羅建軍 吳汕 李一

摘 要：工業(yè)廢鹽的無害化處理和資源化利用已是當前工業(yè)廢鹽處置的趨勢，其中無害化處理是前提。介紹了廢鹽高溫處理的三種技術：高溫熔融、熱解碳化和自蔓延熱解焚燒，分析了三種技術的優(yōu)缺點，總結了工業(yè)廢鹽無害化處理技術的關鍵核心問題是有機物去除，技術難點是解決處置過程中有機物結焦、廢鹽結塊、設備磨損、腐蝕和降低能耗和運行安全性、穩(wěn)定性。

關鍵詞：工業(yè)廢鹽;無害化;自蔓延熱解焚燒;高溫熔融;熱解碳化

Abstract：The harmless treatment and resource utilization of industrial waste salt is the current trend of industrial waste salt disposal，harmless treatment is the premise. In this paper，three technologies for high temperature treatment of waste salt are introduced： high temperature melting， pyrolysis carbonization and self-propagating pyrolysis incineration， analyzed the advantages and disadvantages of the three technologies， Summarized that the key core problem of the harmless treatment technology of industrial waste salt is organic matter removal， the technical difficulty is to solve the coking of organic matter， agglomeration of waste salt， equipment wear and corrosion， reduce energy consumption ，safety and stability of operation during the disposal process.

Keywords：Industrial waste salt;Harmless;Self-propagation pyrolytic incineration;High temperature melting;Pyrolytic carbonization

1 前 ?言

工業(yè)廢鹽來源廣泛，涉及農(nóng)藥、醫(yī)藥、精細化工、印染等行業(yè)。工業(yè)廢鹽主要成分為NaCl，還含有KCl、Na2SO4等無機鹽，廢鹽中主要污染物為有機物，具有刺激性氣味，成分復雜，毒害大、難降解等特點，處置不當易對環(huán)境造成污染[1，2，3]。

當前，工業(yè)廢鹽普遍實行企業(yè)建庫集中暫存的方式進行處理或委托填埋處置[4]，但新版《危險廢物填埋污染控制標準》（GB18598-2019）規(guī)定進入柔性填埋場的危險廢物要求“水溶性鹽總量小于10%”以及“有機質(zhì)含量小于5%”[5]。新標準自2020年6月1日實施后，傳統(tǒng)的柔性填埋處置工業(yè)廢鹽不再可行。若采用剛性填埋，一方面國內(nèi)符合廢鹽填埋標準的剛性填埋場屈指可數(shù)，庫容不足;另一方面，剛性填埋場的建設和管理成本遠高于柔性填埋場，造成廢鹽的填埋費用增加，給產(chǎn)廢企業(yè)帶來沉重的經(jīng)濟負擔;此外，工業(yè)廢鹽中的主要成分NaCl、Na2SO4等重要的工業(yè)原料，采取填埋處理，也造成了資源浪費。

故，如何對工業(yè)廢鹽進行有效無害化處理，并實現(xiàn)資源化利用已成為產(chǎn)廢企業(yè)以及環(huán)境保護亟待解決的問題，得到了社會各界的關注，科研工作者、環(huán)保企業(yè)就廢鹽處理處置技術開展了廣泛的研究。

2 工業(yè)廢鹽處置的基本路線

工業(yè)廢鹽的無害化處理及資源化利用的基本路線為“無害化處理+精制提純”。無害化處理的核心任務是去除廢鹽中的有機物，對有機物的去除效果直接影響精制提純得到的再生鹽的質(zhì)量。精制提純是將無害化處理后的廢鹽除雜、混鹽分離、微量TOC去除，最終蒸發(fā)結晶得到再生鹽。

目前，國內(nèi)外工業(yè)廢鹽無害化處理技術包括：洗滌、氧化法及高溫法。

洗滌法分為洗鹽法和萃取法，前者利用飽和鹽水對廢鹽進行洗滌，去除有機物及雜質(zhì);后者采用有機溶劑，利用相似相容原理對廢鹽中的有機物進行萃取去除。該方法存在有機物種類針對性強、適用范圍窄、二次污染風險、有機物去除率不高等缺陷，并未得到推廣使用。

氧化法是利用次氯酸鈉、雙氧水、臭氧等氧化劑，有的輔以電催化，將鹽水中的有機物氧化為揮發(fā)性氣體加以去除。該方法的處理效果受有機污染物性質(zhì)的影響，適用范圍小，氧化劑耗量大，處理成本較高;此外，對于氧化劑的用量不好把握，易造成氧化劑的過量浪費或有機物的去除不徹底等問題。

高溫法是將工業(yè)廢鹽置于高溫環(huán)境下，利用高溫條件下有機物分解或氧化的原理將有機物去除。該方法對有機物的去除率高、適用范圍廣、處置成本較低，是目前國內(nèi)無害化處理工業(yè)廢鹽的主流方法。

3 工業(yè)廢鹽高溫無害化處理技術

工業(yè)廢鹽的高溫無害化處理技術主要有高溫熔融、熱解碳化及自蔓延熱解焚燒。

3.1 高溫熔融技術

高溫熔融技術是將廢鹽加熱到其熔點以上（800～1200℃），廢鹽處于熔融狀態(tài)，在高溫下有機物分解較徹底，無害化效果較好[6，7]。

高溫熔融技術所采用的設備一般為從冶金行業(yè)借鑒并改造的冶金爐，或者等離子熔融爐。

高溫熔融技術的反應溫度較高，能耗較高;高溫反應條件下，尾氣排放中的氮氧化物、煙氣裹挾的鹽粒等污染物濃度增加，給尾氣凈化提出了更高的要求;另外，設備的造價較高，需解決高溫熔融鹽對設備的腐蝕和磨損等問題[8，9，10]，因此，設備的初投資較高;熔融鹽粘結、堵塞設備也是不容忽視的問題[11]。

高溫熔融技術雖然理論上能夠?qū)崿F(xiàn)廢鹽的無害化處理，但對生產(chǎn)設備要求高、能耗高、初投資和運行成本高，因此限制了其應用。

3.2 熱解碳化技術

熱解碳化技術是在低于廢鹽的熔點溫度，控制反應氣氛（無氧或缺氧），使廢鹽中的有機物分解為氣體或碳化，從而實現(xiàn)對有機物的去除。

熱解碳化技術根據(jù)反應溫度，可以分為低溫熱解碳化技術（<400℃）和高溫熱解碳化技術（大于等于400℃）;根據(jù)反應器類型可以分為固定床技術和流化床技術;根據(jù)反應級數(shù)可以分為單級熱解碳化、多級熱解碳化以及多級臨界碳化。

胡衛(wèi)平等[4]將廢鹽從熱解爐頂部加入，物料由上至下運動，維持熱分解爐內(nèi)的溫度為300～600℃，使廢鹽中的有機物在熱分解爐內(nèi)的高溫條件下不斷分解成揮發(fā)性尾氣，從而實現(xiàn)廢鹽的無害化處理。該方法為單級熱解碳化技術，工藝簡單，所需熱量較少，但反應溫度較低、反應時間短、反應流場不均，有機物去除效率不高。更重要的是，長鏈有機物和芳環(huán)、稠環(huán)和雜環(huán)有機物易發(fā)生聚合結焦反應，不能徹底分解，廢鹽和煙氣匯總焦油含量上升，粘結、堵塞尾氣系統(tǒng)。

為此，針對廢鹽的中的有機物的種類和理化特性的多樣性，開發(fā)出了多級臨界碳化技術，根據(jù)不同廢鹽的臨界軟化點和臨界碳化點選擇不同的碳化溫度和碳化方法，解決設備結焦、碳化不均、雜質(zhì)去除不凈等問題[12，13]。

熱解碳化工藝的反應器類型分為固定床和流化床。固定床反應器運動件少，因此運行和維護管理較為簡單。但其傳熱和傳質(zhì)效果較差，相同的反應條件下，有機物去除效果較差。同時，廢鹽與反應器相對靜止，雖然可以減少對設備的磨損，但是也容易結塊和粘結設備。

流化床反應器的傳熱和傳質(zhì)效果較好，因此在有機物的去除效果上優(yōu)于固定床反應器。但是，廢鹽的翻動會加速設備的機械磨損，增加煙氣含塵量。

3.3 自蔓延熱解焚燒技術

李秉正[14，15]等人開發(fā)的自蔓延熱解焚燒技術，先對廢鹽進行預處理，形成具有一定熱值和透氣性的混合物料，然后將混合料布于載料單元。在熱解焚燒裝置中，隨著載料單元向前逐步推進，料層的表面經(jīng)點火形成的熱解焚燒層在負壓抽風作用下，由表面逐漸向下逐層推進。同時，熱解燃燒層產(chǎn)生的高溫煙氣在負壓狀態(tài)下通過下部料層，對下部混合物料進行預熱、干燥，提高系統(tǒng)熱效率。

該技術的熱解焚燒層溫度控制在廢鹽的熔點以下，同時采用了自循環(huán)過濾層技術，廢鹽不與裝備粘結;物料在熱解焚燒處置過程中相對靜止，無翻動，有效解決了管道堵塞、腐蝕及粉塵等問題;節(jié)能降耗方面，有效利用廢鹽中有機物自身的熱解產(chǎn)生的高溫氣體，對下層含水的待處理成球廢鹽時進行干燥、預熱，降低能耗和處理成本;處置核心裝備利用了冶金行業(yè)裝備的特點，設備成熟可靠。

據(jù)報道，該技術已在重慶某化工企業(yè)進行了工業(yè)化應用，無害化處置得到的再生鹽作為離子膜燒堿原料使用，有效解決的了化工企業(yè)的處置難題[15]。

4 結語

工業(yè)廢鹽涉及諸多行業(yè)，產(chǎn)量巨大，隨著最新《危險廢物填埋污染控制標準》的實施，工業(yè)廢鹽的無害化處理和資源化利用成為了國內(nèi)環(huán)保界一個熱門的研究課題;

工業(yè)廢鹽的的無害化處理和資源化利用的基本路線為“無害化處理+精制提純”，無害化處理是前提，精制提純得到合格再生鹽，實現(xiàn)資源化利用;

工業(yè)廢鹽的無害化處理方法分為洗滌、氧化法及高溫法三大類，其中高溫法是主流;

工業(yè)廢鹽的高溫無害化處理技術的關鍵核心問題是在最大程度實現(xiàn)化工廢鹽中有機物去除，同時解決處置過程中有機物結焦、廢鹽結塊、設備磨損、腐蝕和降低能耗和運行安全性、穩(wěn)定性的問題。

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作者簡介：羅建軍（1990-），男，重慶梁平人，碩士，中級工程師，主要從事固體廢物處理和資源化利用處置研究工作。

基金項目：重慶市科委自然科學基金項目（cstc2019jscx-fxydX0009）

通訊作者：吳汕