Q & A

記者：工業(yè)廢鹽的無(wú)害化處理難在哪兒？

李大鵬：工業(yè)廢鹽中除含有高濃度可溶性鹽之外，通常還含有機(jī)氯化物、硝基苯及其衍生物、多環(huán)芳烴等有毒難降解有機(jī)物及重金屬，存在較大的環(huán)境與安全風(fēng)險(xiǎn)，被環(huán)保部門以危險(xiǎn)工業(yè)固體廢棄物進(jìn)行嚴(yán)格管理。

目前，國(guó)內(nèi)外普遍采用安全填埋、結(jié)晶分鹽、高溫焚燒、等離子體熔融、水泥回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處置等途徑進(jìn)行處置、處理，但這些方法都不同程度地存在工藝流程復(fù)雜、能耗高、設(shè)備投資強(qiáng)度大、裝置運(yùn)行成本高甚至無(wú)法長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行、廢鹽無(wú)害化不徹底等問題，無(wú)法大范圍推廣應(yīng)用。

我們一個(gè)個(gè)來(lái)看：

結(jié)晶分鹽技術(shù)雖然可將混鹽分離為工業(yè)硫酸鈉和氯化鈉，但所產(chǎn)生的硫酸鈉和氯化鈉的消納存在極大挑戰(zhàn)：

首先，目前我國(guó)包含工業(yè)硫酸鈉和氯化鈉在內(nèi)的工業(yè)鹽市場(chǎng)已經(jīng)嚴(yán)重產(chǎn)能過(guò)剩，工業(yè)硫酸鈉總產(chǎn)能利用率僅50%，導(dǎo)致工業(yè)廢鹽處理后的鹽產(chǎn)品很難進(jìn)入工業(yè)鹽市場(chǎng)。

其次，由于不同企業(yè)所產(chǎn)的工業(yè)廢鹽成分千差萬(wàn)別，通過(guò)分鹽技術(shù)所產(chǎn)的工業(yè)鹽中含有的少量雜質(zhì)可能會(huì)對(duì)現(xiàn)有用鹽企業(yè)生產(chǎn)裝置產(chǎn)生嚴(yán)重影響，雜質(zhì)金屬離子會(huì)對(duì)氯堿企業(yè)的離子膜造成嚴(yán)重的不可逆損害。

還有，工業(yè)廢鹽分鹽后所產(chǎn)生的工業(yè)鹽也存在被不法分子利用而流入食品市場(chǎng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，弄得不少企業(yè)只能將分鹽產(chǎn)品以噸袋包裝后長(zhǎng)年隔離堆放。

水泥回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處置技術(shù)雖然可將分鹽與水泥生料混合后投到窯爐進(jìn)行反應(yīng)，將部分金屬離子固化在水泥產(chǎn)品中，但超過(guò)一定比例也會(huì)形成嚴(yán)重的低溫熔鹽腐蝕，對(duì)回轉(zhuǎn)窯的正常、安全運(yùn)行造成極大隱患。

等離子體熔融技術(shù)是利用等離子體瞬間產(chǎn)生的上萬(wàn)度高溫，將工業(yè)廢鹽轉(zhuǎn)化為滲出風(fēng)險(xiǎn)較低的無(wú)毒性玻璃體建筑材料，雖然也能實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢鹽的無(wú)害化處理和資源化利用，但由于處理溫度高極易使大部分的低沸點(diǎn)鹽氣化進(jìn)入氣相而產(chǎn)生二次飛灰污染，而且能耗高、工作環(huán)境苛刻、設(shè)備配件易損壞、裝置規(guī)模小、運(yùn)行成本高、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性差。

剛性填埋處理技術(shù)，其本身并未對(duì)工業(yè)廢鹽進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理，只是對(duì)其暫時(shí)隔離和封存。且剛性填埋場(chǎng)對(duì)選址有著極其嚴(yán)格的要求，需要進(jìn)行嚴(yán)格的底部防滲施工處理，并建設(shè)終生監(jiān)控運(yùn)行系統(tǒng)、配套周圍地下水監(jiān)測(cè)設(shè)施，處理成本超過(guò)6000元/噸。而且一旦遇到地震、洪水、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害或其他不可抗力，還將引發(fā)災(zāi)難性后果，同樣不是理想的工業(yè)廢鹽處理途徑。

所以，一個(gè)小小的廢鹽處理，難倒了多少化工行業(yè)的有識(shí)之士。

記者：與現(xiàn)有廢鹽處理技術(shù)相比，新型技術(shù)有哪些優(yōu)勢(shì)？

李大鵬：我們的技術(shù)準(zhǔn)確說(shuō)叫危險(xiǎn)工業(yè)廢鹽無(wú)害化處理集成技術(shù)，英文Hazardous Industrial Salt Waste Innocuous Disposal Integration，簡(jiǎn)稱為HDI，是由杭州碳?xì)淇萍佳芯坑邢薰局鲗?dǎo)并聯(lián)合國(guó)內(nèi)著名大學(xué)、科研院所及國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域權(quán)威專家開發(fā)、擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的一種新型工業(yè)廢鹽處理技術(shù)。

其核心是采用高倍率顆粒循環(huán)及快速熱量分散技術(shù)，在高溫及高活性轉(zhuǎn)化助劑的協(xié)同作用下，使廢鹽中的可溶性鹽與反應(yīng)體系中的活性硅、鋁物質(zhì)在毫秒級(jí)時(shí)間尺度內(nèi)快速高效反應(yīng)，生成具有穩(wěn)定晶格網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、對(duì)環(huán)境無(wú)害并可用作油氣開采壓裂支撐劑和建筑材料的惰性玻璃相和礦物晶體物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢鹽的低成本無(wú)害化處理和資源化利用。

與現(xiàn)有工業(yè)廢鹽處理技術(shù)相比，HDI具有五大特點(diǎn)：

一是工藝?yán)砟钕冗M(jìn)。HDI的雜鹽轉(zhuǎn)化爐等核心設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)特，顯熱回收系統(tǒng)突破了現(xiàn)有輻射式廢鍋、半輻射式廢鍋結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易掛渣、堵塞、結(jié)疤而無(wú)法長(zhǎng)周期運(yùn)行且熱效率較低的技術(shù)瓶頸，關(guān)鍵設(shè)備提升管結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，無(wú)內(nèi)部件、移動(dòng)件和膨脹節(jié)，可實(shí)現(xiàn)安全、長(zhǎng)周期運(yùn)行。

二是技術(shù)集成度高。研究團(tuán)隊(duì)在充分吸收采納現(xiàn)有處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、摒棄其不足和缺陷基礎(chǔ)上，耦合了煉油工業(yè)的提升管、快速裂解（分解）、循環(huán)流化床高倍率循環(huán)以及熱量快速分散技術(shù)，將惰性顆粒循環(huán)倍率提升至約90倍，將提升管的溫度控制在600～700攝氏度，將轉(zhuǎn)化爐的密相床溫度控制在適宜的固溶體液相點(diǎn)溫度區(qū)間，實(shí)際運(yùn)行中，可根據(jù)工業(yè)廢鹽的組成差異確定其操作溫度。HDI轉(zhuǎn)化爐有3個(gè)溫控區(qū)，通過(guò)人工智能控制系統(tǒng)對(duì)作為熱載體和具有反應(yīng)活性的循環(huán)物料量進(jìn)行調(diào)控，從而達(dá)到對(duì)溫控區(qū)的精準(zhǔn)控制。

三是原料適應(yīng)性廣。HDI所用的添加劑是根據(jù)裝置系統(tǒng)的操作參數(shù)、待處理的工業(yè)廢鹽組成以及無(wú)定型玻璃體固溶體產(chǎn)物的相平衡數(shù)據(jù)，按照特定比例復(fù)配的富含硅、鋁、氧、鐵、錳、鈣等元素的助劑，可根據(jù)被處理廢鹽組成以及處理后的主要用途靈活調(diào)節(jié)摻配，突破了常規(guī)高溫焚燒無(wú)害化處理時(shí)對(duì)工業(yè)廢鹽金屬元素和非金屬元素的剛性限制。

四是可保證裝置能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。該技術(shù)廢鹽轉(zhuǎn)化爐核心設(shè)備的獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作條件，規(guī)避了液態(tài)熔渣堵塞的風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)管道的腐蝕，可確保整個(gè)裝置連續(xù)、安全穩(wěn)定運(yùn)行。

五是技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好、項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。HDI核心轉(zhuǎn)化爐的投資強(qiáng)度僅分別為水泥窯協(xié)同處置、高溫熔融裝置投資強(qiáng)度的1/2、1/5～1/3，加之基于高倍率顆粒循環(huán)理念的高效熱量分散技術(shù)，以及高效轉(zhuǎn)化助劑，可同步實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢鹽轉(zhuǎn)化過(guò)程中的顯熱高效利用、危險(xiǎn)廢棄物高效轉(zhuǎn)化，從而大幅降低了裝置能耗和運(yùn)營(yíng)成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能環(huán)保性。以5.6萬(wàn)噸/年標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模的HDI裝置為例，工程投資概算1.1億～1.3億元，項(xiàng)目的稅后內(nèi)部財(cái)務(wù)收益率（IRR）可達(dá)35%～40%。

記者：業(yè)內(nèi)最關(guān)心的節(jié)能環(huán)保性何如？

李大鵬：由于采用了高倍率惰性顆粒循環(huán)和高效熱量分散技術(shù)，以及獨(dú)具特色的協(xié)同效應(yīng)添加劑，HDI可將固體廢物中的可溶性鹽、重金屬等危險(xiǎn)物質(zhì)固化轉(zhuǎn)化為玻璃相含量超過(guò)90%、對(duì)環(huán)境無(wú)害的惰性玻璃狀礦化物——硅鋁長(zhǎng)石、方鈉石、藍(lán)方石等。同時(shí)，將有毒有機(jī)物分解為二氧化碳和水。所得玻璃體的水溶性鹽總含量小于1%，遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)10%的要求；水溶液電導(dǎo)率為0.127毫西門子/厘米，僅為飲用水的1/10，基本無(wú)可溶性鹽溶出。處理過(guò)程散發(fā)的余熱，回收后副產(chǎn)高品質(zhì)蒸汽，用來(lái)發(fā)電或直供工業(yè)園區(qū)相關(guān)企業(yè)用汽、采暖；裝置煙氣經(jīng)脫硫、脫硝、除塵處理后實(shí)現(xiàn)超低排放。

工程化試驗(yàn)表明，HDI可將工業(yè)廢鹽全部轉(zhuǎn)化，是迄今為止國(guó)內(nèi)唯一能夠?qū)⒑写罅柯然c、硫酸鈉等可溶性鹽轉(zhuǎn)化為玻璃相產(chǎn)物的技術(shù)。

這是寧東能源化工基地堆積的工業(yè)廢鹽。目前該基地已經(jīng)有60萬(wàn)噸工業(yè)廢鹽需要處理。HDI技術(shù)第二個(gè)示范項(xiàng)目將建在寧東基地（受訪者提供圖）

記者：您如何看待HDI的應(yīng)用前景？

李大鵬：我國(guó)煤化工、石油化工、農(nóng)藥、制藥、精細(xì)化工、印染等行業(yè)工業(yè)廢鹽產(chǎn)生量約1500萬(wàn)噸/年，垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰總量近1000萬(wàn)噸/年，煤礦疏干水結(jié)晶鹽產(chǎn)生量約1500萬(wàn)噸/年。

這些工業(yè)廢鹽中的可溶性鹽含量大多超過(guò)90%，并含有重金屬和氯苯類、硝基苯類、酚類難降解的有毒有機(jī)污染物，均被環(huán)保部門按危險(xiǎn)固體廢棄物進(jìn)行嚴(yán)格管控。

根據(jù)2020年6月1日起實(shí)施的《危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB18598-2019)》，這些工業(yè)廢鹽必須進(jìn)行剛性填埋。即便不計(jì)算存量部分，每年僅新增的工業(yè)廢鹽處理費(fèi)用就將近1000億元，其中煤化工行業(yè)新增的工業(yè)廢鹽處理市值就將超過(guò)75億元/年。

一旦HDI技術(shù)得以推廣，這個(gè)市場(chǎng)將會(huì)變得相當(dāng)可觀。事實(shí)上，可研評(píng)審結(jié)果公開后，短短20多天，已經(jīng)有十幾家大型能源化工企業(yè)主動(dòng)與我們對(duì)接，洽談HDI應(yīng)用與合作。目前，寧夏環(huán)保集團(tuán)已經(jīng)獲得了我們的技術(shù)許可，將建設(shè)數(shù)套HDI工業(yè)化裝置，處理寧東能源化工基地不斷增加的工業(yè)廢鹽。

在這里，我要特別說(shuō)一下對(duì)煤化工廢鹽處理的影響，廢鹽處理一直是煤化工一道過(guò)不去的坎。

跟蹤統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，煤化工企業(yè)每轉(zhuǎn)化1噸煤，就會(huì)產(chǎn)生約10～13千克工業(yè)廢鹽。這些廢鹽有些來(lái)自原料煤，有些來(lái)自催化劑，有些來(lái)自原水/循環(huán)水和助劑，有些來(lái)自酸/堿/鹽等藥劑，但最終都會(huì)以廢水或濃水形式排出。

由于這些廢水或濃水中不僅鹽含量高，且含有其他有機(jī)物和重金屬，化學(xué)需氧量高、毒害性大、腐蝕性強(qiáng)、處理難度大，已經(jīng)成為制約煤化工零排放和可持續(xù)發(fā)展的最大障礙之一。

尤其地處水資源短缺、生態(tài)脆弱、環(huán)境容量小、缺乏江河湖泊等自然納污場(chǎng)地的西部大型現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目，廢鹽能否無(wú)害化處理并資源化利用已經(jīng)成為決定項(xiàng)目能否上馬或者建成項(xiàng)目能否正常生產(chǎn)并盈利的關(guān)鍵因素之一。

如果HDI技術(shù)能從根本上解決煤化工的這個(gè)心病，我相信煤化工產(chǎn)業(yè)一定能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。