先进热化学处理技术在化工废盐无害化及资源化领域的工程示范1李绚天博士，国家特聘专家南京工大环境科技有限公司技术副总江苏省产业教授江苏省化工环保新材料研究院副院长2•化工废盐现状：目前全国化工废盐产生量约1000万吨，来源于化工、农药、制药等支柱产业。因夹杂生产原料、反应产物和溶剂，有机物种类复杂，污染严重。危废类别主要有HW02(制药),HW04(农药),HW12(染料),HW13(树脂)、HW49(其它)等。•副产盐问题：还有一部分废盐是以“副产盐”的名义出现的，但事实上又达不到副产盐质量标准，或标准存在适用性问题。由于缺乏监管，暴露了许多问题，增加了环境安全风险，因此各地正在出台各种措施加强副产盐的环境管理，堵塞管理漏洞。•无处可埋：2020年6月1日实施的GB18598-2019《危险废物填埋污染控制标准》规定，可溶性盐含量高于10%的固废禁止采用柔性填埋处置，必须刚性填埋。但填埋处置本质上只是暂存，不是根本解决之道，且库容有限。•处置成本高：盐的腐蚀性极强，处置成本高(2200-4000元/吨)，已给企业和园区的生存和发展带来严重负担。化工废盐及副产盐问题近单质盐近单质盐杂盐近单质盐杂盐混合盐化工废盐种类就成分而言，化工废盐可分为：1.单一盐：•NaCl（占50%以上）•Na2SO4（占20%）•其它盐种2.两种以上盐类的混盐和杂盐。化工,250环氧树脂,45煤化工,20燃料,40橡胶,40其他行业,200化工环氧树脂煤化工燃料橡胶其他行业4现有废盐处理处置技术技术类型适用范围局限性刚性填埋适合量小、难以处理的废盐填埋只是暂存，不是解决之道；刚性填埋库容有限，占用大量土地湿式氧化COD≤2000mg/L的盐水有机物含量较高或化学结构较稳定时，湿式氧化和超临界水氧化都无法达到无害化要求回转窑焚烧高熔点废盐需大比例配伍稀释；受热软化、熔融、堵盐；腐蚀；二噁英排放固定床/移动床焚烧高熔点废盐需添加辅料，增加分离成本；二噁英排放热解碳化单质盐和混盐有机物脱除效率低，难以达到无害化要求液中焚烧15~25%高浓盐水处理效果不够好；能耗和运行成本高等离子体玻璃化含重金属的危废及核废料关键部件寿命短，设备可用率低；需添加玻璃化辅料；运行成本高➢2008年创建➢国家高新技术企业➢由2名国家特聘专家领衔➢江苏省“双创团队”➢江苏省“专精特新”企业➢江苏省瞪羚企业➢南京市独角兽企业➢200余人，30%拥有硕士博士学位➢业务范围：废水、废气、固废处理、生态修复、智慧园区、环保管家➢业务模式：EP,EPC,EPC-O,BOT南京工大环境科技有限公司（南工环境）是南京工业大学的高科技学科型公司，是化工环保技术的引领者。5南工环境团队面对困局，如何突破？南工环境的解决方案62021年9月完成中试我们的解决方案是：•拥有自主知识产权的先进热化学处理技术•独特的反应器设计及成套设备废盐的处理方案取决于：•废盐渣的成分、特征污染因子及物理化学特性•盐的最终出路、必须达到的标准和技术规范设计准则和要求：•有机物脱除效果要优于现有技术•处理过程本身要清洁、低碳•设备寿命较长（降低腐蚀，提高抗热冲击能力）•设备投资和运行成本较低中试结果：处理前后样品性状对比7精制再生盐#1废盐#1废盐#2精制再生盐#2废盐中的总有机碳TOC含量从处理前的5000~35000mg/kg降至25mg/kg以下。8主要技术指标技术指标说明经济规模NaCl、Na2SO4：单条生产线处理量5000~50000吨/年运行方式连续给料、连续/间歇出料残留TOC≤50mg/kg（干基）或更低大气排放废气：GB/T18484-2020（焚烧标准）,DB32/4041-2021（综排标准）VOC：DB32/4041-2021（综排标准）废水排放GB18918-2002（城镇污水）一级A标准二次固废一般低于处理量的3%9热化学处理技术的先进性比较对象南工环境热化学处理技术的优势与回转窑焚烧相比1.热化学处理效果更好2.工艺更清洁，能有效阻止二噁因的合成3.不添加任何辅料，不会引入新的杂质成分4.单质盐和混盐都能处理与热解类技术相比1.有机物脱除更彻底2.兼具二恶英排放低的优点与液中焚烧相比1.能耗更低2.按吨盐计，热化学处理的全周期工艺成本低1000元/吨以上与等离子体玻璃化技术相比1.热化学处理技术的能耗和工艺成本更低2.无需添加Ca-Al-Si玻璃化体系辅料，固废体积只减不增3.无需频繁更换关键部件，设备可用率更高10项目建设模式及公用工程条件公用工程说明业务模式可为客户提供如下服务：EP，EPC，EPC-O，BO，BOT电力10KVA/380VAC燃气一类天然气(GB17820-2018)，HHV≥36MJ/m3，压力≥0.2MPa-g蒸汽用于蒸发结晶、干燥，0.6MPa-g以上饱和蒸汽水包括循环冷却水、工艺用水、回溶水、生活用水等压缩空气0.4~0.8MPa-g，工艺压缩空气（雾化用）、仪表风废水处理达到接管要求后，交由园区污水处理厂集中处理固废处置交由有资质的第三方处置再生盐综合利用总体要求111.无害化：各种化工废盐通过热化学处理后，脱除其化学或生物毒性载体。2.质量标准硫酸钠：执行国家标准GB/T6009-2014《工业无水硫酸钠》标准。满足《固体废物再生利用污染防治技术导则》（HJ1091-2020）及《固体废物鉴别标准通则》（GB34330-2017）中第5.2条的要求的前提下，进行定向利用。•GB/T5462-2015《工业盐》针对海水、卤水为原料的工业盐，对再生工业盐没有明文涵盖。•HG/T5531.1-2019《草甘膦副产工业盐第1部分：氯化钠》于2020年颁行。•牵头制定了石油及化工联合会团体标准T/CPCIF0188-2022《化工废盐热化学处理技术规范》•牵头制定了江苏省地标《化工废盐无害化处理技术规范》（DB32-XXX），即将颁行。3.点对点利用资源化的市场1.NaCl：烧碱、纯碱、印染等行业。2.Na2SO4：洗涤剂、玻璃、瓷釉、纸浆、致冷混合剂、干燥剂、医药等。12应用模式一：绿岛模式✓江苏省某化工园区有40多家企业，来自医药、农药等行业，有22家企业每年产生化工废盐合计20000吨以上，其中8家企业占园区废盐产生总量的80%以上。✓典型废盐类别包括NaCl、Na2SO4等单质盐和NaCl-Na2SO4混盐。✓长期以来，园区企业产生的废盐外运作填埋处置，只有少量进行综合利用，企业负担沉重，园区也面临巨大的社会和环境压力。✓2020年，南工环境独自投资，在该化工园区建设“20000吨/年的化工废盐无害化处理及资源化利用项目”。该示范项目被列入江苏省环保厅“绿岛”项目，是政策鼓励的园区环保基础设施项目。✓2022年6月6日动工，2023年1月竣工，开始单机调试，2023年3月底获得危废经营许可证。目前已进入于试生产阶段。13绿岛概念无害化及资源化利用■硫酸钠：GB/T6009-2014氯化钠：QG/T5270-2018溴化钠：HG/T3909-2006废气废水达标排放绿岛产废企业14宿迁绿岛项目概况设计参数数据项目规模年处理量20000吨化工废盐，其中一期：4000吨/年二期：16000吨/年废盐种类NaCl、Na2SO4及其混盐建设目标江淮环保作为废盐集中处理企业，采用国内领先的技术，通过化工废盐无害化处理和资源化利用，形成完整的无机盐绿色、低碳循环利用产业链15宿迁绿岛项目危废仓库生产车间运行中的设备烟气净化16绿岛模式的亮点✓依托园区，服务园区，就地解决化工废盐无害化处理问题，为企业解难，为政府和园区分忧。✓可以与园区共建的环保基础设施。✓有较稳定的废盐来源，可以通过同类盐配伍保持设备运行稳定，排放达标。✓宜建设几条生产线，分别处理单质盐和混盐。应用模式二：企业自建废盐处理项目17✓某新材料企业每年产生近10000吨Na2SO4废盐，环评报告书中定性为“副产盐”。✓因达不到相应的产品质量标准要求（标准中也没有对应的TOC等有机污染物指标限值），长期以来无法做到真正的资源化，只能交由第三方处置。✓企业尝试过自行处理，但处理后TOC含量仍然较高，因此依然难以达到质量标准。✓经相互了解和技术交流，该企业有意采用南工环境的热化学处理技术和装备，通过无害化处理达到GB/T6009-2014《工业无水硫酸钠》标准，生产元明粉。18企业自建废盐处理装置高附加值产品■硫酸钠：GB/T6009-2014废气废水达标排放热化学处理车间企业自产废盐19企业自建模式的亮点✓通过将企业自产废盐进行无害化处理和精制，生产高附加值产品盐，无需危废转移，大大提高了经济效益。✓企业自建废盐处理项目，作为技改项目和现有生产工艺的延伸，无须申领危废经营许可证。✓废盐杂质成分可控，有利于工艺优化，降低运行成本。✓可利用企业现有公用工程设施（水、电、燃气、蒸汽、压缩空气等）。20应用模式三：氯碱循环经济✓某农化企业年产3万吨2,4-二氯苯氧乙酸（2.4-D）和1万吨间苯二胺产品，涉及氯化、加氢等工艺环节，使用氯气、氢气、烧碱，同时每年产生3万吨NaCl废盐。✓根据国家发改委颁发的《产业政策调整指导目录》（2019版），离子膜烧碱属于限制类技术，但以再生工业盐替代原盐则受到政策鼓励。✓该企业敏锐地认识到循环经济带来的一系列优势，决定投资建设一条15万吨/年离子膜烧碱生产线，利用自产废盐和园区其他企业产生的NaCl废盐生产氯气、氢气、烧碱，作为其生产原料。✓该企业决定采用南工环境开发的先进热化学处理技术和成套装备，建设15万吨/年化工废盐无害化处理项目，使废盐处理后残留TOC降至30mg/kg以下，达到《离子膜烧碱用盐》标准（QB/T5270-2018）及离子膜烧碱技术规范要求，100%替代原盐用于烧碱生产。✓本项目已开工建设。项目建成后，可降低生产成本5000~6000元/吨产品，形成巨大的市场竞争优势。21再生工业盐氯碱项目现场项目地点外景废盐吨袋现有生产装置在建废盐处理装置与离子膜烧碱工艺对接22化盐反应桶电解槽液氯工段液氯HCl合成盐酸吸收31%盐酸水氯氢处理82%H2SO498%H2SO4尾气处理干氯气氢气处理干氢气32%NaOH钛冷却器温氯气冷却水盐泥脱氯淡盐水水原盐Na2CO3+NaOH精滤螯合树脂塔热化学处理反应器废盐渣离子膜耐受性试验23•在离子膜烧碱工艺的典型电流密度下，从标准盐水切换到100%等浓度再生盐配制盐水，完成了强化试验。•电解槽平均电压、温度和电流效率3项指标均无明显变化，电解槽运行平稳，对离子膜工作状态没有可见的影响。24氯碱循环模式的亮点✓国家产业政策鼓励。✓我国氯碱行业产能近4000万吨/年，消耗原盐2700万吨，对再生工业盐的吸纳能力巨大，原盐置换率30%以上就基本能解决全部氯化钠废盐的出路问题。✓处理后的再生盐可直接输送至化盐槽，利用离子膜烧碱现有的盐水精制系统进行无机除杂。✓企业内氯碱循环不需要蒸发结晶，每吨盐可节省200~300元/吨的蒸发结晶成本。结语251.产业政策：国家发改委《产业政策调整清单》（2019版）为化工废盐无害化及资源化利用提供了强有力的产业政策支持。2.技术成熟：南工环境开发的化工废盐先进热化学处理技术已经成熟，处于国内领先水平，为废盐无害化和资源化利用奠定了坚实的技术基础。3.标准制定：经多方共同努力，长期制约再生盐资源化利用的标准规范短板已逐渐补齐，资源化之路逐渐打通。4.模式灵活：废盐无害化和资源化可以采用多种模式，如绿岛模式、企业自建模式、与离子膜烧碱对接实现循环经济，因地制宜提出解决方案。5.示范意义：推动废盐的无害化和资源化利用，创建示范工程，为园区和企业解难，为政府和社会分忧，也对推动我国化工产业的绿色低碳可持续发展具有重要的引领意义和示范价值。合作共赢南工环境业务联系人李绚天：189-5162-1014魏俊：180-6174-8880感谢垂听，请多指教！