1.本发明涉及工业废盐处理技术，特别涉及一种基于高温熔融的废盐处置系统及处置工艺。
背景技术：
2.废盐是工业生产中产生的副产结晶盐类，其主要来源包括化工生产副产物及纯水制备、化学制备、高盐废水处理等水处理过程。未经处理的废盐中存在较多有机杂质和无机杂质，易对生物和周围环境造成较大破坏。根据目前相关规定，绝大部分废盐因其含有有害物质需按照危险废物进行管理和处置。
3.废盐按照其成分构成，可分为单盐和杂盐。
4.废盐净化处理过程，一般需先将废盐中有机杂质降低至一定浓度后，再经过离子交换等方式将废盐中无机杂质去除。目前，可采用的有机除杂方法包括湿式氧化法、无氧热解等，但由于废盐来源不一，熔点等理化性质差异显著，较难有一种处理技术能对不同行业来源的废盐具有广泛适用性，例如，经由湿式氧化法处置后的废盐中toc（总有机碳）含量仍然较高，无法应用于对处置后toc要求较严格的场景；又如，工业废盐熔点较低，特别是杂盐容易出现熔点明显降低的现象（即杂盐的熔点低于杂盐中包含任一单盐成分的熔点），无氧热解法无法处置这类工业废盐。
5.中国专利201910297163.3公开了一种含有机物工业废盐的无害化处理方法，采用烘干、粉碎、筛分及流化床热解技术去除废盐中的水分和有机物。由于采用流化床作为脱除有机物的主体设备，则限制了该处理方法只能处理单一盐，即待处置废盐的熔点需明显高于废盐中有机物的热解脱除温度，不具有广泛适用性。
6.中国专利201810988064.5中公开了一种固体废盐专用回转窑，采用外置燃烧室产生高温烟气与废盐换热，从而实现脱除废盐中有机物的目的。但是，该专利的缺点在于传热效率低，单位质量废盐处置能耗高，而且，在回转窑中，废盐一旦出现熔融，易造成后续处理设备出现堵塞现象，导致设备无法正常运行，熔融状态的废盐还会腐蚀设备内部构件从而损坏设备。
7.由此可见，现有技术存在处置废盐种类单一、能耗高或者无法将废盐中有机物杂质降低至下游工艺可接受范围内等诸多问题，因此亟需一种具备广泛适用性的能将废盐有效净化并可作为下游工艺原料的处置技术。
技术实现要素：
8.本发明的目的在于提供一种基于高温熔融的废盐处置系统及处置工艺，采用旋流熔融炉作为核心设备，能有效解决废盐处置过程中的有机杂质脱除问题，适用废盐种类广，降低废盐处置能耗。
9.本发明是这样实现的：一种基于高温熔融的废盐处置系统，包括进料装置、旋流熔融炉、冷却筒、喷淋塔、
引风机和烟气处理系统；所述进料装置包括螺旋输送机、一次风通道和一次风风机；所述螺旋输送机的进口供废盐进入，螺旋输送机的出口与一次风通道的管体连通，一次风通道的进口连接一次风风机，一次风风机提供正压鼓风；所述旋流熔融炉包括立式筒体；所述筒体的顶部设置多通道喷嘴，多通道喷嘴包括第一通道和第二通道，第一通道连接一次风通道的出口，第二通道接入天然气；所述筒体的筒壁中部设置若干二次风喷嘴，二次风喷嘴由二次风风机提供正压鼓风且空气沿切向进入筒体内；所述筒体的底部设置熔融盐出口，熔融盐出口与冷却筒连接；所述筒体的筒壁下部设置烟气出口，烟气出口经管道依次连接喷淋塔、引风机和烟气处理系统。
10.所述进料装置包括斗式提升机和顶部料仓，斗式提升机的进口供待处置的废盐进入，斗式提升机的出口连接顶部料仓的进口，顶部料仓的出口连接螺旋输送机的进口。
11.所述熔融盐出口和冷却筒的进口为可拆卸连接且在连接处设置便捷式密封装置。
12.所述冷却筒的外壁上设置水冷夹套。
13.所述二次风喷嘴为四个并分为两层并对称设置在筒体的筒壁上。
14.所述筒体的筒壁中部设置氮气入口。
15.所述筒体的内壁上设置耐火材料。
16.一种基于高温熔融的废盐处置工艺，采用所述的基于高温熔融的废盐处置系统，所述处置工艺包括如下步骤：步骤一，待处理的废盐经进料装置并由螺旋输送机送入一次风通道；步骤二，废盐和空气在一次风通道内通过稀相气力输送并由第一通道进入旋流熔融炉的筒体内，天然气由第二通道进入旋流熔融炉的筒体内，空气和天然气混合后燃烧后产生烟气并释放热量；步骤三，废盐在热量作用下熔融形成盐液滴，盐液滴受二次风喷嘴提供的切向运动动量在筒体内旋转并附着在筒体内壁上，盐滴液在沿内壁流下的过程中与烟气发生强传质作用后脱除有机碳形成熔融盐；步骤四，熔融盐流至筒体底部并由熔融盐出口进入冷却筒，熔融盐经冷却后留待下游工艺处理，烟气由烟气出口进入喷淋塔进行冷却，冷却后的烟气经引风机进入烟气处理系统，烟气经处理排放达标后排至大气。
17.所述步骤一中，进料装置包括斗式提升机和顶部料仓，斗式提升机的进口供待处置的废盐进入，斗式提升机经顶部料仓连接螺旋输送机，废盐由斗式提升机提升至顶部料仓并由顶部料仓暂存，废盐由螺旋输送机计量进料量。
18.所述步骤四中，熔融盐出口和冷却筒为可拆卸连接并在连接处设置便捷式密封装置，当冷却筒内存放处置后废盐较多时，暂停进料并打开便捷式密封装置，更换冷却筒后再关闭便捷式密封装置并恢复进料。
19.本发明基于高温熔融的废盐处置系统，首先，以旋流熔融炉为核心设备，旋流熔融炉内同时送入待处理废盐、空气和天燃气，使得废盐中的有机杂质在高温有氧环境下发生氧化作用，同时释放出的热量亦被废盐处置系统所利用，有效降低了单位废盐处置所需消耗的天然气量。其次，通过采用冷却筒和喷淋塔完成废盐处置后的固相冷却，特别是冷却筒带有水冷夹套，可有效避免熔融盐直接用水冷却导致的爆炸事故。
20.本发明基于高温熔融的废盐处置工艺，提供了一套完整的基于熔融处置的可实现的废盐处理方法，将废盐置于旋流熔融炉内并加热至熔融温度后，在熔融态下脱除废盐中的有机碳，由此提高了气固相传质和传热效率，增加了单位体积废盐处理量，降低了单位质量废盐处置能耗，不仅能有效实现低熔点废盐的有机除杂处理，而且废盐处置产生的尾气不涉及vocs（挥发性有机化合物）处置，明显降低了处置难度和处置费用。
21.本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：能有效处置的废盐种类广，具备广泛适用性，特别适用于现有处置工艺无法有效处置的低熔点杂盐；在实现废盐有机杂质脱除的同时，亦能降低废盐处置能耗，设备结构简洁，可持续运行时间长。
附图说明
22.图1为本发明基于高温熔融的废盐处置系统的结构示意图；图中，1螺旋输送机，2一次风通道，21一次风风机，3旋流熔融炉，31多通道喷嘴，32二次风喷嘴，33便携式密封装置，34氮气入口，4冷却筒，41水冷夹套，5喷淋塔，51水封池，6引风机，7烟气处理系统，8斗式提升机，9顶部料仓。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
24.参见图1，一种基于高温熔融的废盐处置系统，用于脱除废盐中的有机杂质，以实现废盐资源化循环利用。所述废盐处置系统，包括进料装置、旋流熔融炉3、冷却筒4、喷淋塔5、引风机6和烟气处理系统7。
25.进料装置包括斗式提升机8、顶部料仓9、螺旋输送机1、一次风通道2和一次风风机21。斗式提升机8的进口供待处置的废盐进入，斗式提升机8的出口连接顶部料仓9的进口，顶部料仓9的出口连接螺旋输送机1的进口，螺旋输送机1的出口与一次风通道2的管体连通，一次风通道2的进口连接一次风风机21，一次风风机21提供正压鼓风。由螺旋输送机1计量进料量并将废盐输送进入一次风通道2。
26.旋流熔融炉3包括立式筒体。筒体的顶部设置多通道喷嘴31，多通道喷嘴31包括第一通道和第二通道，第一通道连接一次风通道2的出口，第一通道用于输送废盐和由一次风风机21鼓入的空气，第二通道用于接入天然气。筒体的筒壁中部设置若干二次风喷嘴32，二次风喷嘴32由二次风风机提供正压鼓风且空气沿切向进入筒体内，由二次风风机通过二次风喷嘴32向筒体内送入空气并对旋流熔融炉3内的烟气提供切向运动动量。筒体的底部设置熔融盐出口，熔融盐出口与冷却筒4的进口连接。筒体的筒壁下部设置烟气出口，烟气出口位于熔融盐出口上方，烟气出口经管道依次连接喷淋塔5、引风机6和烟气处理系统7。本实施例中，二次风喷嘴32为四个并分为两层并对称设置在筒体的筒壁上。
27.另外，筒体的筒壁中部设置氮气入口34，氮气通过氮气入口34进入筒体内，用于系统起炉和紧急停炉过程中的吹扫，氮气入口34可位于二次风喷嘴32上方。筒体内壁上设置耐火材料，经过熔融盐的耐腐蚀能力测试，能有效对抗熔融状态的盐对设备内衬的腐蚀。
28.熔融盐出口和冷却筒4的进口为可拆卸连接且在连接处设置便捷式密封装置33。
29.冷却筒4的外壁上设置水冷夹套41，用于对处置后的废盐进行固相冷却，亦可有效避免熔融盐直接用水冷却导致的爆炸事故。
30.喷淋塔5的烟气进口通过管道连接烟气出口，喷淋塔5的烟气出口经引风机6连接烟气处理系统7。喷淋塔5用于对处置后的废盐进行固相冷却。喷淋塔5的上部设置喷淋水进口，喷淋塔5的底部设置水封池51，用于承接对烟气进行冷却处理后的喷淋水，水封池51上设置喷淋水出口。
31.根据上述废盐处置系统，基于高温熔融的废盐处置工艺包括如下步骤：步骤一，待处理的废盐经进料装置并由螺旋输送机1送入一次风通道2。具体地，废盐由斗式提升机8提升至顶部料仓9并由顶部料仓9暂存，废盐由螺旋输送机1计量进料量并通过螺旋输送机1从顶部料仓9进入一次风通道2。
32.步骤二，废盐和空气在一次风通道2内通过稀相气力输送并由第一通道进入旋流熔融炉3的筒体内，天然气由第二通道进入旋流熔融炉3的筒体内，空气和天然气混合后燃烧后产生烟气并释放热量。
33.步骤三，废盐在热量作用下熔融形成盐液滴，且废盐中的有机杂质在高温有氧环境下发生氧化作用，同时释放出的热量亦可补充废盐处置所需能量，盐液滴受二次风喷嘴32提供的切向运动动量在筒体内旋转并附着在筒体内壁上，盐滴液在沿内壁流下的过程中与烟气发生强传质作用后脱除有机碳形成熔融盐。
34.步骤四，熔融盐流至筒体底部并由熔融盐出口进入冷却筒4，熔融盐经冷却后留待下游工艺处理，烟气由烟气出口进入喷淋塔5进行冷却，冷却后的烟气经引风机6进入烟气处理系统7，烟气经处理排放达标后排至大气。另外，当冷却筒4内存放处置后废盐较多时，暂停进料并打开便捷式密封装置33，更换冷却筒4后再关闭便捷式密封装置33并恢复进料。
35.本发明基于高温熔融的废盐处置系统及处置工艺，具备广泛适用性。例如，应用于某处理氯化钠为主要成分的废盐工厂，废盐中氯化钠成分85%，其余部分为有机物和其它杂质，有机物与杂质的混合物低位热值为3500kcal/kg，处置规模为3万吨/年。采用天然气和空气作为燃料和助燃剂，为保证废盐有效熔融，出口烟气温度需为1000℃。由于废盐中有机物可提供部分废盐处置所需能量，比天然气消耗（即处置废盐消耗天然气体积与处置废盐质量的比值）约为45~50nm3/吨盐，比空气消耗（即处置废盐消耗空气体积与处置废盐质量的比值）为120~130nm3/吨盐。
36.又如，应用于某处理氯化钠为主要成分的废盐工厂，废盐中氯化钠成分90%，其余部分为有机物和其它杂质，有机物与杂质的混合物低位热值为3000kcal/kg，采用天然气和空气作为燃料和助燃剂，为保证废盐有效熔融，出口烟气温度需为1000℃。由于废盐中有机物可提供部分废盐处置所需能量，比天然气消耗约为60~70nm3/吨盐，比空气消耗为125~135nm3/吨盐。
37.再如，应用于某处理氯化钠和氯化钾为主要成分的废盐工厂，废盐中氯化钾和氯化钠各占45%，其余部分为有机物和其它杂质，有机物与杂质的混合物低位热值为2000kcal/kg，采用天然气和空气作为燃料和助燃剂。由于该废盐成分会形成熔点较低固溶体，为降低废盐处置能耗，出口烟气温度为800℃。由于废盐中有机物可提供部分废盐处置所需能量，比天然气消耗约为60~75nm3/吨盐，比空气消耗为115~130nm3/吨盐。
38.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。技术特征：
1.一种基于高温熔融的废盐处置系统，包括进料装置、旋流熔融炉（3）、冷却筒（4）、喷淋塔（5）、引风机（6）和烟气处理系统（7）；其特征在于：所述进料装置包括螺旋输送机（1）、一次风通道（2）和一次风风机（21）；所述螺旋输送机（1）的进口供废盐进入，螺旋输送机（1）的出口与一次风通道（2）的管体连通，一次风通道（2）的进口连接一次风风机（21），一次风风机（21）提供正压鼓风；所述旋流熔融炉（3）包括立式筒体；所述筒体的顶部设置多通道喷嘴（31），多通道喷嘴（31）包括第一通道和第二通道，第一通道连接一次风通道（2）的出口，第二通道接入天然气；所述筒体的筒壁中部设置若干二次风喷嘴（32），二次风喷嘴（32）由二次风风机提供正压鼓风且空气沿切向进入筒体内；所述筒体的底部设置熔融盐出口，熔融盐出口与冷却筒（4）连接；所述筒体的筒壁下部设置烟气出口，烟气出口经管道依次连接喷淋塔（5）、引风机（6）和烟气处理系统（7）。2.根据权利要求1所述的基于高温熔融的废盐处置系统，其特征在于：所述进料装置包括斗式提升机（8）和顶部料仓（9），斗式提升机（8）的进口供待处置的废盐进入，斗式提升机（8）的出口连接顶部料仓（9）的进口，顶部料仓（9）的出口连接螺旋输送机（1）的进口。3.根据权利要求1所述的基于高温熔融的废盐处置系统，其特征在于：所述熔融盐出口和冷却筒（4）的进口为可拆卸连接且在连接处设置便捷式密封装置（33）。4.根据权利要求1所述的基于高温熔融的废盐处置系统，其特征在于：所述冷却筒（4）的外壁上设置水冷夹套（41）。5.根据权利要求1所述的基于高温熔融的废盐处置系统，其特征在于：所述二次风喷嘴（32）为四个并分为两层并对称设置在筒体的筒壁上。6.根据权利要求1所述的基于高温熔融的废盐处置系统，其特征在于：所述筒体的筒壁中部设置氮气入口（34）。7.根据权利要求1所述的基于高温熔融的废盐处置系统，其特征在于：所述筒体的内壁上设置耐火材料。8.一种基于高温熔融的废盐处置工艺，采用权利要求1所述的基于高温熔融的废盐处置系统，其特征在于：所述处置工艺包括如下步骤：步骤一，待处理的废盐经进料装置并由螺旋输送机（1）送入一次风通道（2）；步骤二，废盐和空气在一次风通道（2）内通过稀相气力输送并由第一通道进入旋流熔融炉（3）的筒体内，天然气由第二通道进入旋流熔融炉（3）的筒体内，空气和天然气混合后燃烧后产生烟气并释放热量；步骤三，废盐在热量作用下熔融形成盐液滴，盐液滴受二次风喷嘴（32）提供的切向运动动量在筒体内旋转并附着在筒体内壁上，盐滴液在沿内壁流下的过程中与烟气发生强传质作用后脱除有机碳形成熔融盐；步骤四，熔融盐流至筒体底部并由熔融盐出口进入冷却筒（4），熔融盐经冷却后留待下游工艺处理，烟气由烟气出口进入喷淋塔（5）进行冷却，冷却后的烟气经引风机（6）进入烟气处理系统（7），烟气经处理排放达标后排至大气。9.根据权利要求8所述的废盐处置工艺，其特征在于：所述步骤一中，进料装置包括斗式提升机（8）和顶部料仓（9），斗式提升机（8）的进口供待处置的废盐进入，斗式提升机（8）经顶部料仓（9）连接螺旋输送机（1），废盐由斗式提升机（8）提升至顶部料仓（9）并由顶部料
仓（9）暂存，废盐由螺旋输送机（1）计量进料量。10.根据权利要求8所述的废盐处置工艺，其特征在于：所述步骤四中，熔融盐出口和冷却筒（4）为可拆卸连接并在连接处设置便捷式密封装置（33），当冷却筒（4）内存放处置后废盐较多时，暂停进料并打开便捷式密封装置（33），更换冷却筒（4）后再关闭便捷式密封装置（33）并恢复进料。
技术总结
本发明涉及一种基于高温熔融的废盐处置系统及处置工艺，所述处置系统包括进料装置、旋流熔融炉（3）、冷却筒（4）、喷淋塔（5）、引风机（6）和烟气处理系统（7）；进料装置包括螺旋输送机（1）、一次风通道（2）和一次风风机（21）；螺旋输送机进口供废盐进入，螺旋输送机出口与一次风通道连通，一次风通道进口连接一次风风机；旋流熔融炉的筒体顶部设置多通道喷嘴（31），多通道喷嘴包括第一通道和第二通道，第一通道连接一次风通道出口，第二通道接入天然气；筒体筒壁中部设置若干二次风喷嘴（32）；筒体底部设置熔融盐出口，熔融盐出口与冷却筒连接；筒体筒壁下部设置烟气出口，烟气出口依次连接喷淋塔、引风机和烟气处理系统。塔、引风机和烟气处理系统。塔、引风机和烟气处理系统。
技术研发人员：徐月亭 茹斌 李博 冯波 邓四化 王希伟 曾志伟 郭泗勇 宛政 崔洁
受保护的技术使用者：上海市机电设计研究院有限公司
技术研发日：2021.01.29
技术公布日：2022/7/29
声明：
“基于高温熔融的废盐处置系统及处置工艺的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：上海市机电设计研究院有限公司
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2024年06月28日 ~ 30日 
