CN104128080A

CN104128080A - 高Cl高CO2焚烧烟气处理垃圾焚烧飞灰水洗液回收钙盐的方法

Info

Publication number: CN104128080A
Application number: CN201410311507.9A
Authority: CN
Inventors: 钱光人; 张晓樵; 周吉峙; 潘赟; 张灵恩; 傅沪鸣
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2014-11-05

Abstract

本文公开了一种利用高Cl高CO₂的焚烧尾气协同处理垃圾焚烧飞灰水洗液并回收钙盐副产品的方法，包括如下步骤：1）烟气与水洗液协同处理工序；2）多效蒸发回收钙盐工序。步骤1）中将焚烧烟气通入飞灰水洗液，直至水洗液pH降至6-9。烟气中的氯化氢等酸性气体被高碱性的水洗液吸收中和，形成钙-重金属-氯离子复盐；二氧化碳微溶于水后形成钙-重金属-碳酸根复盐，被固定下来。水洗液的pH由超过国家排放标准的11-13降至6-9；水洗液中锌、铜、铬、镉等重金属离子浓度降低，转化为钙-重金属复盐沉淀。步骤2）将水洗液中剩余的大量钙盐资源通过多效蒸发回收出来。本发明实现了高氯高二氧化碳的焚烧烟气和垃圾焚烧飞灰水洗液两种废弃物的无害化、资源化处理。

Description

高Cl高CO2焚烧烟气处理垃圾焚烧飞灰水洗液回收钙盐的方法

技术领域

本发明涉及一种利用高Cl高CO₂焚烧尾气处理垃圾焚烧飞灰水洗液并回收钙盐副产品的方法，实现危险废弃物无害化，资源化的方法，属于环境工程及废液回收利用技术领域。

背景技术

目前,高温焚烧已在当今生活垃圾和医疗废物处理领域中广泛应用。但其焚烧烟气中通常含有大量酸性气体氯化氢、二氧化碳、烟尘等污染物，如不采取有效措施使烟气中这些污染物脱除，会加剧酸雨和温室效应。

另外，在垃圾焚烧飞灰水泥窑共处置技术中，水洗预处理过程产生的水洗液中含有铅、铬、镉、铜、锌、镍等痕量重金属，且pH较高，需处理至符合国家相关排放标准后才能排放。同时，水洗液中钙盐的浓度非常高，直接排放不仅污染地下水，也会造成大量钙盐资源的浪费。如何实现预处理废水的规模化处理，回收钙盐资源成为垃圾焚烧飞灰水泥窑共处置技术大规模工业化推广亟需解决的瓶颈问题。

目前为止，尚未有关于利用高氯高二氧化碳的焚烧烟气协同处理垃圾焚烧飞灰水洗液并回收钙盐副产品的相关技术报道。

发明内容

本发明的目的在于利用高Cl高CO₂焚烧烟气，通过传统常规通用的系统处理装置处理垃圾焚烧飞灰水洗液回收钙盐的方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种高Cl高CO2焚烧烟气处理垃圾焚烧飞灰水洗液回收钙盐的方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：

a. 烟气与水洗液协同处理工序：由于生活垃圾和医疗废物中的氯含量较高，所以其焚烧烟气中的氯化氢含量可高达几百mg/m³。因此，对焚烧烟气中酸性污染物的脱除，应重点考虑氯化氢的脱除。本发明将未处理的高氯高二氧化碳的焚烧烟气通过高压泵引出，通入常规通用的系统处理装置中的反应罐中与飞灰水洗预处理过程产生的水洗液充分反应；烟气中HCl和CO₂的体积比为10:1 ~ 600:1，飞灰水洗液中的钙盐浓度为0.01~2 mol/L;烟气的流速流量为200~3000 sccm（标立方厘米/分钟）；烟气的通入量为10~15立方米（烟气）/吨（水洗液）。烟气中的氯化氢等酸性气体被高碱性的水洗液吸收中和，形成钙-重金属-氯离子复盐；二氧化碳微溶于水后形成钙-重金属-碳酸根复盐，而被固定下来。水洗液的pH由超过国家排放标准的11-13降至6-9；水洗液中锌、铜、铬、镉等重金属离子浓度降低，转化为复盐沉淀。此时，烟气中酸性气体浓度和水洗液中重金属浓度均已满足国家排放标准。

b．多效蒸发回收钙盐工序：利用系统处理装置，将中和后的液体送入沉淀池沉淀，再次分层出上清液和沉淀物；上清液经系统处理装置中的三效蒸发器结晶回收钙盐；结晶出的钙盐送入结晶盐储仓；蒸发出的水蒸气冷凝后得到冷凝水，冷凝水汇集至一清水池后再回流至上述水洗罐，重复使用。其操作过程为：上清液经清液泵进入第一效降膜蒸发器，在蒸发通道内进行膜式蒸发，汽、液混合物进入第一效蒸发分离器，完成液与二次蒸气分离后获得第一效完成液；第一效完成液经第一效泵送入第二效蒸发分离器进行闪发，同时，循环液进入第二效降膜蒸发器，类似第一效蒸发，经第二效蒸发分离器分离获得高浓度完成液，此完成液与闪发液混合获得较高浓度的钙液。经第二效泵分为两部分．一部分作为循环液，另一部分做为取出液打至旋液分离器，将NaCl和KCl分离出去获得高纯度的钙液，钙液经钙液澄清桶澄清，溢流入缓冲容器——钙液桶；澄清钙液由钙液泵经预热后送入第三效蒸发器，经蒸发、分离获得第三效完成液；第三效液再由第三效泵送入蒸发器进行最后一次蒸发、浓缩，制得成品液，暂存于成品加热贮槽；成品液流入转鼓制片机的储液槽内，转鼓内表面用冷却水连续喷淋、降温，其外表面凝固出固体钙盐，由刮刀刮下制得了半成品片状钙盐；上述片状钙盐再经水平振动干燥机进行表面脱水，便获得最终产品二水钙盐，贮存于钙盐储仓中。

本发明的有益效果是：1. 利用高氯高二氧化碳的焚烧尾气协同处理垃圾焚烧飞灰水洗液。处理后水洗液中重金属浓度和烟气中酸性气体同时达到国家排放标准，减少温室气体排放。2. 水洗液经处理后，钙盐资源回收，工业用水循环回用，大幅度节约用水量。3.整个系统中所有设备均为市售产品，其设备投资低，有利于推广实施；同时使以废治废成为现实，实现了将废弃物转化为资源，减少环境污染的目的。

有关本发明的机理和特点

1. 高Cl高CO₂焚烧尾气处理垃圾焚烧飞灰水洗液回收钙盐的方法，其特点在于烟气与水洗液协同处理工序中，采用的生活垃圾焚烧烟气、医疗废物焚烧烟气、危险废物焚烧烟气等都具有富氯、富二氧化碳的特点。利用此特点，将焚烧烟气通入反应罐中与飞灰水洗预处理过程产生的水洗液充分接触反应后，高钙盐、高重金属浓度、高浓度悬浮物、高碱性的飞灰水洗液被净化至满足国家的排放标准；

2. 利用焚烧烟气中高浓度的二氧化碳,与垃圾焚烧飞灰水洗液中的钙离子、重金属离子反应，生成钙-重金属复盐沉淀，实现水溶液的净化；

3．利用焚烧烟气中高浓度的氯化氢与垃圾焚烧飞灰水洗液中的钙离子反应，生成氯化钙过饱和溶液。可通过多效蒸发法等化工蒸发工艺回收钙盐副产品。

附图说明

图1为本发明的工艺流程框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1（水灰比为3:1，通入烟气至pH=8.5的情况）

实施流程如附图所示，实验规模为日处理1t飞灰，水灰比为3:1。预处理过程中产生的废水中Pb浓度为36.72mg/L，Cr浓度为1.37mg/L，Cd浓度为0.35mg/L，Cu浓度为0.82mg/L，Zn浓度为2.04mg/L，Ni浓度为0.57mg/L，均超过GB18918-2002 《城镇污水处理厂污染物排放标准》。医废焚烧烟气中氯化氢的浓度为350mg/L,远高于GB18484-2001《危险废物焚烧污染控制标准》。采用本发明所述的方法使两者充分反应，水洗液pH降至8.5后,氯化氢浓度降低至30 mg/L，低于国家控制标准中的60 mg/L。处理后尾水中Pb浓度为0.07mg/L，Cr浓度为0.05mg/L，Cd浓度为0.002mg/L，Cu浓度为0.34mg/L，Zn浓度为0.03mg/L，Ni浓度为0.01mg/L，满足国家排放标准。蒸发结晶出的氯化钙副产品纯度为71.6%，可用于干燥剂、冷冻剂等。

实施例2（水灰比为3:1，通入烟气至pH=7.5的情况）

实施流程如附图所示，实验规模为日处理1t飞灰，水灰比为3:1。预处理过程中产生的废水中Pb浓度为36.72mg/L，Cr浓度为1.37mg/L，Cd浓度为0.35mg/L，Cu浓度为0.82mg/L，Zn浓度为2.04mg/L，Ni浓度为0.57mg/L，均超过GB18918-2002 《城镇污水处理厂污染物排放标准》。医废焚烧烟气中氯化氢的浓度为350mg/L,远高于GB18484-2001《危险废物焚烧污染控制标准》。采用本发明所述的方法使两者充分反应，水洗液pH降至7.5后,氯化氢浓度降低至26 mg/L，低于国家控制标准中的60 mg/L。处理后尾水中Pb浓度为0.03mg/L，Cr浓度为0.02mg/L，Cd浓度为0.001mg/L，Cu浓度为0.18mg/L，Zn浓度为0.02mg/L，Ni浓度为0.007mg/L，满足国家排放标准。蒸发结晶出的氯化钙副产品纯度为70.3%，可用于干燥剂、冷冻剂等。

实施例3（水灰比为8:1，通入烟气至pH=8.5的情况）

实施流程如附图所示，实验规模为日处理1t飞灰，水灰比为8:1。预处理过程中产生的废水中Pb浓度为26.60mg/L，Cr浓度为1.03mg/L，Cd浓度为0.31mg/L，Cu浓度为0.59mg/L，Zn浓度为1.07mg/L，Ni浓度为0.51mg/L，均超过GB18918-2002 《城镇污水处理厂污染物排放标准》。医废焚烧烟气中氯化氢的浓度为350mg/L,远高于GB18484-2001《危险废物焚烧污染控制标准》。采用本发明所述的方法使两者充分反应，水洗液pH降至8.5后,氯化氢浓度降低至19 mg/L，低于国家控制标准中的60 mg/L。处理后尾水中Pb浓度为0.47mg/L，Cr浓度为0.003mg/L，Cd浓度为0.001mg/L，Cu浓度为0.01 mg/L，Zn浓度为0.02mg/L，Ni浓度为0.01 mg/L，满足国家排放标准。蒸发结晶出的氯化钙副产品纯度为68.3%，可用于干燥剂、冷冻剂等。

Claims

1.一种高Cl高CO₂焚烧烟气处理垃圾焚烧飞灰水洗液回收钙盐的方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：

a．烟气与水洗液协同处理过程：将未处理的高氯高二氧化碳的焚烧烟气通过高压泵引出，通入常规通用的系统处理装置中的反应罐中与飞灰水洗预处理过程产生的水洗液充分反应；烟气中HCl和CO₂的体积比为10:1 ~ 600:1,飞灰水洗液中的钙盐浓度为0.01~2 mol/L;烟气的流速流量为200~3000 sccm（标立方厘米/分钟）；烟气的通入量为10~15立方米（烟气）/吨（水洗液）；烟气中的氯化氢等酸性气体被高碱性的水洗液吸收中和，形成钙-重金属-氯离子复盐而被固定下来；二氧化碳微溶于水后形成钙-重金属-碳酸根复盐而被固定下来；

b. 多效蒸发回收钙盐工序：利用系统处理装置，将中和后的液体送入沉淀池沉淀，再次分层出上清液和沉淀物；上清液经系统处理装置中的三效蒸发器结晶回收氯化钙；结晶出的氯化钙送入结晶盐储仓；蒸发出的水蒸气冷凝后得到冷凝水，冷凝水汇集至一清水池后再回流至上述水洗罐，重复使用。