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工業(yè)廢鹽資源化處置現(xiàn)狀及分析

本文闡述了工業(yè)廢鹽的來(lái)源、分類及性質(zhì),當(dāng)前工業(yè)廢鹽所面臨的問題,重點(diǎn)介紹了對(duì)有機(jī)物含量不同工業(yè)廢鹽的處置技術(shù),高含量有機(jī)物的工業(yè)廢鹽通過高溫氧化法去除有機(jī)物,低含量有機(jī)物的工業(yè)廢鹽通過鹽洗法去除有機(jī)物,有機(jī)物去除后的工業(yè)廢鹽然后借助三元體系相圖分析實(shí)現(xiàn)鹽分離,從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢鹽資源化,同時(shí),根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)狀,提出資源化處置的思路和進(jìn)展,并列舉了工業(yè)廢鹽資源化處置項(xiàng)目的處置思路,分析了工業(yè)廢鹽資源化處置的前景和意義。

 

一、工業(yè)廢鹽概括

 

01 工業(yè)廢鹽的來(lái)源、分類及性質(zhì)

 

工業(yè)廢鹽來(lái)自工業(yè)生產(chǎn),高鹽廢水處理、農(nóng)藥生產(chǎn)等均會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢鹽,主要是指無(wú)機(jī)鹽為主要成分的固體廢棄物,廢鹽年產(chǎn)量超過2.0×107t ,主要分為氯化鈉、硫酸鈉兩大類。

 

按來(lái)自行業(yè)劃分農(nóng)藥行業(yè)(30%)、醫(yī)藥(10%)、精細(xì)化工(15%)、印染等(45%),于江蘇省而言,含鹽廢物主要來(lái)源于染料中間體(hw12)、醫(yī)藥中間體(hw02)、農(nóng)藥中間體(hw04)、煤化工(hw11)及濕法冶金(hw48)。

 

根據(jù)工業(yè)廢鹽的成分,可將工業(yè)廢鹽分為單一鹽與混合鹽。單一鹽為單一組分的鹽;混合鹽是指兩種及兩種以上組分的鹽,工業(yè)廢鹽中的有機(jī)物含量與產(chǎn)生行業(yè)有關(guān)。江蘇調(diào)研顯示,工業(yè)園區(qū)暫存的廢鹽中,混鹽占80%,剩下的20% 為單鹽。

 

工業(yè)廢鹽具有成分復(fù)雜、來(lái)源廣泛、毒性大等特點(diǎn),雖在危廢名錄中并未單獨(dú)列出,但 2016 年《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》明確將化學(xué)合成原料藥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸餾及反應(yīng)殘余物、化學(xué)合成原料藥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢母液及反應(yīng)基廢物劃定為危險(xiǎn)廢物。因此工業(yè)廢鹽不僅破壞生態(tài)環(huán)境,禍及人畜,一旦污鹽中可溶性鹽及雜質(zhì)嚴(yán)重引起土壤鹽化,危及周邊農(nóng)、林、牧業(yè)的生存與發(fā)展,甚至對(duì)周邊水源和地下水造成嚴(yán)重污染,危害極大。

 

02 工業(yè)廢鹽處置面臨問題

 

針對(duì)工業(yè)廢鹽的性質(zhì),因此其需要得到妥善處置,在國(guó)外,這種副產(chǎn)廢鹽大多采用無(wú)害化處理后直接將鹽向海洋傾倒,這種處理方式有很大的局限性,一是企業(yè)必須臨?;螂x海岸不遠(yuǎn),二是副產(chǎn)污鹽中不含有害的有機(jī)和無(wú)機(jī)雜質(zhì)。事實(shí)上,化工生產(chǎn)中副產(chǎn)的污鹽依據(jù)產(chǎn)品的不同,污鹽中的成分也不同,有時(shí)還有較大的差別,使副產(chǎn)污鹽的處理和利用加大了難度。

 

國(guó)內(nèi)工業(yè)廢鹽的處置技術(shù)有:填埋法、高溫氧化法、鹽洗法等。目前填埋法是我國(guó)工業(yè)廢雜鹽的主要處置手段,但廢鹽填埋存在以下幾個(gè)問題:

 

(1)投資大。占地多依據(jù)危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定,水溶性鹽總量含量≥ 10% 的廢物是不能進(jìn)入柔性填埋場(chǎng),因此廢鹽必須進(jìn)入剛性填埋場(chǎng)。對(duì)于同等規(guī)模填埋,剛性填埋場(chǎng)投資比柔性填埋場(chǎng)大,占地面積也相對(duì)大。

 

(2)剛性填埋場(chǎng)國(guó)內(nèi)少。目前國(guó)內(nèi)大部分填埋場(chǎng)是柔性填埋性,廢鹽填埋受限,企業(yè)大部分廢鹽也無(wú)填埋出路。

 

(3)填埋成本高。目前廢鹽的填埋噸成本高達(dá) 4000 元以上,企業(yè)難以承受。綜上所述,工業(yè)廢鹽不易填埋填埋,建議資源化。

 

二、工業(yè)廢鹽資源化處理技術(shù)

 

根據(jù)廢鹽來(lái)源可知,工業(yè)廢鹽中含有毒性大的有機(jī)物,無(wú)論對(duì)于單一鹽還是混合鹽,要實(shí)現(xiàn)廢鹽資源化,必須先將廢鹽中的有機(jī)物去除,然后再分鹽。

 

01 去有機(jī)物

 

根據(jù)廢鹽中的有機(jī)物含量多少,其處置技術(shù)常用的分為兩類:

 

(1)高溫氧化法

 

該法針對(duì)廢鹽中有機(jī)物含量高,將廢鹽高溫處理,使廢鹽中的有機(jī)雜質(zhì)在高溫下氧化成 co2、co、h2o 氣體,從而達(dá)到去除有機(jī)雜質(zhì)的目的,此法的關(guān)鍵在于分解氧化燃燒設(shè)備的選擇。

 

(2)鹽洗法

 

鹽洗法對(duì)飽和副產(chǎn)品溶液進(jìn)行清洗,將副產(chǎn)品中的有機(jī)物等物質(zhì)溶解于清洗溶液中,從而達(dá)到凈化副產(chǎn)品的目的。該法比較適用于雜質(zhì)含量少且雜質(zhì)成分單一的副產(chǎn)廢鹽。

 

02 混合鹽分離

 

去除有機(jī)物得到的混合鹽,仍是多種成分的無(wú)機(jī)物,例如硫酸鈉和氯化鈉、氯化鉀和氯化鈉、氯化鉀,需要進(jìn)一步處理得到單一鹽,無(wú)機(jī)鹽的分離需要借助三元體系相圖分析,可分析在整個(gè)蒸發(fā)過程中,物料含量間的關(guān)系可由杠桿規(guī)則進(jìn)行確定。

 

史許娜通過將脂肪醇/鹽/水雙水相體系應(yīng)用于氯化鉀氯化銨混合溶液的分離,開發(fā)了一種分離氯化鉀、氯化銨混合溶液的新方法,即正丙醇—氯化鉀—氯化銨—水雙水相體系。該方法成本低且溶劑易于回收。

 

三、工業(yè)廢鹽資源化思路

 

目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)工業(yè)廢鹽資源化的成熟技術(shù),但在廢鹽資源化已開展相關(guān)工作。如推動(dòng)廢鹽處置技術(shù)規(guī)范、新建廢鹽處置企業(yè)項(xiàng)目等,后期要想實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢鹽的資源化處置,技術(shù)的突破點(diǎn)在于以下方面。

 

01 產(chǎn)品有依據(jù)

 

目前工業(yè)廢鹽資源化缺乏標(biāo)準(zhǔn)的支撐,后期需要標(biāo)準(zhǔn)支撐和政策引導(dǎo)。

 

02 工藝穩(wěn)定性好

 

鹽的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)低,例如:氯化鈉的熔點(diǎn) 801℃,需要解決運(yùn)行過程設(shè)備的黏性和腐蝕性問題。

 

03 處置成本合理

 

需要合理控制運(yùn)行成本,降低廢鹽的處置費(fèi)用,以便市場(chǎng)推廣和應(yīng)用。

 

四、工業(yè)廢鹽資源化進(jìn)展

 

積極推動(dòng)廢鹽處置技術(shù)規(guī)范,并開展工業(yè)廢鹽資源化項(xiàng)目的應(yīng)用探索,如某新建工業(yè)廢鹽資源化項(xiàng)目,其工業(yè)廢鹽原料來(lái)自某化工園區(qū),有兩類工業(yè)廢鹽,采用不同的工藝。

 

toc ≤ 3600ppm 的工業(yè)廢鹽,工藝方案為原料污鹽與洗滌液通過逆流水洗再生,濕鹽經(jīng)離心、干燥后得產(chǎn)品鹽,包含污鹽的貯存、污鹽再生單元、鹽水蒸發(fā)單元、廢水處理系統(tǒng)。

 

洗滌液與污鹽按照比例進(jìn)行充分混合,并在外加場(chǎng)的作用下洗滌;鹽水蒸發(fā)單元從污鹽再生工序來(lái)的高鹽污水,通過蒸發(fā)結(jié)晶,將物料中的鹽結(jié)晶分離出來(lái),返回污鹽再生工序繼續(xù)再生,產(chǎn)生高 cod 廢水送入污水處理工序。

 

toc > 3600ppm 的工業(yè)廢鹽,采用焚燒爐進(jìn)行直接焚燒,去除有機(jī)物,包含固體進(jìn)料系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)。

 

01 焚燒系統(tǒng)

 

(1)回轉(zhuǎn)窯:控制回轉(zhuǎn)窯煙氣溫度 750℃,出口煙氣溫度 400℃;回轉(zhuǎn)窯內(nèi)固廢經(jīng) 750℃高溫氧化處理后由窯尾排下。

 

(2)二燃室:二次燃燒爐溫度控制在 1100℃以上,煙氣停留時(shí)間為 2s 以上,能夠充分分解有害的臭氣和多氯化合物,抑制二噁英的生成。

 

(3)助燃系統(tǒng):通過控制天然氣噴入量實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)緩慢升溫至正常工況,維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。

 

(4)供風(fēng)系統(tǒng):一次風(fēng)由窯尾補(bǔ)入,與焚燒煙氣混合后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯;二次風(fēng)由二次室補(bǔ)入。

 

02 余熱鍋爐

 

余熱鍋爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行壓力選為1.6mpa(表壓),產(chǎn)生204℃的蒸汽。

 

03 煙氣凈化系統(tǒng)

 

(1)sncr 脫硝:在 1000℃下,煙氣與尿素發(fā)生還原反應(yīng)。

 

(2)半干式急冷吸收塔:煙氣溫度在1.0s 內(nèi)降到 200℃以下。

 

(3)干式脫酸裝置:主要設(shè)備包括氧化鈣儲(chǔ)槽、活性炭粉儲(chǔ)槽、羅茨高壓風(fēng)機(jī)和文丘里反應(yīng)器。

 

(4)布袋除塵系統(tǒng):進(jìn)口煙氣溫度 180℃,去除粉塵粒徑在 0.05μm 以上,除塵效率可達(dá) 99%以上。

 

(5)活性炭吸附塔:進(jìn)口煙氣溫度 160℃。

 

(6)引風(fēng)機(jī):凈化后煙氣引至堿液噴淋吸收塔內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步凈化。

 

(7)堿液噴淋洗滌系統(tǒng):進(jìn)口煙氣溫度 150℃,進(jìn)口煙氣溫度 80℃。

 

(8)凈化后的煙氣通過煙囪排入大氣,滿足《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》。

 

五、工業(yè)廢鹽資源化處置前景

 

01 工業(yè)無(wú)機(jī)鹽的來(lái)源

 

工業(yè)無(wú)機(jī)鹽主要來(lái)自地球上的礦石開采,如工業(yè)級(jí)硫酸鈉以天然芒硝礦、鹽湖鹵水、鈣芒硝礦、海鹽苦鹵為原料。

 

02 工業(yè)廢鹽資源化后的去向

 

當(dāng)工業(yè)廢鹽通過技術(shù)實(shí)現(xiàn)了資源化,達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),可以得到應(yīng)用,如分離提純得到工業(yè)級(jí)的氯化鈉,可以應(yīng)用于氯堿行業(yè)中,氯堿行業(yè)是以氯化鈉為原料,通過電解方法制取氫氣、氯氣和燒堿。

 

03 工業(yè)廢鹽資源化的意義

 

工業(yè)廢鹽實(shí)現(xiàn)資源化的意義是大的,主要為兩個(gè)方面,一是可以解決填埋占地,避免污染;二是鈉鉀實(shí)現(xiàn)資源化,可以減少礦物開采。

 

六、結(jié) 論

 

綜合考慮,工業(yè)廢鹽資源化可行方案建議:

 

有機(jī)物含量少且單一的廢鹽:鹽洗 + 除雜(除雜質(zhì)與分鹽)+ 結(jié)晶,得到符合國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的鹽;

 

對(duì)于有機(jī)物含量高、規(guī)模大且混合鹽:運(yùn)行穩(wěn)定的高溫氧化 + 除雜(除雜質(zhì)與分鹽)+ 結(jié)晶,得到符合國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的鹽。

 

同時(shí),隨著工業(yè)廢鹽資源化項(xiàng)目的不斷投入,現(xiàn)有的工藝、設(shè)備問題將不斷取得改進(jìn)和完善,未來(lái)對(duì)工業(yè)廢鹽必將形成成熟且穩(wěn)定的資源化利用技術(shù)。

 

利用:北極星水處理網(wǎng)

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