农药、染料等化工行业生产过程中常产生高盐水。高盐水“零排放”成为很多企业面临的环保问题。目前一般采用蒸发技术进行脱盐处理，产生的工业废盐夹杂大量有机物，如卤代烃、苯系物等，毒害大、累积性强、难降解^〔1〕，易对土壤和地下水造成污染。废盐的资源化与无害化处理处置迫在眉睫^〔2〕。

废盐的处理处置主要包括盐洗法、萃取法、填埋法、填海法及高温处理法^〔3〕。高温熔融处理法作为一种可行、高效的废盐处理技术，对有机物去除效果显著、普适性强。但在实际工程运行中存在无机盐软化黏壁、设备腐蚀、管道堵塞等问题，缺乏可借鉴的废盐高温熔融处理工程运行经验。笔者对某农药生产企业的回转窑高温熔融处理工程进行介绍，研究了回转窑调试运行期间废盐熔融的关键工艺参数，并进行经济效益评价，指出现阶段工艺存在问题，以期为废盐高温熔融处理工程提供一定技术支持。

某农化企业的回转窑高温熔融处理工艺包括进料系统、回转窑高温熔融系统、焚烧废气处理系统、盐提纯工序，主要由进盐斗、回转窑、急冷塔、蒸发器、盐洗塔、二燃室、布袋除尘器组成，工艺流程见图 1。

废盐由进料系统送入回转窑，在窑内高温环境下，废盐中的有机物被迅速引燃而高效去除，无机物NaCl发生熔融，经窑尾的熔盐喷嘴喷入急冷塔；熔融盐经喷射水急冷析晶后落入盐水池，经水封链式捞渣机捞出后用盐袋暂存，随后由四袋过滤器去除其中不溶性杂质，经MVR高效蒸发器处理回收盐分，得到副产盐，回用于工业生产；盐水池的高盐水一部分回送至回转窑中焚烧，另一部分与盐洗塔出口尾水一并回送至急冷塔中，用作熔融盐的急冷用水。废盐焚烧产生的高温废气经窑尾的烟气管道进入急冷塔，随后送入废气处理系统，处理达标后排放。

该工艺对固体盐渣和高盐水的进料采用分系统方式：盛放于盐袋中的固体盐渣由抓机抓至进盐斗后破袋投入，通过螺旋输料并经两级密封翻板后进入回转窑；高盐水经废液喷枪直接喷入回转窑内。

回转窑是巨大的蓄热体，废盐进窑后随回转窑的转动被反复搅拌、混合、干燥，并向窑尾移动。该工程的回转窑长径比为4.8，倾斜角度为2°，运行回转窑转速约0.67 r/min（回转窑旋转一圈用时90 s），以顺流式工作，在此操作方式下干燥、燃烧及燃尽阶段十分明显。窑体内部设有耐火保温和防腐蚀材料，用于减少散热损失和氯腐蚀；窑头设置多组分燃烧器（天然气、废有机溶液），天然气用于点火及辅助燃烧，多组分燃烧器的废有机溶剂、天然气等通过管路分别输送，采用蒸汽雾化方式进料；窑尾设有鱼鳞片密封结构。回转窑设有驱动装置控制回转窑转速，采用电机驱动，转速变频可调，变频范围10~45 Hz。废盐在回转窑中的停留时间受回转窑的转速、长度及倾斜角度影响。电机驱动频率与停留时间的关系如图 2所示。在废盐处理过程中，回转窑内常规处理温度为950~1 150 ℃，废盐停留时间控制在0.5~1.5 h。

废盐焚烧产生的高温废气经急冷和盐洗塔除去盐晶粒后送入二燃室焚烧，焚烧后的高温尾气经余热锅炉回收烟气热量。余热锅炉出口烟气温度约为500 ℃，为控制二英形成，需将烟气急冷到约200 ℃，随后经布袋除尘、烟气洗涤塔、吸附塔等常规烟气净化设备处理，可达到《大气污染物综合排放标准》（GB 16297—1996）三级标准要求，并从烟囱排放。

二燃室采用碳钢作筒体，内部设有专用耐火和防火材料，温度达1 250 ℃，出口烟气温度达1 150 ℃，烟气停留时间5 s。余热锅炉采用立式水管锅炉，膜式壁结构。余热锅炉入口烟气温度约1 140 ℃，排烟温度为500 ℃。回收的烟气热量可用于烟气排放消烟加热、雾化器或盐水蒸发等工段。为控制NO_x的排放，在余热锅炉的合适温度区间配置SNCR系统，可还原烟气中50%~60%的NO_x。

废盐经高温融熔处理后，采用四袋过滤器去除其中的不溶性杂质，随后进入MVR高效蒸发器回收其中的盐分，得到副产盐，回用至工业生产中。

（1）有机元素分析：采用德国Elementar公司的vario EL Ⅲ型有机元素分析仪进行测定。

（2）物相分析：采用日本理学公司的Smartlab 9 kw型X射线衍射仪对废盐进行物相定性分析，扫描角度5°~90°，扫描速度10（°）/min。仪器参数设置：波长0.154 06 nm，电压40 kV，电流40 mA。

（3）离子含量及氯化钠纯度分析：取待测物配制成一定浓度的溶液，用美国Thermo公司的ICS- 1100型离子色谱检测溶液中的Na⁺、Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等浓度，其中阴离子（除碘）色谱柱型号：AG19，4 mm×250 mm，KOH为淋洗液，阳离子色谱柱型号为CS12A，4 mm×250 mm，MSA为淋洗液，均采用电导检测器，柱温设为30 ℃，样品进样流速为1 mL/min，进样量为25 μL。根据Na⁺浓度推算氯化钠的质量分数。

农药废盐为某农药生产企业合成氟磺胺草醚、吡虫啉等原药过程中产生的高盐废水蒸发所得结晶盐渣。该废盐含有大量有机物，氯化钠含量不高，经充分干燥处理后进行有机元素分析及离子色谱检测，结果如表 1所示。

由表 1可见，废盐中的主要无机成分为NaCl，测得的C、N、S、H、O元素均可视为废盐中有机物的组成元素，废盐中有机物的质量分数合计约50.51%；经离子色谱数据估算，氯化钠质量分数约占51.89%。两者质量分数之和略高于100%，是由于部分无机盐计入有机物中。在工程调试运行过程中，因企业含盐废水种类复杂，不同批次废盐的组成存在一定差异，废盐的氯化钠质量分数约在50%~60%之间。

废盐的处理效果受多种因素影响，如进盐量、熔融温度、停留时间及空气流量等。在工程调试运行期间，通过跟踪监测相关参数来考察废盐处理工艺的运行情况。回转窑运行主要技术参数：24 h运行，处理量18~23 t/d，温度1 000~1 150 ℃，停留时间0.75~ 1.5 h，结晶温度88~95 ℃。

废盐的进盐量与最终产盐量具有一致的变化趋势，处理的废盐量越多，产盐量随之增加。

取处理前后的废盐进行离子色谱分析（见表 2），可知废盐中氯化钠的质量分数约为58%，即理论上产盐量应为进盐量的58%；结合某日各时段废盐处理量与产出量的关系图〔见图 3（a）〕可知，产盐量是废盐入窑量的67%左右，即产盐量高于理论值，这是由于在实际工程运行中，产生的高盐水部分被回送至回转窑中焚烧，导致产盐量增加。废盐处理工艺全天候运行，经估算，1天内废盐的产出量约为进盐量的70%左右，与图 3（b）中某月的废盐进盐量与产盐量变化趋势相吻合。

图 3（b）中，废盐的进盐量也出现一定幅度的波动，一方面可能是由于贮存原盐的盐袋规格不一，每只盐袋中暂存的废盐质量存在偏差，采用提升盐袋至进盐斗的进料方式导致每日累积处理量出现偏差；另一方面，废盐的进盐量受回送至回转窑中的高盐水量影响，考虑到废盐的处理效果与效率、回转窑的处理负荷和性能，当回送至回转窑处理的高盐水量增加时，其进盐量会适当减少。

回转窑正常工作1天温度、压强变化见图 4。

图 4中，窑内温度、压强有所波动，但范围稳定。窑尾温度高于窑头温度约100 ℃，主要是由于废盐中大量有机物燃烧使得窑尾温度升高；窑尾的高温环境可保证废盐在窑尾处完全熔融，避免在窑尾结圈和挂壁，从而影响整个回转窑的运行及使用寿命。

在常规危险废物焚烧过程中，回转窑的温度一般在850~1 100 ℃即可实现危险废弃物的脱毒，卤代烃有机废液焚烧温度应在850 ℃以上，含氰化物废液焚烧温度应高于900 ℃^〔4〕。该工程回转窑的窑头均温高达1 050 ℃，窑尾升温，窑尾均温可达1 150 ℃，保证了废盐中有机物的高效去除。

温度也是二英控制技术的关键因素。二英在500 ℃开始分解，800 ℃下21 s内可实现完全分解。运行中回转窑的工作温度在1 050~1 200 ℃，废盐停留时间为0.75~1.5 h，可确保去除烟气中微量有机物和二英。张东伟等^〔5〕在危险废物回转窑焚烧系统工程研究中指出，过高的燃烧温度会加快炉内结构的腐蚀速度，使灰渣熔结，并促进氮氧化物的生成，因此应将燃烧温度控制在1 200 ℃以内，而该工艺中的处理温度未超过1 200 ℃。

回转窑运行过程中呈负压状态，可使回转窑内火焰燃烧方向与窑内气流方向一致，不仅能够确保窑内温度稳定，对窑头也起到一定保护作用。此外，负压降低了空气进入窑体的阻力，可防止燃烧过程中压强剧增而发生窑体爆炸。

废盐的高温熔融处理是在有氧环境中进行，因此氧含量及天然气供给均会影响废盐中有机物的氧化燃烧效果。窑内的氧含量主要受空气流量的影响，风量较少、氧含量较低时，废盐中的有机物主要发生碳化热解，处理后的废盐中无机碳质变多，呈一定暗黑色，相应的氯化钠纯度也有所降低。

图 5为回转窑内空气、天然气流量的变化情况。

由图 5可知，随着进盐量的增加，鼓入回转窑内的空气流量及天然气供给流量均有所提升。与空气流量相比，天然气的供给流量随进盐量的起伏变化较明显，这是由于在一定氧含量下，天然气在废盐进窑过程中主要起引燃及辅助燃烧的作用。进盐量增加时，达到废盐中有机物着火点所需的热量需求亦增加，对天然气的需求相应增加。

废盐处理过程常伴有废气、杂水产生。废气源于废盐中有机物的焚烧尾气，经废气设备处理达标后由烟囱排放；杂水主要是急冷、洗盐、过滤等工段产生的高盐水，大部分回送至回转窑焚烧处理，蒸发产生的冷凝水及循环冷却水等进入污水处理系统，处理后达标排放。经估算，系统启动初期需消耗3.2 t/h工艺水用作烟气急冷段补充水，烟气洗涤产水后可直接采用盐洗塔产生的含盐水；工艺中循环冷却水补充量为4.5 t/h，补充空气量130 Nm³/h。对废盐进行高温熔融处理，经四袋过滤器过滤、MVR蒸发器回收后，可得副产工业盐0.6 t/h，日产量约14 t。

废盐中除有机物外还含有少量杂质离子，如Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，影响回收氯化钠的品质。取处理前后的同一批次废盐，进行离子色谱分析及XRD表征，结果如表 2、图 6所示。

由表 2可见，副产盐中的Mg²⁺、Ca²⁺及SO₄^2-含量显著下降。废盐中的NaCl质量分数为58%，经高温融熔处理、四袋过滤器过滤、MVR蒸发器回收后，得到的副产盐中NaCl质量分数为97.4%，钙镁离子为0.219%，SO₄^2-为0.118%。GB/T 5462—2015《工业盐》对优级精制工业湿盐的要求为氯化钠≥96.0%，钙镁离子≤0.30%，SO₄^2-≤0.50%，副产盐可达到GB/T 5462—2015中精制工业湿盐的优级品质。处理后废盐颜色由黄色变为白色，白度显著增加。由图 6可见，废盐的XRD图谱中有大量杂峰，副产盐中未见杂峰出现，氯化钠纯度显著提高。该工艺对废盐中有机物的去除效果显著，经高温融熔、四袋过滤器过滤、MVR蒸发器回收后，有机物去除率高达99%以上。

废盐熔融处理工程调试过程中，尚存在一些问题需要解决：

（1）因废盐来自不同农药合成车间，有机物含量差别较大，焚烧时热值不一，导致烟气量和热负荷不稳，系统工况波动较大，影响废盐的处理效果。

（2）熔融盐急冷后冷却结晶，受工况和冷却水循环使用的影响大，水温波动较大，致使盐的晶型呈多样化，含湿量波动大。

（3）废盐成分复杂，有机物含量高，有一定黏性，易板结成块，流动性差，导致进料不稳，易堵塞。

（4）未单独设置盐预热段，初进窑的废盐大幅降低窑头温度，可能出现部分废盐软化黏壁，流动性变差；随着废盐向窑尾移动，窑内温度升高，盐开始熔融，液态盐的流动性显著强于固体盐渣，导致盐在窑内的流速不均，其停留时间控制具有一定难度。

（5）熔盐经喷嘴从回转窑尾部排出，排出时用冷却水急冷，易造成喷嘴堵塞和腐蚀，需定期清理和更换，增加了维护难度。

（6）经高温融熔、过滤、MVR蒸发器回收后的副产盐可达到GB/T 5462—2015中精制工业湿盐优级品质，但未测定副产盐中Cd、Pb、Cr等重金属元素的浓度，可能存在环境风险。后续应对回收盐中的重金属元素进行测定，以保证其回收应用的安全性。

（1）回转窑高温熔融处理是一种可行的废盐处理技术。从工程调试结果来看，熔融温度在1 000~ 1 150 ℃，停留时间为0.5~1.5 h，结晶温度88~95 ℃，处理后回收副产盐中的NaCl质量分数可达97.4%，钙镁离子为0.219%，SO₄^2-为0.118%，达到GB/T 5462—2015《工业盐》中精制工业湿盐优级品质；回转窑内的温度、压强、气体流量等参数有所波动，但范围稳定，不影响系统运行。

（2）采用回转窑高温熔融技术处理农药废盐，经过滤、提纯后有机物去除率达99%以上；但也存在熔盐喷嘴易堵、进料不稳、停留时间精确控制难等工程问题。技术、装备需进一步完善和改进，为废盐处理处置提供强有力的技术支撑。