Q & A

記者：工業(yè)廢鹽的無害化處理難在哪兒？

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

目前，國內(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)備投資強度大、裝置運行成本高甚至無法長周期安全穩(wěn)定運行、廢鹽無害化不徹底等問題，無法大范圍推廣應(yīng)用。

我們一個個來看：

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，目前我國包含工業(yè)硫酸鈉和氯化鈉在內(nèi)的工業(yè)鹽市場已經(jīng)嚴(yán)重產(chǎn)能過剩，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)品很難進入工業(yè)鹽市場。

其次，由于不同企業(yè)所產(chǎn)的工業(yè)廢鹽成分千差萬別，通過分鹽技術(shù)所產(chǎn)的工業(yè)鹽中含有的少量雜質(zhì)可能會對現(xiàn)有用鹽企業(yè)生產(chǎn)裝置產(chǎn)生嚴(yán)重影響，雜質(zhì)金屬離子會對氯堿企業(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的潛在風(fēng)險，弄得不少企業(yè)只能將分鹽產(chǎn)品以噸袋包裝后長年隔離堆放。

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行反應(yīng)，將部分金屬離子固化在水泥產(chǎn)品中，但超過一定比例也會形成嚴(yán)重的低溫熔鹽腐蝕，對回轉(zhuǎn)窯的正常、安全運行造成極大隱患。

等離子體熔融技術(shù)是利用等離子體瞬間產(chǎn)生的上萬度高溫，將工業(yè)廢鹽轉(zhuǎn)化為滲出風(fēng)險較低的無毒性玻璃體建筑材料，雖然也能實現(xiàn)工業(yè)廢鹽的無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鹽氣化進入氣相而產(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、運行成本高、技術(shù)經(jīng)濟性差。

剛性填埋處理技術(shù)，其本身并未對工業(yè)廢鹽進行轉(zhuǎn)化處理，只是對其暫時隔離和封存。且剛性填埋場對選址有著極其嚴(yán)格的要求，需要進行嚴(yán)格的底部防滲施工處理，并建設(shè)終生監(jiān)控運行系統(tǒng)、配套周圍地下水監(jiān)測設(shè)施，處理成本超過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，一個小小的廢鹽處理，難倒了多少化工行業(yè)的有識之士。

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？

李大鵬：我們的技術(shù)準(zhǔn)確說叫危險工業(yè)廢鹽無害化處理集成技術(shù)，英文Hazardous Industrial Salt Waste Innocuous Disposal Integration，簡稱為HDI，是由杭州碳?xì)淇萍佳芯坑邢薰局鲗?dǎo)并聯(lián)合國內(nèi)著名大學(xué)、科研院所及國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域權(quán)威專家開發(fā)、擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、國內(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)在毫秒級時間尺度內(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)、對環(huán)境無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)，從而實現(xiàn)工業(yè)廢鹽的低成本無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：

一是工藝?yán)砟钕冗M。HDI的雜鹽轉(zhuǎn)化爐等核心設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計獨特，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)疤而無法長周期運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)緊湊簡單，無內(nèi)部件、移動件和膨脹節(jié)，可實現(xiàn)安全、長周期運行。

二是技術(shù)集成度高。研究團隊在充分吸收采納現(xiàn)有處理技術(shù)的優(yōu)勢、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溫度區(qū)間，實際運行中，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個溫控區(qū)，通過人工智能控制系統(tǒng)對作為熱載體和具有反應(yīng)活性的循環(huán)物料量進行調(diào)控，從而達到對溫控區(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)高溫焚燒無害化處理時對工業(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)長周期穩(wěn)定運行。該技術(shù)廢鹽轉(zhuǎn)化爐核心設(shè)備的獨特結(jié)構(gòu)設(shè)計及操作條件，規(guī)避了液態(tài)熔渣堵塞的風(fēng)險和對管道的腐蝕，可確保整個裝置連續(xù)、安全穩(wěn)定運行。

五是技術(shù)經(jīng)濟性好、項目競爭力強。HDI核心轉(zhuǎn)化爐的投資強度僅分別為水泥窯協(xié)同處置、高溫熔融裝置投資強度的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，可同步實現(xiàn)工業(yè)廢鹽轉(zhuǎn)化過程中的顯熱高效利用、危險廢棄物高效轉(zhuǎn)化，從而大幅降低了裝置能耗和運營成本，具有顯著的經(jīng)濟性和節(jié)能環(huán)保性。以5.6萬噸/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，項目的稅后內(nèi)部財務(wù)收益率（IRR）可達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、重金屬等危險物質(zhì)固化轉(zhuǎn)化為玻璃相含量超過90%、對環(huán)境無害的惰性玻璃狀礦化物——硅鋁長石、方鈉石、藍方石等。同時，將有毒有機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，基本無可溶性鹽溶出。處理過程散發(fā)的余熱，回收后副產(chǎn)高品質(zhì)蒸汽，用來發(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、除塵處理后實現(xiàn)超低排放。

工程化試驗表明，HDI可將工業(yè)廢鹽全部轉(zhuǎn)化，是迄今為止國內(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60萬噸工業(yè)廢鹽需要處理。HDI技術(shù)第二個示范項目將建在寧東基地（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1500萬噸/年，垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰總量近1000萬噸/年，煤礦疏干水結(jié)晶鹽產(chǎn)生量約1500萬噸/年。

這些工業(yè)廢鹽中的可溶性鹽含量大多超過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污染物，均被環(huán)保部門按危險固體廢棄物進行嚴(yán)格管控。

根據(jù)2020年6月1日起實施的《危險廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB18598-2019)》，這些工業(yè)廢鹽必須進行剛性填埋。即便不計算存量部分，每年僅新增的工業(yè)廢鹽處理費用就將近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75億元/年。

一旦HDI技術(shù)得以推廣，這個市場將會變得相當(dāng)可觀。事實上，可研評審結(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)主動與我們對接，洽談HDI應(yīng)用與合作。目前，寧夏環(huán)保集團已經(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，我要特別說一下對煤化工廢鹽處理的影響，廢鹽處理一直是煤化工一道過不去的坎。

跟蹤統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，煤化工企業(yè)每轉(zhuǎn)化1噸煤，就會產(chǎn)生約10～13千克工業(yè)廢鹽。這些廢鹽有些來自原料煤，有些來自催化劑，有些來自原水/循環(huán)水和助劑，有些來自酸/堿/鹽等藥劑，但最終都會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，且含有其他有機物和重金屬，化學(xué)需氧量高、毒害性大、腐蝕性強、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地的西部大型現(xiàn)代煤化工項目，廢鹽能否無害化處理并資源化利用已經(jīng)成為決定項目能否上馬或者建成項目能否正常生產(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心病，我相信煤化工產(chǎn)業(yè)一定能實現(xiàn)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。