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有机危险废物包装容器资源化回收技术应用

作者:马强  来源:钢桶包装网 
评论: 更新日期:2020年09月15日

摘要:提出通过对有机危险废物包装容器的化学清洗,使废弃的危险废物得到重新使用,从而达到减少制造过程中带来的能源和原料的消耗,同时又减少了废弃物。整套清洗回收系统污染物质的挥发处于可控状态,通过对挥发气体的收集和处理,消除了清洗过程中挥发的污染物质对环境的污染。

关键词:资源化回收;蒸馏釜;清洗剂;二次污染;清洗回收系统

0 引言

危险废物是指具有各种毒性、易燃性、爆炸性、腐蚀性、化学反应性和传染性,列入《国家危险废物名录》或根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特征的废物。危险废物分49大类,种类繁多、成分复杂,其污染具有潜在性和滞后性,是全球环境保护的重点和难点之一。不同类别的危险废物中又均蕴含着不少具有利用价值的组分,如能通过合理、环保的措施给予回收及综合利用,那么不但将降低危险废物的处置压力,也可以变废为宝,获取客观的经济收益。只要经济和技术可行,废物都可以转化为有价值的资源。

扩大资源的循环再用,减少开发地球的不可再生资源,是建立循环经济重要的目标。

1 有机危险废物包装容器资源化回收项目背景

在化学工业生产过程中,不可避免地产生废弃的涂料和包装容器,而且数量大,成分复杂。这些废弃物处置不当,极有可能对环境造成二次污染。为提高资源的有效利用率,降低能耗,要本着以“落实科学发展观,构建节约性社会”为指导,遵循“减量化、再利用、资源化”的原则,大力发展循环经济,提倡使用有机危险废物包装容器资源化回收系统,并根据研发结果建设一套资源化回收系统,制定高效、环保的有机危险废物包装容器的资源化回收工艺,从而达到保护环境的目的,实现经济、社会、环境的协调统一。

2 有机危险废物包装容器资源化回收技术

2.1 研制清洗剂

根据有机溶剂的来源和价格,选定多种有机溶剂,并分为极性溶剂和非极性溶剂。由于有机危险废物包装容器里的残余物品种繁多,性质复杂的情况,用单一有机溶剂对每种残余物进行溶解实验,遴选出几种效果好的有机溶剂。对选出的有机溶剂进行不同品种、不同比率的配制,把有机危险废物包装容器里的不同残余物混合在一起,用配制的清洗剂进行溶解实验,达到最佳效果。为了更经济地对复合清洗剂进行蒸馏回收再利用,对配制的复合清洗剂中有机溶剂的比率进行调整,形成共沸混合物,降低回收的沸点,节约能源。通过多次实验,采用高沸点溶剂,使苯类、醇类、酮类、酯类等极性溶剂与非极性溶剂按照一定比率进行配制,达到最佳清洗效果,配制出理想的复合清洗剂。

2.2 设计清洗设备

清洗有机危险废物包装容器,主要清洗有机危险废物包装容器的内壁,不能破坏其结构,否则,即使清洗干净,也没有使用价值。根据以上原则,设计出2套串联清洗设备见图1。

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“一级”清洗设备主要用于“使用清洗剂来清洗桶的内壁”。在有机危险废物包装容器中放入一定量的复合型清洗剂和1节抗静电的金属链子。通过机械装置固定在清洗设备上,清洗设备采用2个电动机同时工作,其中一个为“自转(可以正反)电动机”,它用来保证有机危险废物包装容器连续旋转,使清洗剂在有机危险废物包装容器的内部处于流动状态,并通过桶的正反转,使桶内部的金属链子来洗刷桶的内壁。而另一个为摆动电机,使有机危险废物包装容器能够在旋转角度180°范围内左右摇摆,并可在任意角度停止摆动,使清洗剂和金属链子能够达到有机危险废物包装容器内壁的各个角落和部位,对有机危险废物包装容器内壁的各个角落和部位进行清洗, 且对于有机危险废物包装容器面和底的缝隙进行着重清洗。清洗完毕后,倒出污染的清洗剂和金属链子。

“二级”清洗设备是通过清洗剂在有机危险废物包装容器内部高速流动,带走有机危险废物包装容器内残留物达到清洗的目的。清洗剂通过齿轮泵进行循环,泵出口采用偏心方式喷头,喷头通过清洗剂流动压力,产生旋转,扩大喷淋面积,使清洗剂达到有机危险废物包装容器底部的各个部位。清洗效果良好,清洗后达到用户使用要求。

2.3 设计清洗剂回收蒸馏设备

在清洗有机危险废物包装容器时,需要使用大量清洗剂才能把有机危险废物包装容器清洗干净。若清洗剂不做再生循环使用,将大大增加清洗成本,使清洗有机危险废物包装容器的成本明显提高。

有机危险废物包装容器残余物中含有无机物和大量高分子有机物,通过清洗剂清洗后,使清洗剂粘度增大,清洗效果变差。清洗剂直接废弃,加大清洗成本,经济效益显著降低。必须通过回收再利用,才能取得经济效益。清洗剂回收蒸馏流程见图2。

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蒸馏回收时,清洗剂馏出,无机物和大量高分子有机物附着在釜璧上,存在结垢严重,传热效率降低,釜残不易排放等问题。新型蒸馏釜见图3,清洗剂回收蒸馏系统见图4。

蒸馏釜设计采用了便于拆卸的上法兰结构,方便蒸馏釜拆装,利于对蒸馏釜内部进行清洗,减少污垢,提高传热系数;采用独特的釜残排放方式,可以快速有效的排放釜残;高效玻璃盘管式冷凝器的设置,初步冷凝蒸馏釜蒸发出来的气态溶剂,同时现场操作人员还可以直观清晰的观察到馏出液的外观品质及汽相、液相的运行情况,利于操作和安全保障。通过把使用后的复合清洗剂进行减压蒸馏、配制等再处理,使复合清洗剂达到循环使用的目的,大大地降低了清洗剂的用量。

由于是复合型清洗剂,沸点不同,同时还有共沸现象,蒸馏后复合型清洗剂中成分比率会发生变化。通过检测清洗剂的成分,进行调配,达到清洗剂配方的要求,制成可循环使用的复合型清洗剂。

2.4 设计挥发物质收集处理系统

由于溶剂具有可挥发性,由其配制的复合清洗剂也具有这一特性。本技术在清洗剂使用及回收过程中,泛清洗剂暴露在空气中的工序,都安装了收集处理系统,使其不能挥发到大气,污染环境。见图5、图6。

在回收生产过程中,通过安装气体收集系统,使整套系统处于控制状态。把在清洗过程和清洗剂回收过程中挥发的污染物质吸入风道,通过吸附装置,对该气体中的污染物质进行吸附,把干净的空气排入大气,未产生二次污染,达到环保要求。

2.5 清洗剂冷却系统

在“二级”清洗设备清洗有机危险废物包装容器时,清洗剂在设备内不停的高速流动,使清洗剂温度会随操作时间而升高,尤其在炎热气候下操作,存在极大安全隐患。采用在“二级”清洗设备内加装冷却系统,即在“二级”清洗设备内安装冷却器[4],见图7。冷凝剂连续流动,与清洗剂进行热交换,带走清洗剂产生的热量。保证清洗剂的温度在25 ℃以下,使“二级”清洗设备在安全状态下连续运行。

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2.6 设计清洗有机危险废物包装容器工艺流程清洗工艺流程见图8。

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3 技术创新点及社会效益

3.1 技术创新点

(1)研制适合多类型有机危险废物包装容器清洗剂的配方。根据不同类别的溶剂对不同有机危险废物包装容器的清洗效果,摸索极性溶剂与非极性溶剂的不同品种、数量的配比,达到最佳组合,研制出复合型适用广的清洗剂。

(2)在有机危险废物包装容器清洗以及清洗剂的回收过程中,整套系统污染物质的挥发处于可控状态。通过气体收集措施,把挥发的污染物质吸入风道,通过吸附装置,对气体中混有的污染物质进行吸附,把洁净的空气排入大气。通过挥发气体的收集和处理系统,消除了清洗过程对环境的污染。

(3)蒸馏釜本身可拆卸组装的独特设计。蒸馏釜采用了便于拆卸的上法兰结构,方便蒸馏釜拆装,利于对蒸馏釜内部进行清洗,减少污垢,提高传热系数;采用独特的釜残排放方式,可以快速有效的排放釜残;高效玻璃盘管式冷凝器的设置,对蒸馏釜蒸发出来的汽态溶剂进行初步冷凝,同时现场操作人员可以直观清晰的观察到馏出液的外观品质及气相液相的运行情况,利于操作和保障安全。

3.2 社会效益

通过清洗有机危险废物包装容器,使包装容器重新利用,不使用新的包装容器,节约了制造包装容器所用的材料,从而减少了制造过程中对环境的污染。同时,还降低了处置危险废物的成本。

在有机危险废物包装容器回收生产过程中,通过安装气体收集系统,使整套系统处于控制状态。把在清洗过程和清洗剂回收过程中挥发的污染物质吸入风道,通过吸附装置,对该气体中的污染物质进行吸附,把洁净的空气排入大气,未产生二次污染,达到环保要求。

4 结论

清洗有机危险废物包装容器采用复合清洗剂,能够清洗用水、热水及碱水不能清洗的包装容器,而且比单一清洗剂清洗的质量高,效率快。通过对复合清洗剂回收循环使用,大大地降低了复合清洗剂的用量,平均每桶消耗量为0.25 kg。通过对蒸馏釜釜体本身可拆卸组装的独特设计,解决了困扰清洗剂蒸馏回用时釜体结垢严重,降低传热效率,不易清洗釜体等难点。使清洗剂回收率达到65%~90%,远大于传统单纯意义的蒸馏及精馏工艺。

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