CN109290345A - 飞灰处理系统以及飞灰处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种飞灰处理系统以及飞灰处理装置，涉及飞灰处理技术领域，包括：预处理单元包括水洗工段和烘干工段；水洗工段位于烘干工段的上工位，用于对飞灰进行水洗处理得到飞灰滤饼；烘干工段位于水洗工段的下工位，用于对飞灰滤饼进行烘干处理得到飞灰成品；煅烧单元位于预处理单元的下工位，用于对烘干后的成品飞灰进行高温煅烧处理；洗灰废水处理单元包括脱钙反应工段、水质稳定工段、中和工段、过滤工段和蒸发结晶工段；脱钙反应工段、水质稳定工段、中和工段和蒸发结晶工段依次连接；过滤工段与水质稳定工段、中和工段和蒸发结晶工段连接，用于随着洗灰废水处理的进行对洗灰废水内所含颗粒滤除。

Description

飞灰处理系统以及飞灰处理装置

技术领域

本发明涉及飞灰处理技术领域，尤其是涉及一种飞灰处理系统以及飞灰处理装置。

背景技术

垃圾焚烧飞灰是在生活垃圾焚烧发电过程中主要收集于烟气管道、烟气净化装置、旋风分离器和布袋除尘器等处的容重较轻、粒径细小的粉体物质。城市生活垃圾焚烧飞灰中不仅含有大量的Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等重金属无机有害物，还富集了高浓度的具有最强毒性的二恶英等有机致癌物，故我国国家环境保护局将生活垃圾焚烧飞灰定义为国家危险废物(GB 18485-2001)(代号HW18)。飞灰的处理成为了本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞灰处理系统以及飞灰处理装置，以解决现有技术中存在的飞灰处理效果差的技术问题。

本发明提供的一种飞灰处理系统，包括：

预处理单元；

所述预处理单元包括水洗工段和烘干工段；

所述水洗工段位于所述烘干工段的上工位，用于对飞灰进行水洗处理得到飞灰滤饼；

所述烘干工段位于所述水洗工段的下工位，用于对飞灰滤饼进行烘干处理；

煅烧单元；

所述煅烧单元位于所述预处理单元的下工位，用于对烘干后的成品飞灰进行高温煅烧处理；

洗灰废水处理单元；

所述洗灰废水处理单元包括脱钙反应工段、水质稳定工段、中和工段、过滤工段和蒸发结晶工段；

所述脱钙反应工段、所述水质稳定工段、所述中和工段和所述蒸发结晶工段依次连接；

所述过滤工段与所述水质稳定工段、所述中和工段和所述蒸发结晶工段连接，用于随着洗灰废水处理的进行对洗灰废水内所含颗粒滤除。

进一步的，在本发明的实施例中，所述水洗工段包括预搅拌罐、一级水洗机构、二级水洗机构和三级水洗机构；

所述一级水洗机构包括一级水洗搅拌罐、一级卧螺离心机A、一级滤液罐和一级卧螺离心机B；所述一级水洗搅拌罐、所述一级卧螺离心机A、所述一级滤液罐和所述一级卧螺离心机B依次连接；

所述二级水洗机构包括二级水洗搅拌罐、二级卧螺离心机A、二级滤液罐和二级卧螺离心机B；所述二级水洗搅拌罐、所述二级卧螺离心机A、所述二级滤液罐和所述二级卧螺离心机B依次连接；

所述三级水洗机构包括三级水洗搅拌罐、三级卧螺离心机A、三级滤液罐和三级卧螺离心机B；所述三级水洗搅拌罐、所述三级卧螺离心机A、所述三级滤液罐和所述三级卧螺离心机B依次连接；

其中，所述一级卧螺离心机B和所述一级卧螺离心机A与所述二级水洗搅拌罐相连；所述二级卧螺离心机B和所述二级卧螺离心机A与所述三级水洗搅拌罐之间；所述三级卧螺离心机B和所述三级卧螺离心机A与所述烘干工段之间相连。

进一步的，在本发明的实施例中，所述一级卧螺离心机B还与所述洗灰废水处理单元连接，用于将得到的滤液输送至所述洗灰废水处理单元；

所述二级卧螺离心机B还与所述预搅拌罐连接，用于将得到的滤液输送至所述预搅拌罐；

所述三级卧螺离心机B还与所述二级水洗搅拌罐连接，用于将得到的滤液输送至所述二级水洗搅拌罐。

进一步的，在本发明的实施例中，所述烘干工段包括立式烘干机和布袋除尘器；

所述立式烘干机与所述三级卧螺离心机B和所述三级卧螺离心机B连接，用于对飞灰滤饼进行烘干处理；

所述布袋除尘器安装在所述立式烘干机的出口。

进一步的，在本发明的实施例中，所述脱钙反应工段包括脱钙反应器、碳酸钠溶解罐和碳酸钠加药称；

所述脱钙反应器与所述水洗工段连接，用于获取由所述水洗工段排出的含泵洗灰废水；

所述碳酸钠加药称通过所述碳酸钠溶解罐与所述含泵洗灰废水连接，用于向所述含泵洗灰废水中混入碳酸钠溶液。

进一步的，在本发明的实施例中，所述水质稳定工段包括水质稳定反应池、稳定调节池和污泥池；所述水质稳定反应池、所述稳定调节池和所述污泥池依次连接；所述污泥池还与所述烘干工段连接。

进一步的，在本发明的实施例中，所述中和工段包括盐酸储罐、中和罐和pH加药箱；所述盐酸储罐与所述中和罐连接，所述pH加药箱设置在所述盐酸储罐与所述中和罐之间。

进一步的，在本发明的实施例中，所述蒸发结晶工段包括降膜蒸发器和MVR结晶器；所述降膜蒸发器和所述MVR结晶器连接。

进一步的，在本发明的实施例中，所述过滤工段包括至少一个砂滤器、至少一个一级精滤器和至少一个二级精滤器；

至少一个所述砂滤器和至少一个所述一级精滤器设置在所述水质稳定工段和所述中和工段；

至少一个所述二级精滤器设置在所述中和工段和所述蒸发结晶工段。

本申请还提供了一种飞灰处理装置，包括所述的飞灰处理系统。

在上述技术方案中，所述飞灰处理系统能够有效的提高飞灰处理的处理效果，满足排放需求，实现保护环境的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例提供的预处理单元的第一结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的预处理单元的第二结构示意图；

图3为本发明一个实施例提供的洗灰废水处理单元的结构示意图；

图4为本发明一个实施例提供的飞灰处理系统的结构示意图。

附图标记：

1-预搅拌罐；2-一级水洗搅拌罐；

3-一级卧螺离心机A；4-一级滤液罐；

5-一级卧螺离心机B；6-二级水洗搅拌罐；

7-二级卧螺离心机A；8-二级滤液罐；

9-二级卧螺离心机B；10-三级水洗搅拌罐；

11-三级卧螺离心机A；12-三级滤液罐；

13-三级卧螺离心机B；14-立式烘干机；

15-布袋除尘器；16-脱钙反应器；

17-碳酸钠溶解罐；18-碳酸钠加药称；

19-水质稳定反应池；20-稳定调节池；

21-污泥池；22-盐酸储罐；23-中和罐；

24-pH加药箱；25-降膜蒸发器；26-MVR结晶器；

27-砂滤器；28-一级精滤器；29-二级精滤器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-4所示，本实施例提供的一种飞灰处理系统，包括：

预处理单元；

所述预处理单元包括水洗工段和烘干工段；

所述水洗工段位于所述烘干工段的上工位，用于对飞灰进行水洗处理得到飞灰滤饼；

所述烘干工段位于所述水洗工段的下工位，用于对飞灰滤饼进行烘干处理；

煅烧单元；

所述煅烧单元位于所述预处理单元的下工位，用于对烘干后的成品飞灰进行高温煅烧处理；

洗灰废水处理单元；

所述洗灰废水处理单元包括脱钙反应工段、水质稳定工段、中和工段、过滤工段和蒸发结晶工段；

所述脱钙反应工段、所述水质稳定工段、所述中和工段和所述蒸发结晶工段依次连接；

所述过滤工段与所述水质稳定工段、所述中和工段和所述蒸发结晶工段连接，用于随着洗灰废水处理的进行对洗灰废水内所含颗粒滤除。

根据上述提供的飞灰处理系统可以将飞灰采用专用罐车运输，运输车辆的装载能力约40t，平均每天运输一次。飞灰运到水泥厂后，用真空吸料的方法吸入到专用飞灰料仓中，飞灰输送过程采用全负压操作，保证粉尘不外泄。飞灰料仓顶部出风口安装布袋除尘器15，收尘装置在受料过程中开启，尾气通过36m高排气筒排放。

然后，飞灰便可以进入到预处理单元依次进行水洗处理以及烘干处理，以在煅烧之前进行预处理。

例如，所述水洗工段包括预搅拌罐1、一级水洗机构、二级水洗机构和三级水洗机构；

所述一级水洗机构包括一级水洗搅拌罐2、一级卧螺离心机A3、一级滤液罐4和一级卧螺离心机B5；所述一级水洗搅拌罐2、所述一级卧螺离心机A3、所述一级滤液罐4和所述一级卧螺离心机B5依次连接；

所述二级水洗机构包括二级水洗搅拌罐6、二级卧螺离心机A7、二级滤液罐8和二级卧螺离心机B9；所述二级水洗搅拌罐6、所述二级卧螺离心机A7、所述二级滤液罐8和所述二级卧螺离心机B9依次连接；

所述三级水洗机构包括三级水洗搅拌罐10、三级卧螺离心机A11、三级滤液罐12和三级卧螺离心机B13；所述三级水洗搅拌罐10、所述三级卧螺离心机A11、所述三级滤液罐12和所述三级卧螺离心机B13依次连接；

其中，所述一级卧螺离心机B5和所述一级卧螺离心机A3与所述二级水洗搅拌罐6相连；所述二级卧螺离心机B9和所述二级卧螺离心机A7与所述三级水洗搅拌罐10相连；所述三级卧螺离心机B13和所述三级卧螺离心机A11与所述烘干工段相连。

并且，所述一级卧螺离心机B5还与所述洗灰废水处理单元连接，用于将得到的滤液输送至所述洗灰废水处理单元；

所述二级卧螺离心机B9还与所述预搅拌罐1连接，用于将得到的滤液输送至所述预搅拌罐1；

所述三级卧螺离心机B13还与所述二级水洗搅拌罐6连接，用于将得到的滤液输送至所述二级水洗搅拌罐6。

水洗工段在密闭状态下进行，由上可知，飞灰从料仓中经过密封的螺旋输送装置输送至密封的预搅拌罐1中，并将硫代硫酸钠药剂加入到洗灰水中，同时按照一定比例向预搅拌罐1中加入二级卧螺离心机B9产生的滤液，并进行搅拌。混合浆液进入一级水洗搅拌罐2进行第一次水洗，通过渣浆泵将一级水洗搅拌罐2中的浆液打入一级卧螺离心机A3进行脱水，脱水后的滤饼进入二级水洗搅拌罐6，滤液则进入一级滤液罐4，一级滤液罐4内的滤液采用渣浆泵送入管道，同时在管道中加入PAM溶液，滤液与PAM溶液在管道内混合后进入一级卧螺离心机B5进行第二次离心脱水，二次脱水后的滤饼进入二级水洗搅拌罐6，滤液则进入洗灰废水处理单元。

以上便是一级水洗过程，当一级水洗过程结束后，便按照同样的工序，依次进行飞灰的二级水洗过程和三级水洗过程。其中，二级卧螺离心机B9脱水滤液回用至预搅拌罐1，三级卧螺离心机B13脱水滤液回用至二级水洗搅拌罐6。当三级水洗结束后，滤饼则进入到烘干工段，对滤饼进行烘干处理。

例如，所述烘干工段包括立式烘干机14和布袋除尘器15；

所述立式烘干机14与所述三级卧螺离心机B13和所述三级卧螺离心机B13连接，用于对飞灰滤饼进行烘干处理；

所述布袋除尘器15安装在所述立式烘干机14的出口。

由上可知，烘干工段采用一套立式烘干机14对飞灰滤饼进行烘干，烘干热源采用水泥窑头余热烟气。烘干控制飞灰的含水率为3％左右，防止过分干燥造成粉尘飞扬及产生静电等问题。干燥后的飞灰进入飞灰成品仓，部分作为返混料进入返混料仓，剩余经密封传送装置送入水泥窑高温段煅烧。

在立式烘干机14的出口设置布袋除尘器15，烘干废气经高50m的排气筒排放；飞灰成品仓和返混料仓进料采用负压输送，废气并入烘干工段布袋除尘器15处理。

飞灰经洗涤、烘干后，已除去了大量的氯离子及钾、钠离子，可以进入水泥窑，即煅烧单元安全处置。经过预处理后的飞灰通过密闭气力输送装置，从水泥回转窑窑尾烟气室顶部与五级预热器底部的连接部位加入窑尾进行高温煅烧。水泥窑内温度大于1000℃，烟气在水泥窑中的停留时间＞20s，飞灰中的二噁英在高温条件下分解，重金属离子被有效固化在水泥熟料晶格中，实现了飞灰的无害化处置。

以上处理完毕后，本系统还可以进行洗灰废水的处理，洗灰废水处理单元采用“脱钙+过滤+中和+MVR蒸发结晶”的工艺处理洗灰废水。洗灰废水主要成分为NaCl、KCl，另外还包括少量Ca²⁺。洗灰废水经絮凝沉淀、多级过滤、中和处理后进入机械压缩蒸发器(MVR)蒸发结晶，蒸发得到的冷凝水回用于飞灰水洗工段补水，结晶盐(NaCl、KCl)作为化工原料外售。其中，洗灰废水处理单元包括脱钙反应工段、水质稳定工段、中和工段、过滤工段和蒸发结晶工段；

所述脱钙反应工段、所述水质稳定工段、所述中和工段和所述蒸发结晶工段依次连接；

所述过滤工段与所述水质稳定工段、所述中和工段和所述蒸发结晶工段连接，用于随着洗灰废水处理的进行对洗灰废水内所含颗粒滤除。

例如，所述脱钙反应工段包括脱钙反应器16、碳酸钠溶解罐17和碳酸钠加药称18；

所述脱钙反应器16与所述水洗工段连接，用于获取由所述水洗工段排出的含汞洗灰废水；

所述碳酸钠加药称18通过所述碳酸钠溶解罐17与所述含汞洗灰废水连接，用于向所述含泵洗灰废水中混入碳酸钠溶液。

洗灰废水自一级卧螺离心机B5进入1号中间水池，池内废水由泵送入管道，同时启动碳酸钠加药称18，废水和碳酸钠溶液经过管道混合器初步混合后进入脱钙反应器16充分混合，混合后的废水自脱钙反应器16顶部出水堰自流至水质稳定工段。

脱钙反应器16内发生的化学反应为：Ca²⁺+CO₃ ^2-＝CaCO₃↓

同时，所述水质稳定工段包括水质稳定反应池19、稳定调节池20和污泥池21；所述水质稳定反应池19、所述稳定调节池20和所述污泥池21依次连接；所述污泥池21还与所述烘干工段连接。

废水在水质稳定反应池19进一步反应，充分将废水中的Ca²⁺沉淀下来，随后泵送至稳定调节池20。废水在稳定调节池20内实现水质澄清，池内设刮泥系统，废水在稳定调节池20内进行充分沉降，沉降下的污泥在刮泥系统的作用下刮至池底集泥坑内，再经过水压作用压至污泥池21；污泥池21内污泥泵入水洗预处理单元，经烘干后随飞灰一块送入水泥窑煅烧。

进一步的，在本发明的实施例中，所述中和工段包括盐酸储罐22、中和罐23和pH加药箱24；所述盐酸储罐22与所述中和罐23连接，所述pH加药箱24设置在所述盐酸储罐22与所述中和罐23之间。

废水自稳定调节池20排出的方式有两种：一种是顶层排水自出水堰自流至2号中间水池；另一种是稳定调节池20没有达到高液位，需要利用低液位排水泵将废水排至2号中间水池。2号中间水池内的废水排入砂滤器27。废水经砂滤器27和一级精滤器28处理后进入中和罐23。并同时通过pH加药箱24将盐酸加入中和罐23，调节废水pH为7-9后，废水自流至清水池。

进一步的，在本发明的实施例中，所述蒸发结晶工段包括降膜蒸发器25和MVR结晶器26；所述降膜蒸发器25和所述MVR结晶器26连接。

溶液在一个降膜蒸发器25里，通过物料循环泵在加热管内循环。初始蒸汽由余热发电锅炉提供，将溶液加热沸腾产生二次汽，产生的二次汽由涡轮增压风机吸入，经蒸汽压缩机增压后，二次汽温度提高，作为加热热源进入加热室循环蒸发。正常启动后，涡轮压缩机将二次蒸汽吸入，经增压后变为加热蒸汽，就这样源源不断进行循环蒸发。蒸发出的水分最终变成冷凝水回用，物料加热过程产生的不凝气(主要为空气)通过不凝气排气阀排出。

而结晶过程，主要是钠盐和钾盐的结晶。滤液输送至MVR结晶器26，钾盐和钠盐以结晶盐的形式分离出来，作为化工原料外售。

控制重点：蒸发器、换热面积、列管清洗、布液器、循环量等。防止出现堵塞布液器、提前结晶堵塞管道的情况发生，以延长蒸发器的清洗周期，提高系统运转效率。

进一步的，在本发明的实施例中，所述过滤工段包括至少一个砂滤器27、至少一个一级精滤器28和至少一个二级精滤器29；

至少一个所述砂滤器27和至少一个所述一级精滤器28设置在所述水质稳定工段和所述中和工段；

至少一个所述二级精滤器29设置在所述中和工段和所述蒸发结晶工段。

本申请还提供了一种飞灰处理装置，包括所述的飞灰处理系统。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种飞灰处理系统，其特征在于，包括：

预处理单元；

所述预处理单元包括水洗工段和烘干工段；

所述水洗工段位于所述烘干工段的上工位，用于对飞灰进行水洗处理得到飞灰滤饼；

所述烘干工段位于所述水洗工段的下工位，用于对飞灰滤饼进行烘干处理；

煅烧单元；

所述煅烧单元位于所述预处理单元的下工位，用于对烘干后的成品飞灰进行高温煅烧处理；

洗灰废水处理单元；

所述洗灰废水处理单元包括脱钙反应工段、水质稳定工段、中和工段、过滤工段和蒸发结晶工段；

所述脱钙反应工段、所述水质稳定工段、所述中和工段和所述蒸发结晶工段依次连接；

所述过滤工段与所述水质稳定工段、所述中和工段和所述蒸发结晶工段连接，用于随着洗灰废水处理的进行对洗灰废水内所含颗粒滤除。

2.根据权利要求1所述的飞灰处理系统，其特征在于，所述水洗工段包括预搅拌罐、一级水洗机构、二级水洗机构和三级水洗机构；

所述一级水洗机构包括一级水洗搅拌罐、一级卧螺离心机A、一级滤液罐和一级卧螺离心机B；所述一级水洗搅拌罐、所述一级卧螺离心机A、所述一级滤液罐和所述一级卧螺离心机B依次连接；

所述二级水洗机构包括二级水洗搅拌罐、二级卧螺离心机A、二级滤液罐和二级卧螺离心机B；所述二级水洗搅拌罐、所述二级卧螺离心机A、所述二级滤液罐和所述二级卧螺离心机B依次连接；

所述三级水洗机构包括三级水洗搅拌罐、三级卧螺离心机A、三级滤液罐和三级卧螺离心机B；所述三级水洗搅拌罐、所述三级卧螺离心机A、所述三级滤液罐和所述三级卧螺离心机B依次连接；

其中，所述一级卧螺离心机B和所述一级卧螺离心机A与所述二级水洗搅拌罐相连；所述二级卧螺离心机B和所述二级卧螺离心机A与所述三级水洗搅拌罐相连；所述三级卧螺离心机B和所述三级卧螺离心机A与所述烘干工段相连。

3.根据权利要求2所述的飞灰处理系统，其特征在于，所述一级卧螺离心机B还与所述洗灰废水处理单元连接，用于将得到的滤液输送至所述洗灰废水处理单元；

所述二级卧螺离心机B还与所述预搅拌罐连接，用于将得到的滤液输送至所述预搅拌罐；

所述三级卧螺离心机B还与所述二级水洗搅拌罐连接，用于将得到的滤液输送至所述二级水洗搅拌罐。

4.根据权利要求2所述的飞灰处理系统，其特征在于，所述烘干工段包括立式烘干机和布袋除尘器；

所述立式烘干机与所述三级卧螺离心机B和所述三级卧螺离心机B连接，用于对飞灰滤饼进行烘干处理；

所述布袋除尘器安装在所述立式烘干机的出口。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的飞灰处理系统，其特征在于，所述脱钙反应工段包括脱钙反应器、碳酸钠溶解罐和碳酸钠加药称；

所述脱钙反应器与所述水洗工段连接，用于获取由所述水洗工段排出的含泵洗灰废水；

所述碳酸钠加药称通过所述碳酸钠溶解罐与所述含泵洗灰废水连接，用于向所述含泵洗灰废水中混入碳酸钠溶液。

6.根据权利要求5所述的飞灰处理系统，其特征在于，所述水质稳定工段包括水质稳定反应池、稳定调节池和污泥池；所述水质稳定反应池、所述稳定调节池和所述污泥池依次连接；所述污泥池还与所述烘干工段连接。

7.根据权利要求6所述的飞灰处理系统，其特征在于，所述中和工段包括盐酸储罐、中和罐和pH加药箱；所述盐酸储罐与所述中和罐连接，所述pH加药箱设置在所述盐酸储罐与所述中和罐之间。

8.根据权利要求7所述的飞灰处理系统，其特征在于，所述蒸发结晶工段包括降膜蒸发器和MVR结晶器；所述降膜蒸发器和所述MVR结晶器连接。

9.根据权利要求8所述的飞灰处理系统，其特征在于，所述过滤工段包括至少一个砂滤器、至少一个一级精滤器和至少一个二级精滤器；

至少一个所述砂滤器和至少一个所述一级精滤器设置在所述水质稳定工段和所述中和工段；

至少一个所述二级精滤器设置在所述中和工段和所述蒸发结晶工段。

10.一种飞灰处理装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的飞灰处理系统。