CN110228888A - 一种飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统和方法，所述的系统包括依次连接的稠厚器、冷却釜、卧螺离心机、钾盐母液罐、钾盐母液换热器、MVR蒸发系统，所述的冷却釜还连接有抽真空系统和MVR供水罐，所述的卧螺离心机还与细盐罐连接，所述的细盐罐与钠盐离心机连接。本发明的系统可以实现飞灰水洗液中氯化钠和氯化钾的有效分离，获得高纯度的氯化钾产品，氯化钾的纯度可以达到92％，降低飞灰处置成本，缓解了MVR系统细盐富集程度，促进了MVR系统的连续稳定运行，延长了MVR系统内细盐造成的结晶分离器结疤挂盐的周期。

Description

一种飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统和方法

技术领域

本发明属于危险废弃物处理技术领域，具体涉及一种飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统和方法。

背景技术

MVR是机械式蒸汽再压缩技术的简称，是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量，经蒸汽压缩机压缩做功，提升二次蒸汽的热能，如此循环向蒸发系统供热，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术，目前广泛应用与化工、食品、造纸、医药、海水淡化及污水处理等领域。

垃圾飞灰是指在垃圾焚烧发电厂烟气净化系统收集而得的残余物，含有氯离子、氯化钠、氯化钾等可溶性物质，为了利于水泥窑处置垃圾飞灰，通常采用水洗方法去除上述物质。垃圾飞灰水洗后产生的水洗液中因含有较高浓度的氯盐(主要含有氯化钠和氯化钾)需要进行进一步处理。目前采用MVR系统对飞灰水洗液进行蒸发脱盐处理，MVR系统在运行过程中容易因氯化钾不断富集出现结壁、结疤和堵塞问题，导致停车、母液排空操作，影响了MVR系统的连续运行。

为了保证MVR系统的连续运行，同时实现飞灰水洗液中氯化钾和氯化钠资源的分类回收，CN206793091U公开了一种与MVR系统结合的钾钠盐分离系统，母液、保温过滤、冷却结晶和离心的主体工艺，当氯化钾处理临界饱和点时，将盐制母液经过保温过滤、冷却结晶、离心分离等工艺，实现了氯化钾的有效分离，获得高纯度的氯化钾产品，但是存在钾盐母液回流影响MVR系统蒸发、新旧系统平衡难建立，回收的氯化钾的纯度低，回收效率低等问题，需要进一步优化。

鉴于以上原因，特提出本发明。

发明内容

为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统和方法，本发明的系统可以实现氯化钾的有效分离，获得高纯度的氯化钾产品，降低飞灰处置成本，缓解MVR系统细盐富集程度，促进MVR系统的连续稳定运行，延长MVR系统内细盐造成的结晶分离器结疤挂盐的周期。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统，包括依次连接的稠厚器、冷却釜、卧螺离心机、钾盐母液罐、钾盐母液换热器、MVR蒸发系统，所述的冷却釜还连接有抽真空系统和MVR供水罐，所述的卧螺离心机还与细盐罐连接，所述的细盐罐与钠盐离心机连接。

本发明中所述的MVR供水罐、稠厚器、钠盐离心机、MVR蒸发系统均属于MVR系统的现有结构。

MVR供水罐中的原液进入到冷却釜中，原液为不饱和的盐水，用于在冷却釜中进行洗盐操作，可以将析出的少量杂质NaCl再溶解，提高钾盐的纯度。

此外，MVR系统细盐富集状态严重时，穿透母液的固含量为15-50％，含有大量的细盐，细盐在系统中不断循环富集，造成强制循环电流过高，影响了MVR系统稳定运行，此时将钠盐离心机中的穿透母液泵入到卧螺离心机，彻底分离出细盐，消除细盐循环对蒸发系统的影响。

进一步的，所述的抽真空系统包括依次连接的第一气液分离器、蒸汽冷凝器、第二气液分离器和双环真空泵，所述的第一气液分离器与所述的冷却釜连接。

本发明的方法采用在冷却釜中真空条件下闪蒸和循环水冷却相结合的方式，可以实现物料的快速冷却。

进一步的，所述的第一气液分离器上设置有第一排液口，所述的第二气液分离器上设置有第二排液口，所述的第一排液口和第二排液口均与所述的钾盐母液罐连接。

进一步的，所述的蒸汽冷凝器设置有进水口和出水口，所述的蒸汽冷凝器通过循环水进行降温。

进一步的，所述的钾盐母液罐还连接有MVR事故池。

进一步的，所述的冷却釜上设置有冷却水进入口和冷却水出口，冷却釜通过循环水进行降温。

进一步的，所述的钾盐母液换热器上设置有蒸汽进气口和蒸汽出气口，钾盐母液换热器通过蒸汽对钾盐母液进行加热。

本发明中所述的冷却釜为搪瓷釜。

一种利用所述的系统分质提纯飞灰水洗液中钾钠的方法，包括如下步骤：

首先稠厚器中的上清液泵入冷却釜，然后将MVR供水罐中的不饱和盐水泵入到冷却釜中对稠厚器中的上清液进行洗盐处理，通过真空闪蒸和循环冷却水的组合降温方式，实现物料快速冷却结晶析出氯化钾晶体，随后全部进入卧螺离心机进行分离得到氯化钾晶体和氯化钾母液，所述的氯化钾母液进入到钾盐母液罐，然后通过钾盐母液换热器进行加热到100℃，并返回MVR蒸发系统，同时，在MVR系统细盐富集状态严重时，通过将钠盐离心机中的穿透母液泵入到细盐罐中，然后泵入卧螺离心机，分离得到细盐和细盐母液，所述细盐母液进入到钾盐母液罐，然后通过钾盐母液换热器进行加热到100℃，并返回MVR蒸发系统。

进一步的，冷却釜降温至38-42℃。

优选的，降温至40℃。

更优选的，冷却釜通过抽真空系统抽真空处理。

进一步的，MVR系统细盐富集状态严重时，穿透母液固含量为15-50％。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的系统可以实现飞灰水洗液中氯化钠和氯化钾的有效分离，获得高纯度的氯化钾产品，氯化钾的纯度可以达到92％，降低飞灰处置成本，缓解了MVR系统细盐富集程度，促进了MVR系统的连续稳定运行，延长了MVR系统内细盐造成的结晶分离器结疤挂盐的周期；从飞灰水洗液中分别提取氯化钾和氯化钠资源，实现了资源的循环利用，使水泥窑协同处置飞灰技术更加完善，推动其在全国范围推广和应用；通过增加钾钠盐分离和细盐消除系统，不但能获得氯化钾新产品的销售收入，而且明显提升飞灰处置量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明的飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统，包括依次连接的稠厚器、冷却釜、卧螺离心机、钾盐母液罐、钾盐母液换热器、MVR蒸发系统，所述的冷却釜还连接有抽真空系统和MVR供水罐，所述的卧螺离心机还与细盐罐连接，所述的细盐罐与钠盐离心机连接。

所述的抽真空系统包括依次连接的第一气液分离器、蒸汽冷凝器、第二气液分离器和双环真空泵，所述的第一气液分离器与所述的冷却釜连接。

所述的抽真空系统保证了冷却釜在真空的条件下进行冷却，经卧螺离心机分离获得氯化钾晶体，母液经过钾盐母液换热器加热回流到MVR蒸发系统，其中钾盐母液换热器采用蒸汽换热。

MVR供水罐中的原液进入到冷却釜中，原液为不饱和的盐水，用于在冷却釜中进行洗盐操作，可以将析出的少量杂质NaCl再溶解，提高钾盐的纯度。

此外，MVR系统细盐富集状态严重时，穿透母液的固含量为15-50％，含有大量的细盐，细盐在系统中不断循环富集，造成强制循环电流过高，影响了MVR系统稳定运行，此时将钠盐离心机中的穿透母液泵入到卧螺离心机，彻底分离出细盐，消除细盐循环对蒸发系统的影响。

所述的第一气液分离器上设置有第一排液口，所述的第二气液分离器上设置有第二排液口，所述的第一排液口和第二排液口均与所述的钾盐母液罐连接。第一气液分离器和第二气液分离器分离出的液相经过排液口流入钾盐母液罐中进行下一步的处理，不凝气通过双环真空泵排出。

所述的蒸汽冷凝器设置有进水口和出水口，所述的蒸汽冷凝器通过循环水进行降温。

所述的钾盐母液罐还连接有MVR事故池。如果遇到应急事情可以将钾钠盐分质提纯系统中的料液全部排入到MVR事故池进行处理。

优选的方案，所述的冷却釜上设置有冷却水进入口和冷却水出口，冷却釜通过循环水进行降温。所述的钾盐母液换热器上设置有蒸汽进气口和蒸汽出气口，钾盐母液换热器通过蒸汽对钾盐母液进行加热，本实施例中所述的冷却釜为搪瓷釜。

经过本实施例的系统分离的氯化钾的纯度可以达到92％。

需要特殊说明的是，本实施例中的所述的MVR供水罐、稠厚器、钠盐离心机、MVR蒸发系统均属于MVR系统，本发明的系统和MVR系统同时运行，运行稳定后，氯化钠是从MVR系统的出盐单元获得。

实施例2

本实施例利用所述的系统分质提纯飞灰水洗液中钾钠的方法，包括如下步骤：

首先将稠厚器中的上清液泵入冷却釜，然后将MVR供水罐中的不饱和盐水泵入到冷却釜中对稠厚器中的上清液进行洗盐处理，通过真空闪蒸和循环冷却水的组合降温方式，实现物料快速冷却结晶析出氯化钾晶体，随后全部进入卧螺离心机进行分离得到氯化钾晶体和氯化钾母液，所述的氯化钾母液进入到钾盐母液罐，然后通过钾盐母液换热器进行加热到100℃，并返回MVR蒸发系统。同时，在MVR系统细盐富集状态严重时，通过将钠盐离心机穿透母液泵入到细盐罐中，然后泵入卧螺离心机，分离得到细盐和细盐母液，所述细盐母液进入到钾盐母液罐，然后通过钾盐母液换热器进行加热到100℃，并返回MVR蒸发系统。

所述的抽真空系统包括依次连接的第一气液分离器、蒸汽冷凝器、第二气液分离器和双环真空泵，所述的第一气液分离器与所述的冷却釜连接。所述的第一气液分离器上设置有第一排液口，所述的第二气液分离器上设置有第二排液口，所述的第一排液口和第二排液口均与所述的钾盐母液罐连接。

所述的抽真空系统保证了冷却釜在真空的条件下进行冷却，经卧螺离心机分离获得氯化钾晶体，母液经过钾盐母液换热器加热回流到MVR蒸发系统，其中钾盐母液换热器采用蒸汽换热。

本发明的方法采用真空闪蒸与循环水降温的工艺，抽取稠厚器中的上清液泵入冷却釜中，降温至40℃，经过离心分离获得氯化钾晶体，钾盐母液经过蒸汽加热升温后回流到MVR蒸发系统中。

冷却釜中的降温过程为闪蒸冷却，采用真空闪蒸与循环水冷方式结合，实现了物料的快速冷却。MVR供水罐中的原液进入到冷却釜中，原液为不饱和的盐水，用于在冷却釜中进行洗盐操作，可以将少量的杂质NaCl再溶解，提高钾盐的纯度。此外，MVR系统细盐富集状态严重时，穿透母液的固含量为15-50％，含有大量的细盐，细盐在系统中不断循环富集，造成强制循环电流过高，影响了MVR系统稳定运行，此时将钠盐离心机中的穿透母液泵入到卧螺离心机，彻底分离出细盐，消除细盐循环对蒸发系统的影响。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统，其特征在于，包括依次连接的稠厚器、冷却釜、卧螺离心机、钾盐母液罐、钾盐母液换热器、MVR蒸发系统，所述的冷却釜还连接有抽真空系统和MVR供水罐，所述的卧螺离心机还与细盐罐连接，所述的细盐罐与钠盐离心机连接。

2.根据权利要求1所述的飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统，其特征在于，所述的抽真空系统包括依次连接的第一气液分离器、蒸汽冷凝器、第二气液分离器和双环真空泵，所述的第一气液分离器与所述的冷却釜连接。

3.根据权利要求2所述的飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统，其特征在于，所述的第一气液分离器上设置有第一排液口，所述的第二气液分离器上设置有第二排液口，所述的第一排液口和第二排液口均与所述的钾盐母液罐连接。

4.根据权利要求2所述的飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统，其特征在于，所述的蒸汽冷凝器设置有进水口和出水口，所述的蒸汽冷凝器通过循环水进行降温。

5.根据权利要求1所述的飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统，其特征在于，所述的钾盐母液罐还连接有MVR事故池。

6.根据权利要求1所述的飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统，其特征在于，所述的冷却釜上设置有冷却水进入口和冷却水出口，冷却釜通过循环水进行降温。

7.根据权利要求1所述的飞灰水洗液钾钠盐分质提纯系统，其特征在于，所述的钾盐母液换热器上设置有蒸汽进气口和蒸汽出气口，钾盐母液换热器通过蒸汽对钾盐母液进行加热。

8.一种利用权利要求1-7任意一项所述的系统分质提纯飞灰水洗液中钾钠的方法，其特征在于，包括如下步骤：

首先稠厚器中的上清液泵入冷却釜，然后将MVR供水罐中的不饱和盐水泵入到冷却釜中对稠厚器中的上清液进行洗盐处理，通过真空闪蒸和循环冷却水的组合降温方式，实现物料快速冷却结晶析出氯化钾晶体，随后全部进入卧螺离心机进行分离得到氯化钾晶体和氯化钾母液，所述的氯化钾母液进入到钾盐母液罐，然后通过钾盐母液换热器进行加热到100℃，并返回MVR蒸发系统，同时，在MVR系统细盐富集状态严重时，通过将钠盐离心机中的穿透母液泵入到细盐罐中，然后泵入卧螺离心机，分离得到细盐和细盐母液，所述细盐母液进入到钾盐母液罐，然后通过钾盐母液换热器进行加热到100℃，并返回MVR蒸发系统。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，冷却釜降温至38-42℃，优选的，降温至40℃，更优选的，冷却釜通过抽真空系统抽真空处理。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，MVR系统细盐富集状态严重时，穿透母液的固含量为15-50％。