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(wèn)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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。