础上，所述分盐结晶单元包括依次相连的纳滤装置、蒸发结晶装置、母液罐；所述蒸发结晶装置还与溶盐罐相连；所述母液罐与炭化热解单元相连；所述纳滤装置的进口与离子交换器相连；所述蒸发结晶装置为四效蒸发结晶器；所述四效蒸发结晶器包括依次相连的第一效蒸发器1、第二效蒸发器2、第三效蒸发器3、第四效蒸发器4；所述第二效蒸发器2和第四效蒸发器4的底部均设置有精制盐浆料出口；所述纳滤装置5的产水出口和浓水出口分别与第三效蒸发器3、第一效蒸发器1的进料口相连。
24.实施例3在实施例2的基础上，所述炭化热解单元包括依次相连的一级热解装置和二级热解装置，所述一级热解装置和二级热解装置均与尾气净化单元相连；所述二级热解装置与溶盐罐相连；所述一级热解装置与母液罐相连。
25.优选地，所述一级热解装置和二级热解装置均为固定床或者流化床。
26.优选地，所述固定床为回转窑或耙式炉。
27.优选地，所述一级热解装置和二级热解装置的加热方式均为电加热、天然气加热或微波加热。
28.实施例4在实施例3的基础上，所述炭化热解单元还包括第一破碎装置和第二破碎装置，所述第一破碎装置与一级热解装置的进口相连，所述一级热解装置和二级热解装置通过第二破碎装置相连。
29.实施例5在实施例4的基础上，所述过滤装置为多介质过滤装置与超滤装置连接组成，或者为管式超滤装置、浸没式超滤装置中的一种。
30.优选地，所述污泥脱水装置为压滤机。
31.优选地，所述离子交换器为螯合树脂离子交换器。
32.优选地，所述脱cod装置中设置有活性炭吸附层。
33.实施例6一种废盐资源化处理方法，采用上述废盐资源化处理系统进行处理，具体方法如下：（1）碳化热解：废盐进入第一破碎装置，破碎至粒径小于20mm，然后进入一级热解装置，控制含氧量在0~1%，加热至200~500℃，停留20~30min后进入第二破碎装置再次破碎，进入二级热解装置中进行深度热解，补充空气控制其中的含氧量至3~5%，加热至500~800℃，停留40~60min；一级热解装置和二级热解装置产生的热解气进入尾气净化单元，经处理达标后排放；通过一级热解，将废盐中的水分蒸发气化，同时对废盐进行预热解；二级热解时补加空气，可促进有机物的快速热解；经上述碳化热解，废盐中的有机物热解为可燃气（co、h2、vocs、no
x
、so
x
）及少量焦炭，可燃气中no
x
含量0~0.7wt%、so
x
含量0~0.2wt%；热解后的废盐主要成分为无机盐及少量炭化渣；尾气净化单元采用现有技术处理至达标排放即可，比如，尾气净化单元包括依次相连的二燃室、余热锅炉、急冷塔、干式脱酸系统、布袋除尘器、引风机、水洗塔、碱洗塔、烟气脱白装置、烟囱；热解气经过二燃室进行富氧燃烧，加热至1100℃并停留2秒以上，二燃室出口的高温烟气进入余热锅炉，经余热锅炉脱氮、烟气急冷后，通过添加活性炭和生石灰进行干法脱酸，然后经过布袋除尘器除尘，经引风机进入水洗塔和碱洗塔进行湿法脱酸，经过烟气脱白后通过烟囱达标排放；（2）盐水精制：二级热解装置得到的含炭盐渣进入溶盐罐，补入硬度小于10mg/l的水，搅拌溶解后，得到浓度为15~25wt%的盐水，盐水进入高效沉淀池，向其中投加药剂，所述药剂为pac、na2co3、naoh中的至少一种，经沉淀固液分离脱除盐水中的硬度、硅、碱度、重金属和固体杂质，高效沉淀池出水通过硫酸调整ph为6.5~8.5，然后进入过滤装置，过滤装置的产水浊度控制小于0.2ntu，产水经脱cod装置和离子交换器，确保进入分盐结晶单元的浓盐水cod<100mg/l、硬度小于0.1mg/l；过滤装置的反洗水和滤渣、高效沉淀池产生的沉淀污泥均进入污泥脱水装置进行
固液分离，污泥脱水装置产生的滤液从液体排出口排出通过回水管返回所述高效沉淀池，产生的污泥进入污泥回收罐备用；（3）分盐结晶单元：盐水精制单元产出的浓盐水泵送至纳滤装置5，将水中氯化钠和硫酸钠初步进行分离，并得到富含氯化钠的纳滤产水和富含硫酸钠的纳滤浓水；纳滤浓水泵入四效蒸发结晶器中的第一效蒸发器1，依次经过第一效蒸发器1、第二效蒸发器2，其水蒸发后冷凝回收，并在第二效蒸发器2的精制盐浆料出口排出含硫酸钠的料浆，料浆通过离心、干燥，最终产出硫酸钠；纳滤产水泵入四效蒸发结晶器中的第三效蒸发器3，依次经过第三效蒸发器3、第四效蒸发器4，其水蒸发后冷凝回收，并在第四效蒸发器4的精制盐浆料出口排出含氯化钠的料浆，料浆通过离心、干燥，最终产出氯化钠；蒸发结晶过程中，蒸发结晶装置回收的冷凝水进入溶盐罐；一些组分（cod等）会不断浓缩富集，为了不影响蒸发结晶装置的稳定运行，需要定期抽出一部分“老化母液”，产生的母液排至母液罐，然后返回至一级热解装置进行处理。
34.废盐经过处理后得到的无水硫酸钠产品至少达到《工业无水硫酸钠》（gb/t6009
‑
2014）类合格品指标要求，氯化钠至少达到《工业盐》（gb/t5462
‑
2015）中工业干盐（二级）指标要求。
35.优选地，步骤（1）中，一级热解装置加热至350~400℃，二级热解装置加热至550~600℃。
36.实施例7废盐原料，来源于化工厂，原料中含有的组分及其含量见表1。
37.表1 原料组分；按照本发明提供的方法处理上述废盐原料，具体如下：（1）碳化热解：废盐进入第一破碎装置，破碎至粒径小于20mm，然后进入一级热解装置，控制含氧量在0~1%，加热至350~400℃，停留20~30min后进入第二破碎装置再次破碎，进入二级热解装置中进行深度热解，补充空气控制其中的含氧量至3~5%，加热至550~600℃，停留40~60min；一级热解装置和二级热解装置均采用电加热的回转窑；
一级热解装置和二级热解装置产生的热解气进入尾气净化单元，采用现有技术处理达标后排放；（2）盐水精制：二级热解装置得到的含炭盐渣进入溶盐罐，补入硬度小于10mg/l的水，搅拌溶解后，得到浓度为15~25wt%的盐水，盐水进入高效沉淀池，向其中投加药剂，所述药剂为pac、na2co3、naoh，经沉淀固液分离脱除盐水中的硬度、硅、碱度、重金属和固体杂质，高效沉淀池出水通过硫酸调整ph为6.5~8.5，然后进入过滤装置，过滤装置的产水浊度控制小于0.2ntu，产水经脱cod装置和离子交换器，确保进入分盐结晶单元的浓盐水cod<100mg/l、硬度小于0.1mg/l；过滤装置的反洗水和滤渣、高效沉淀池产生的沉淀污泥均进入污泥脱水装置进行固液分离，污泥脱水装置产生的滤液从液体排出口排出通过回水管返回所述高效沉淀池，产生的污泥进入污泥回收罐备用；其中，所述过滤装置采用浸没式超滤装置，污泥脱水装置采用压滤机，离子交换器采用螯合树脂离子交换器，脱cod装置中设置有活性炭吸附层；（3）分盐结晶单元：盐水精制单元产出的浓盐水泵送至纳滤装,5，将水中氯化钠和硫酸钠初步分离，并得到富含氯化钠的纳滤产水和富含硫酸钠的纳滤浓水；纳滤浓水泵入四效蒸发结晶器中的第一效蒸发器1，依次经过第一效蒸发器1、第二效蒸发器2，其水蒸发后冷凝回收，并在第二效蒸发器2的精制盐浆料出口排出含硫酸钠的料浆，料浆通过离心、干燥，最终产出硫酸钠；纳滤产水泵入四效蒸发结晶器中的第三效蒸发器3，依次经过第三效蒸发器3、第四效蒸发器4，其水蒸发后冷凝回收，并在第四效蒸发器4的精制盐浆料出口排出含氯化钠的料浆，料浆通过离心、干燥，最终产出氯化钠；蒸发结晶过程中，蒸发结晶装置回收的冷凝水进入溶盐罐；一些组分（cod等）会不断浓缩富集，定期抽出约0.2t/h“老化母液”，产生的母液排至母液罐，然后返回至一级热解装置再进行处理；采用上述方法，年处理2.5万吨所述废盐，年操作时间7200h，达产后年产氯化钠精盐0.96万吨/年，无水硫酸钠0.94万吨/年。
38.对得到的氯化钠精盐和无水硫酸钠分别检测，结果见表2，其中，无水硫酸钠、氯化钠的指标分别参照《工业无水硫酸钠》（gb/t6009
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2014）类合格品、《工业盐》（gb/t5462
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2015）中工业干盐（二级）进行。
39.表2精制盐检测指标和结果
由表2可知，按照本发明提供的处理方法处理废盐，得到的无水硫酸钠产品达到了《工业无水硫酸钠》（gb/t6009
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2014）类合格品的指标要求，氯化钠达到了《工业盐》（gb/t5462
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2015）中工业干盐（二级）的指标要求。