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一种基于有机固废为燃料熔浴床的工业废盐电解制钠装置

2023-05-30 10:48:51

一种基于有机固废为燃料熔浴床的工业废盐电解制钠装置

  技术领域

  本实用新型涉及工业废盐处理技术领域,具体涉及一种基于有机固废为燃料熔浴床的工业废盐电解制钠装置。

  背景技术

  工业废盐处理是危废处置难题较为棘手的问题之一。工业废盐主要来源于农药、制药、精细化工、印染等多个行业,如在有机和无机化工产品生产过程中,产生大量的含盐废水,经蒸发浓缩后形成固态晶体,该结晶盐中含有大量的有机或无机杂质;农药副产废盐是农药行业中量最大的固体废物,含有各种有毒有害物质,成份复杂,同时由于水分含量高,易结块,难以得到有效处理及利用。盐是一种重要的化工原料,也是极为宝贵的国家战略资源,回收利用工业废盐作为工业原料用盐,不仅可以消除对环境的污染,还可以充分利用宝贵的盐资源,将副产资源化,实现循环经济。

  目前对工业废盐资源化的处理工艺普遍采用化学法和高温煅烧法,化学法处理,工艺路线长,投资大,生产成本高;高温煅烧法,工艺路线短,生产成本低,投资少所得重结晶的无机盐质量较好,但是,现有的高温煅烧处理工艺主要是采用高温热风直接或间接与废盐进行换热,使废盐中有机物在高温条件下完成裂解,所采用的设备主要有回转式加热炉、多层圆盘裂解炉等,这种处理工艺能效较低,由于燃烧采用直接点火燃烧的方式,燃烧效率低,另外,间接换热过程由于废盐与热风接触时间有限,盐分本身的温度并末达到期望温度,残留有机组分含量难于控制,对温度控制要求较高,直接换热过程有机物热解产生的热解气与大量烟气混合,使热解气难以回收利用只能与烟气一同排放,达不到资源回收的目的,还会造成二次污染。

  发明内容

  本实用新型的目的在于解决现有技术存在的不足,提供一种基于有机固废为燃料熔浴床的工业废盐电解制钠装置,结构新颖功能实用,利用高温热稳定的熔融盐作为催化介质和热载体对工业废盐进行热解气化,不仅可以减少反应能耗,还可以降低设备的成本和损耗,同时熔融盐可吸收热解产生的有害气体,减少对环境的污染,有利于环境保护,利用有机固废为燃料,既可以处理固废垃圾,又可以省煤省气,有利于节约能源。

  本实用新型采用的技术方案是:一种基于有机固废为燃料熔浴床的工业废盐电解制钠装置,包括熔浴床分区处理炉1、螺旋给料机2、搅拌推进螺旋桨3、气体除尘器4、离心风机5、防回火装置6、燃气发电机组7、鼓风机8、灰渣收集器9、氯气收集器10、钠蒸汽收集器11、钠液体收集器12、阳极电解棒13和阴极电解棒14,熔浴床分区处理炉1的外部设有保温隔热壁,内部设有熔融盐混合物,熔浴床分区处理炉1的内部设置有热解炉腔15、燃烧炉腔16、余热加温炉腔17、排气炉腔18和钠收集炉腔19,各炉腔之间设置有分离隔板20,其底部互相连通,分离隔板20的下端没入在熔融盐混合物中,热解炉腔15上设有炉体进料口和热解气出口,燃烧炉腔16上设有空气进口和灰渣出口,余热加温炉腔17中设有加热管道,排气炉腔18上设有排气出口,钠收集炉腔19上设有气体出口和液体出口,螺旋给料机2设置在熔浴床分区处理炉1的前端,其出料口与热解炉腔15上的炉体进料口相连通,搅拌推进螺旋桨3设置在热解炉腔15内,气体除尘器4的进气口与热解炉腔15上的热解气出口相连通,离心风机5的吸风口与气体除尘器4的出气口相连通,离心风机5的出风口与防回火装置6的进风口相连通,防回火装置6的出风口与燃气发电机组7的进气口相连通,燃气发电机组7的烟气出口与余热加温炉腔17中的加热管道相连通,鼓风机8的出风口与燃烧炉腔16上的空气进口相连通,灰渣收集器9与燃烧炉腔16上的灰渣出口相连接,氯气收集器10与排气炉腔18上的排气出口相连接,钠蒸汽收集器11与钠收集炉腔19上的气体出口相连接,钠液体收集器12与钠收集炉腔19上的液体出口相连接,阳极电解棒13设置在排气炉腔18内,阴极电解棒14设置在钠收集炉腔19内,燃气发电机组7通过连接导线分别与阳极电解棒13和阴极电解棒14相连接。

  本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:结构新颖功能实用,利用高温热稳定的熔融盐作为催化介质和热载体对工业废盐进行热解气化,不仅可以减少反应能耗,还可以降低设备的成本和损耗,同时熔融盐可吸收热解产生的有害气体,减少对环境的污染,有利于环境保护,利用有机固废为燃料,既可以处理固废垃圾,又可以省煤省气,有利于节约能源。

  附图说明

  图1为本实用新型的结构示意图。

  具体实施方式

  下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述,以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

  如图1所示,一种基于有机固废为燃料熔浴床的工业废盐电解制钠装置,包括熔浴床分区处理炉1、螺旋给料机2、搅拌推进螺旋桨3、气体除尘器4、离心风机5、防回火装置6、燃气发电机组7、鼓风机8、灰渣收集器9、氯气收集器10、钠蒸汽收集器11、钠液体收集器12、阳极电解棒13和阴极电解棒14,熔浴床分区处理炉1的外部设有保温隔热壁,内部设有熔融盐混合物,熔浴床分区处理炉1的内部设置有热解炉腔15、燃烧炉腔16、余热加温炉腔17、排气炉腔18和钠收集炉腔19,各炉腔之间设置有分离隔板20,其底部互相连通,分离隔板20的下端没入在熔融盐混合物中,热解炉腔15上设有炉体进料口和热解气出口,燃烧炉腔16上设有空气进口和灰渣出口,余热加温炉腔17中设有加热管道,排气炉腔18上设有排气出口,钠收集炉腔19上设有气体出口和液体出口,螺旋给料机2设置在熔浴床分区处理炉1的前端,其出料口与热解炉腔15上的炉体进料口相连通,搅拌推进螺旋桨3设置在热解炉腔15内,气体除尘器4的进气口与热解炉腔15上的热解气出口相连通,离心风机5的吸风口与气体除尘器4的出气口相连通,离心风机5的出风口与防回火装置6的进风口相连通,防回火装置6的出风口与燃气发电机组7的进气口相连通,燃气发电机组7的烟气出口与余热加温炉腔17中的加热管道相连通,鼓风机8的出风口与燃烧炉腔16上的空气进口相连通,灰渣收集器9与燃烧炉腔16上的灰渣出口相连接,氯气收集器10与排气炉腔18上的排气出口相连接,钠蒸汽收集器11与钠收集炉腔19上的气体出口相连接,钠液体收集器12与钠收集炉腔19上的液体出口相连接,阳极电解棒13设置在排气炉腔18内,阴极电解棒14设置在钠收集炉腔19内,燃气发电机组7通过连接导线分别与阳极电解棒13和阴极电解棒14相连接。

  熔浴床处理工业废盐主要是利用高温热稳定的熔融盐作为催化介质和热载体对工业废盐进行分区热解气化,熔融盐具有良好的蓄热能力,传质传热系数高,能够快速高效分解有机物,同时熔融盐可吸收热解产生的有害气体,以有机固废为燃料,利用熔融盐处理工业废盐,使有机固废垃圾和工业废盐在熔融盐体内得到充分分解,有机物分解彻底,而且产物不含有害气体,减少对环境的污染,有利于环境保护,热解气可作为能源和合成气利用,不仅可以减少反应能耗,还可以降低设备的成本和损耗,同时减少对环境的污染。

  热解气燃烧发电提高了能源利用率,低氧空气燃烧碳化物从根本上提高了燃烧炉腔的能源利用率,特别是对低热值燃料的合理利用,既减少了污染物的排放,又节约了能源,强化了燃烧炉腔内的炉气循环,烟气余热回收利用加温,均匀了熔融盐的温度场。

  熔浴床分区处理炉1的内部设置有热解炉腔15、燃烧炉腔16、余热加温炉腔17、排气炉腔18和钠收集炉腔19,各炉腔之间设置有分离隔板20,其底部互相连通,分离隔板20的下端没入在熔融盐混合物中,这种分区结构炉腔实现了低温热解、燃烧加热、气体排出和电解制钠的绝对分离。

  燃气发电机组7采用热解气燃烧发电,为阳极电解棒13和阴极电解棒14提供电能,最大限度地循环利用了能源,有利于节能降耗。

  该装置对工业废盐处理电解制钠的流程为:

  1、螺旋给料机2将固废垃圾和工业废盐混合定时定量、持续均匀地喂入热解炉腔15内,搅拌推进螺旋桨3将固废垃圾、工业废盐与热解炉腔15内的熔融盐混合物充分搅拌均匀混合,

  2、固废垃圾和工业废盐在热解炉腔15内熔融盐混合物催化作用下,充分热解,生成热解气、碳化物和盐晶体,

  3、热解气在离心风机5的吹吸作用下,依次经过气体除尘器4、离心风机5、防回火装置6,进入燃气发电机组7内燃烧发电,

  4、碳化物在搅拌推进螺旋桨3的推动下,随熔融盐混合物的流动,进入燃烧炉腔16内,

  5、在燃烧炉腔16内对碳化物和由鼓风机8输入的空气进行低氧空气燃烧,抑制NOx的生成,燃尽二噁英等有毒气体,并对燃烧炉腔16内的熔融盐混合物进行加热,

  6、灰渣收集器9对燃烧炉腔16内燃烧产生的碳固灰渣进行收集,

  7、燃气发电机组7利用热解气燃烧发电,为阳极电解棒13和阴极电解棒14提供电能,电解盐晶体制钠,燃烧产生的烟气经过余热加温炉腔17中的加热管道,利用烟气余热加温,均匀熔融盐的温度场,

  8、电解生成的氯气由氯气收集器10进行收集,电解生成的液体金属钠由钠液体收集器12进行收集,高温产生的钠蒸汽由钠蒸汽收集器11进行收集。

  不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

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