飞灰水洗及资源综合利用系统

技术领域

本发明实施例涉及飞灰水洗脱盐处理技术，特别涉及飞灰水洗及资源综合利用系统。

背景技术

飞灰无害化处理垃圾焚烧飞灰是垃圾焚烧后在热回收利用系统、烟气净化系统收集的物质。工业垃圾焚烧炉一般是使用Ca(OH)

将灰飞焚烧后洗涤脱氯用作水泥等建筑材料原料，是飞灰无害化处理的重要经济途径。市场上常用的方法为将飞灰通过洗涤等去除氯离子，从而达到水泥原料的使用标准。因为过高的氯离子在水泥钢筋混凝土体系中，容易加速钢筋等材料腐蚀。水泥质量标准GB175-2007中,对氯离子含量要求<0.06％,作为水泥原料含氯量应<1％。

本发明发明人发现现有技术中存在以下问题：目前市场上对飞灰无害化处理用作水泥原料设备和工艺存在：残氯含量高、残渣含水率高、设备能耗大、耗水量大易造成二次环境污染问题。市场上急需一种可以有效去除氯离子、节约能耗和水资源的飞灰无害化处理设备。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种飞灰水洗及资源综合利用系统，可以有效去除氯离子、节约能耗和水资源的飞灰无害化处理设备。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种飞灰水洗及资源综合利用系统，包括：飞灰料仓、飞灰钙及重金属协同固化单元、梯级反洗脱氯单元、干燥单元、压滤液除硫单元、蒸发制盐单元和水泥窑单元；

其中，所述飞灰钙及重金属协同固化单元设有压滤渣出口和压滤液出口，所述压滤渣出口与所述梯级反洗脱氯单元进口相连，所述压滤液出口与所述压滤液除硫单元入口相连；所述梯级反洗脱氯单元的洗脱液出口与所述飞灰钙及重金属协同固化单元入口相连，所述反洗脱氯的洗渣出口与所述干燥单元的入口相连；所述压滤液除硫单元液体出口与所述蒸发制盐单元的入口相连，所述压滤液除硫单元的洗脱液除硫渣出口与所述飞灰钙及重金属协同固化单元入口相连；所述蒸发制盐单元产生的冷凝水返回所述梯级反洗脱氯单元回用；洗渣干燥单元出口与所述水泥窑入口相连。

进一步可选的，所述飞灰钙及重金属协同固化单元包括高效预混器、钙及重金属固化反应釜、固化剂料仓、挤压式压滤机和氨气吸收塔；

所述高效预混器的入口分别与飞灰计量装置出口、配水计量装置出口、所述固化剂料仓出口、所述压滤液除硫单元的除硫渣出口相连，所述高效预混器的出口与所述钙及重金属固化反应釜入口相连，所述钙及重金属固化反应釜的物料出口与挤压式压滤机入口相连，挤压式压滤机压滤液出口与洗脱液除硫单元进口相连，压滤渣出口与梯级反洗脱氯单元进口相连，钙及重金属固化反应釜气体出口与氨气吸收塔入口相连。

进一步可选的，所述梯级反洗脱氯单元包括高效水洗槽和反洗式压滤机或带式过滤机，高效水洗槽入口与所述压滤渣出口相连，高效水洗槽出口与反洗式压滤机或带式过滤机入口相连，反洗式压滤机或带式过滤机反洗液与所述飞灰钙及重金属协同固化单元的配水计量装置入口相连，反洗式压滤机或带式过滤机过滤渣与所述干燥单元入口相连。

进一步可选的，所述洗脱液除硫单元包括固硫反应釜、固液分离浓缩装置、除硫剂料仓、储酸罐，所述固硫反应釜进口分别与所述飞灰钙及重金属协同固化单元压滤机压滤液出口、配酸计量装置出口、除硫剂料仓出口相连，固硫反应釜进口与固液分离浓缩装置入口相连，第三压滤机或精密过滤器滤液出口与蒸发制盐单元入口相连，第三压滤机或精密过滤器滤渣或浓相与高效预混器入口相连。

进一步可选的，所述干燥单元包括输送带、干燥机、干燥飞灰料仓，所述输送带的出口与干燥机的进口相连，干燥机的出口与所述干燥飞灰料仓的进口相连，所述干燥飞灰料仓的出口所述入窑煅烧单元相连。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例中飞灰水洗及资源综合利用系统结构示意图；

图2是图1所示系统一具体实例结构示意图。

飞灰钙及重金属协同固化单元1、梯级反洗脱氯单元2、压滤液除硫单元3、干燥单元4、蒸发制盐单元5、水泥窑单元6；

高效预混器11、固化反应釜12、固化剂料仓13、(一级)压榨机14和氨气吸收塔15、飞灰料仓16、(二级)高效水洗槽17、二级反洗式压滤机或带式过滤机18、三级反洗式压滤机或带式过滤机19、(三级)高效水洗槽20、脱硫固钙反应器21、过滤器22、脱硫剂料仓23、重金属固化剂料仓24。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

本发明的第一实施方式涉及一种飞灰水洗及资源综合利用系统，如图所示，包括：飞灰料仓16、飞灰钙及重金属协同固化单元1、梯级反洗脱氯单元2、压滤液除硫单元3、干燥单元4、蒸发制盐单元5和水泥窑单元6；

其中，飞灰钙及重金属协同固化单元设有压滤渣出口和压滤液出口，压滤渣出口与梯级反洗脱氯单元进口相连，压滤液出口与压滤液除硫单元入口相连；梯级反洗脱氯单元的洗脱液出口与飞灰钙及重金属协同固化单元入口相连，反洗脱氯的洗渣出口与干燥单元的入口相连；压滤液除硫单元液体出口与蒸发制盐单元的入口相连，压滤液除硫单元的洗脱液除硫渣出口与飞灰钙及重金属协同固化单元入口相连；蒸发制盐单元产生的冷凝水返回梯级反洗脱氯单元回用；洗渣干燥单元出口与水泥窑入口相连。

进一步可选的，飞灰钙及重金属协同固化单元包括高效预混器11、固化反应釜12、固化剂料仓13、(一级)压榨机14和氨气吸收塔15；

高效预混器11的入口分别与飞灰计量装置出口、配水计量装置出口、固化剂料仓13出口、压滤液除硫单元的除硫渣出口相连，高效预混器11的出口与固化反应釜12入口相连，固化反应釜12的物料出口与(一级)压榨机14入口相连，(一级)压榨机14压滤液出口与洗脱液除硫单元进口相连，压滤渣出口与梯级反洗脱氯单元进口相连，固化反应釜12气体出口与氨气吸收塔15入口相连，(一级)压榨机14可以采用挤压式压滤机。

如图2所示，飞灰钙及重金属协同固化单元可以包括：飞灰料仓16，高效预混器11、(一级)压榨机14、固化剂料仓13、氨气吸收塔15、固化反应釜12以及补水装置。

高效预混器11能够将飞灰进行预先处理，将固化剂料仓13和飞灰进行预先混合，固化剂能对飞灰中的钙和重金属进行固化，该固化剂的成分为七水硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸钾、硫酸钠、硫酸铁、碳酸钠、硫酸氢钠、硫酸氢钾、硫酸镁中的一种或几种。高效预混器11设有气体入口、液体入口、物料入口、气体出口、混合物出口；

飞灰料仓16用于承载并输送飞灰，飞灰料仓16出口与高效预混器11的气体入口相连通，飞灰料仓16通过气压输送的方式将飞灰以气体的形式吹送至高效预混器11中。

氨气吸收塔15的入口与高效预混器11的气体出口相连通；氨气吸收塔15用于吸收飞灰中的氨气，从而降低飞灰中的氨氮含量，氨气吸收塔15内部采用蒸馏水或者弱盐酸作为吸收液。

固化剂料仓13的出口与高效预混器11的物料入口相连通，固化剂料仓13中承载有固化剂，在高效预混器11中固化剂含量降低时对其进行输送补充。

补水装置的出口与高效预混器11的液体入口相连通，补水装置的加水入口设置有水量计量装置。补水装置用于向固化反应釜中进行液态水的补充，并通过水量计量装置进行补水量的计算。

高效预混器11的混合物出口与固化反应釜12入口相连通，固化反应釜12为立式搅拌器或卧式搅拌器。高效预混器11输送的混合物在固化反应釜12中进行充分接触反应。固化反应釜12的出口与(一级)压榨机14入口相连；(一级)压榨机14对固化反应釜12中排出的混合物进行过滤，(一级)压榨机14的过滤液进入水净化系统，过滤渣进入水洗脱氯反应器。(一级)压榨机14选自压滤机、带式过滤机、卧式螺旋离心机、碟式离心机中的一种。

进一步可选的，梯级反洗脱氯单元包括高效水洗槽和反洗式压滤机或带式过滤机，高效水洗槽入口与压滤渣出口相连，高效水洗槽出口与反洗式压滤机或带式过滤机入口相连，反洗式压滤机或带式过滤机反洗液与飞灰钙及重金属协同固化单元的配水计量装置入口相连，反洗式压滤机或带式过滤机过滤渣与干燥单元入口相连。

如图2所示，一些实施例中，梯级反洗脱氯单元主要包括：飞灰料仓16，高效预混器11、(一级)压榨机14、(二级)高效水洗槽17、二级反洗式压滤机或带式过滤机18、(三级)高效水洗槽20、三级反洗式压滤机或带式过滤机19,固化剂料仓13、氨气吸收塔15、高效预混器11。

首次启动时飞灰料仓16中飞灰随传送系统进入高效预混器11，通过高效预混器11补水口进水完成飞灰和水预混体，通过管路进入氨气吸收塔15；飞灰和水预混物进入高效预混器11，并在固化剂料仓13中加入的固化剂作用下飞灰中钙元素和重金属协同固化，氯离子在水中初步溶解；飞灰、氯离子和固化混合物在(一级)压榨机14作用下，完成重金属固化物、部分氯离子与飞灰的分离；(一级)压榨机14洗脱液另行处理；(一级)压榨机14压滤固体物质进入(二级)高效水洗槽17并与三级反洗式压滤机或带式过滤机19的压滤液混合；混合物进入二级反洗式压滤机或带式过滤机18，含氯离子压滤液和含飞灰的固体物分离，进一步降低固体物中氯含量；二级压滤含飞灰的固体物进入(三级)高效水洗槽20并和补入水混合进入三级反洗式压滤机或带式过滤机；二级压滤产生压滤液回流至高效预混器11；三级反洗式压滤机或带式过滤机19完成含氯压滤液和含飞灰固体物质分离，其中压滤液回流至(二级)高效水洗槽17，固体物质脱水洗涤得飞灰浓缩产物。

高效预混器11设有补水口，飞灰料仓16出口与高效预混器11进料口连接；高效预混器11、固化剂料仓13、二级反洗式压滤机或带式过滤机18压滤液体及反洗液的出口与高效预混器11入口相连；高效预混器11气体出口与氨气吸收塔15入口相连；洗涤完成后，高效预混器11浆料出口与(一级)压榨机14入口相连，进行固液分离；(一级)压榨机14压滤液出口与洗脱液净化系统相连，脱水渣出口经输送皮带进入(二级)高效水洗槽17。

同时，当系统中二、三级反洗式压滤机或带式过滤机运行一定周期，出现过滤压力过大，出液量小时需要进行反洗操作：由三级反洗式压滤机或带式过滤机19处补水产生三级反洗洗脱液经过二级反洗式压滤机或带式过滤机18并对其进行反洗，所产生二级反洗洗脱液汇入(一级)压榨机。

在一些可选的实施例，液固比可设置为1:1-2:1，待净化洗脱液水量仅为飞灰质量的50％-150％，洗涤后飞灰中氯<1％，可直接用于水泥原料。

在已经公开的实施例基础上，本文优选的公开了一种飞灰水洗及资源综合利用系统实施例。主要包括：飞灰料仓16，高效预混器11、(一级)压榨机14、(二级)高效水洗槽17、二级反洗式压滤机或带式过滤机18、(三级)高效水洗槽20、三级反洗式压滤机或带式过滤机19,固化剂料仓13、氨气吸收塔15、高效预混器11。

在稳定运行状态飞灰料仓16中飞灰随传送系统进入高效预混器11，通过高效预混器11补水口关闭，由二级反洗式压滤机或带式过滤机18压滤液部分进水完成飞灰和水预混体，通过管路进入氨气吸收塔15；飞灰和水预混物进入高效预混器11，并在固化剂料仓13中加入的固化剂作用下飞灰中钙元素和重金属协同固化，氯离子在水中初步溶解；飞灰、氯离子和固化混合物在(一级)压榨机14作用下，完成重金属固化物、部分氯离子与飞灰的分离；(一级)压榨机14洗脱液另行处理；(一级)压榨机14压滤固体物质进入(二级)高效水洗槽17并与三级反洗式压滤机或带式过滤机19的压滤液混合；混合物进入二级反洗式压滤机或带式过滤机18，含氯离子压滤液和含飞灰的固体物分离，进一步降低固体物中氯含量；二级压滤含飞灰的固体物进入(三级)高效水洗槽20并和补入水混合进入三级反洗式压滤机或带式过滤机；二级压滤产生压滤液回流至高效预混器11；三级反洗式压滤机或带式过滤机19完成含氯压滤液和含飞灰固体物质分离，其中压滤液回流至(二级)高效水洗槽17，固体物质脱水洗涤得飞灰浓缩产物。

在一些可选的实施例，液固比可设置为1:1-2:1，待净化洗脱液水量仅为飞灰质量的50％-150％，洗涤后飞灰中氯<1％，可直接用于水泥原料。

在已经公开的实施例基础上，一些实施例中，梯级反洗脱氯单元具体参数如下：

液固比2:1，待净化洗脱液水量仅为飞灰质量的120％；飞灰进料量15t/h；系统启动时高效预混器进水量30t/h；高效预混器压滤液及反洗液回流量30t/h；一级高效水洗槽容积10立方；(一级)压榨机处理能力45t/h；二级高效水洗槽容积5立方；二级反洗式压滤机或带式过滤机处理能力45t/h；三级高效水洗槽容积5立方；三级反洗式压滤机或带式过滤机45t/h；三级高效水洗槽补水量15t/h；

反洗补水量15t/h。

经试验测得处理后飞灰产出量12t/h，洗涤后飞灰中残氯0.5％

在已经公开的实施例基础上，一些实施例中，梯级反洗脱氯单元具体参数如下：

液固比1:1，待净化洗脱液水量仅为飞灰质量的50％；飞灰进料量10t/h；系统启动时高效预混器进水量10t/h；高效预混器压滤液及反洗液回流量10t/h；一级高效水洗槽容积5立方；(一级)压榨机处理能力20t/h；二级高效水洗槽容积3立方；二级反洗式压滤机或带式过滤机处理能力20t/h；三级高效水洗槽容积3立方；三级反洗式压滤机或带式过滤机20t/h；三级高效水洗槽补水量6t/h；

反洗补水量4t/h。

经试验测得处理后飞灰产出量8t/h，洗涤后飞灰中残氯0.98％

进一步可选的，洗脱液除硫单元包括固硫反应釜、固液分离浓缩装置、除硫剂料仓、储酸罐，固硫反应釜进口分别与飞灰钙及重金属协同固化单元压滤机压滤液出口、配酸计量装置出口、除硫剂料仓出口相连，固硫反应釜进口与固液分离浓缩装置入口相连，第三压滤机或精密过滤器滤液出口与蒸发制盐单元入口相连，第三压滤机或精密过滤器滤渣或浓相与高效预混器11入口相连。

如图2所示，一些可选实施例中，压滤液除硫单元包括：飞灰水洗液存储罐，脱硫固钙反应器21、过滤器22、脱硫剂料仓23、重金属固化剂料仓24。

脱硫固钙反应器21承载有重金属固化剂和脱硫剂，能对飞灰中的硫、钙和重金属进行固化，该重金属固化剂的成分为硫化钠、微纳米零价铁、聚合氯化铝、PAM、聚合硫酸铁中的一种或几种；脱硫剂的成分为水滑石、毒重石、氯化钡、碳酸钡、铝酸钠中的一种或几种。固化反应釜设有气体入口、液体入口、物料入口、气体出口、浆料出口。

飞灰水洗液存储罐用于承载并输送飞灰水洗液，飞灰水洗液存储罐出口与脱硫固钙反应器21的入口相连通。

脱硫剂料仓23的出口与脱硫固钙反应器21的入口相连通；脱硫剂料仓23设置有重量计量装置，能够计量从脱硫剂料仓23输入至脱硫固钙反应器21的脱硫剂重量。

重金属固化剂料仓24的出口与脱硫固钙反应器21的入口相连通，重金属固化剂料仓24中承载有重金属固化剂，在重金属固化剂料仓24上设置有重量计量装置，能够计量从重金属固化剂料仓24输入至脱硫固钙反应器21的脱硫剂重量。重金属固化剂料仓24和脱硫剂料仓23的重量计量装置能够精确计算重金属固化剂和脱硫剂的重量配比，提高脱硫及重金属固化的效果。

脱硫固钙反应器21的出口与过滤机器入口相连；过滤器22对脱硫固钙反应器21排出的液体进行过滤，过滤器22的过滤液进入蒸发结晶系统或污水处理系统，过滤浓相液返回飞灰水洗工艺段，即返回脱硫固钙反应器21在进行脱硫固钙，去除固体。过滤器22选自精密过滤器、卧式螺旋离心机、碟式离心机、压滤机中的一种。

进一步可选的，干燥单元包括输送带、干燥机、干燥飞灰料仓，输送带的出口与干燥机的进口相连，干燥机的出口与干燥飞灰料仓的进口相连，干燥飞灰料仓的出口入窑煅烧单元相连。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。