CN111265809B - 一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用 - Google Patents

一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及环保领域，具体关于一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用；本发明的一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用，本发明制备了一种高氯飞灰水洗药剂，是针对飞灰中的氯离子去除的药剂制备技术，本发明的药剂中含有的钙离子和偏绿酸根离子能在碱性环境下生成铝离子，然后生成氯铝酸钙沉淀，利用该反应能将飞灰中的铝离子去除，本发明还添加一种复合絮凝剂在高氯飞灰水洗药剂，该种药剂能在沉淀生成过程中尽快将其包裹，聚集成大颗粒，促进反应的进程，缩短反应时间，本发明的高氯飞灰水洗药剂具有原材料简单易得，廉价，制备工艺简单，不含有重金属离子，氯离子去除效率高的优点。

Description

一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用
技术领域
本发明涉及环保领域，尤其是一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用。
背景技术
随着城市化的发展，焚烧垃圾成了处理大量垃圾的一种有效方法，但是垃圾在焚烧过程中会产生大量的飞灰，其产生量约占到入炉垃圾量的2-5％。垃圾焚烧飞灰中含有二氧化硅、氧化铝、氯化物、重金属、二噁英等危险废物，未经处置方法处理不可以进入大气的。
201610923758.1公开了一种飞灰处理系统，包括飞灰储仓、水泥储仓、第一水箱、第二水箱、螯合剂搅拌装置和混炼装置，所述的飞灰储仓和水泥储仓下方分别设有第一定量给料机和第二定量给料机，所述的第一定量给料机和第二定量给料机下方设有预混装置，在所述预混装置内横向设置搅拌轴，所述搅拌轴上设有若干柱状搅拌棒，所述的第一定量给料机和第二定量给料机下方均经管路与预混装置连通，所述第一水箱下方分支设有第一管路和第二管路，所述的螯合剂搅拌装置包括搅拌罐、设置于搅拌罐上的螯合剂入口和注水口，所述的搅拌罐内设有搅拌轴，所述的搅拌罐外侧设有驱动搅拌轴转动的电机。
201710977966.4提供了一种飞灰处理系统，应用于气化系统。气化系统包括气化炉、以及与气化炉的出气口相连的除尘器。飞灰处理系统包括与除尘器的排灰口相连的除尘器排灰处理装置、以及控制器。其中，除尘器灰处理装置包括与除尘器的排灰口依次相连的下灰部和排灰部，还包括与下灰部的充泄压口相连的充泄压系统，其中，下灰部的进灰口通过管道连接除尘器的排灰口，排灰部的进灰口通过管道连接下灰部的排灰口，除尘器灰处理装置还包括压力检测器、在除尘器和下灰部之间的管道上的控制阀或阀组、以及在下灰部和排灰部之间的管道上的控制阀或阀组。该发明将干式和湿式飞灰处理工艺相结合，通过自控设置，减少人为操作失误，操作方便，干净环保，维修投资省。
201810807137.6涉及一种飞灰资源化利用方法，包括依次进行的下述步骤：A.无害化处理：收集飞灰原灰颗粒，使用PCSB固化剂将飞灰制成料浆膏体,固化后得到飞灰块体；B.晾干：将固化飞灰块体进行晾干至含水率为15%～20%；C.破碎：将固化飞灰块体粉碎至小于18目、粒径为0.9mm～0.075mm及以下范围内的固化飞灰粉体颗粒；D.掺入：收集固化飞灰粉体颗粒，将重量百分比为2%～10%的固化飞灰粉体颗粒掺入混凝土中。该发明的利用方法能够消纳数量巨大的飞灰，可彻底解决飞灰填埋场建设的大投资、占地和环境问题；形成的单一系列建材产品，其工艺简单，性能优良，综合成本低于现行产品，既易于推广，又无环境风险，社会经济效益显著。
由于微生物不能对飞灰中的氯离子进行利用，所以针对飞灰中的氯离子去除的技术发展相对迟滞，如果飞灰中的氯离子不经处理直接排放，将严重危害人们赖以生活的水环境，影响饮水资源、农业种植、畜牧养殖等行业的发展。所以研究针对去除飞灰中氯离子的相关技术对保护人们赖以生存的环境有重要意义。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用。
一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用，其具体制备方案如下：
按照质量份数，向反应釜中加入100-200份的偏铝酸钠； 60.4-88.2份的熟石灰粉和2.8-10.4份的复合絮凝剂，混合搅拌均匀后即可得到所述的一种高氯飞灰水洗药剂。
所述的偏铝酸钠为一种低苛性比偏铝酸钠，物料使用率高。
所述的氢氧化铝粉水分含量为5%-15%。
所述的一种高氯飞灰水洗药剂的使用方法为：将100-200份的高氯飞灰使用300-500份的水洗后过滤，将得到的废水中加入10-50份的所述的高氯飞灰水洗药剂，搅拌混合聚匀后陈化反应120-180min后即可滤去沉淀物，处理后的水可再利用于高氯飞灰水洗。
所述的复合絮凝剂，选用丙烯酰胺，甲基丙烯酰氯化铵、乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷、丙烯酸铁作为共聚反应的单体，生成共聚改性丙烯酰胺；
所述的复合絮凝剂，采用1-烯丙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐，与共聚改性丙烯酰胺骨架上的甲基双(丁酮肟)硅烷官能团，在氯酸铂的作用下发生硅氢加成反应，得到具有絮凝，破乳效果的复合絮凝剂。反应示意如下：○代表共聚改性丙烯酰胺。
Figure 894451DEST_PATH_IMAGE001
所述的复合絮凝剂，其制备方法如下：
按照质量份数，将140-180份的丙烯酰胺，10-50份的甲基丙烯酰氯化铵、0.5-1.4份的丙烯酸铁加入到反应釜中，加入800-1200份的白油，混合搅拌均匀后加入5-20份的尿素，8-16份的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，搅拌混合均匀后调节pH值为中性，完成后使用氮气对反应釜中物料鼓气20-30min，然后缓慢的加入2-6份的过硫酸铵，控温50-80℃，反应2-5h，完成反应后将0.03-0.4份的1-烯丙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐，0.07-0.35份的氯酸铂，混合均匀后加入到反应釜中，混合均匀后控温80-100℃，反应3-10h，完成后用盐酸调节pH值为中性，蒸馏除去白油，干燥后即可得到所述的复合絮凝剂。
本发明的一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用，本发明制备了一种高氯飞灰水洗药剂，是针对飞灰中的氯离子去除的药剂制备技术，本发明的药剂中含有的钙离子和偏绿铝根离子能在碱性环境下生成铝离子，然后生成氯铝酸钙沉淀，其反应方程式如下：
4Ca2+ + 2 Al3+ + 2Cl- + 12OH- → Ca4Al2Cl2(OH)12
利用该反应能将飞灰中的氯离子去除，本发明还添加一种复合絮凝剂在高氯飞灰水洗药剂，所述的复合絮凝剂，选用乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，与1-烯丙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐，共聚改性丙烯酰胺的残余双键，在氯酸铂的作用下发生硅氢加成反应，得到具有絮凝，破乳效果的复合絮凝剂；该种药剂能在沉淀生成过程中尽快将其包裹，聚集成大颗粒，促进反应的进程，缩短反应时间，本发明的高氯飞灰水洗药剂具有原材料简单易得，廉价，制备工艺简单，不含有重金属离子，氯离子去除效率高的优点。发明制得的复合絮凝剂得到的产物为正电性，电荷密度高，吸附架桥作用更加明显，可通过吸附架桥使胶体粒子体积增大实现沉降，生成的絮体大，污水处理彻底。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
本实验实施例中的样品氯离子含量按照KGB T 24890-2010中方法检测。
实施例1
一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用，其具体制备方案如下：
向反应釜中加入100Kg的偏铝酸钠； 60.4Kg的熟石灰粉和2.8Kg的复合絮凝剂，混合搅拌均匀后即可得到所述的一种高氯飞灰水洗药剂。
所述的偏铝酸钠为一种低苛性比偏铝酸钠，物料使用率高。
所述的氢氧化铝粉水分含量为5%。
所述的一种高氯飞灰水洗药剂的使用方法为：将100Kg高氯飞灰使用300Kg水洗后过滤，将得到的废水中加入10Kg所述的高氯飞灰水洗药剂，搅拌混合聚匀后陈化反应120min后即可滤去沉淀物，处理后的水可再利用于高氯飞灰水洗。
所述的复合絮凝剂，其制备方法如下：
将140Kg的丙烯酰胺，10Kg的甲基丙烯酰氯化铵、0.5Kg的丙烯酸铁加入到反应釜中，加入800Kg的白油，混合搅拌均匀后加入5Kg的尿素，8Kg的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，搅拌混合均匀后调节pH值为中性，完成后使用氮气对反应釜中物料鼓气20min，然后缓慢的加入2-6Kg的过硫酸铵，控温50℃，反应2h，完成反应后将0.03Kg的1-烯丙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐，0.07Kg的氯酸铂，混合均匀后加入到反应釜中，混合均匀后控温80℃，反应3h，完成后用盐酸调节pH值为中性，蒸馏除去白油，干燥后即可得到所述的复合絮凝剂。
本实施例中在高氯飞灰使用水洗后过滤，将得到的废水中的氯离子含量为14.2%，加入高氯飞灰水洗药剂处理后的废水中的氯离子含量为1.24%。
实施例2
一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用，其具体制备方案如下：
向反应釜中加入155Kg的偏铝酸钠； 71Kg的熟石灰粉和6Kg的复合絮凝剂，混合搅拌均匀后即可得到所述的一种高氯飞灰水洗药剂。
所述的偏铝酸钠为一种低苛性比偏铝酸钠，物料使用率高。
所述的氢氧化铝粉水分含量为10%。
所述的一种高氯飞灰水洗药剂的使用方法为：将150Kg高氯飞灰使用400Kg水洗后过滤，将得到的废水中加入30Kg所述的高氯飞灰水洗药剂，搅拌混合聚匀后陈化反应150min后即可滤去沉淀物，处理后的水可再利用于高氯飞灰水洗。
所述的复合絮凝剂，其制备方法如下：
将150Kg的丙烯酰胺，17Kg的甲基丙烯酰氯化铵、0.9Kg的丙烯酸铁加入到反应釜中，加入1000Kg的白油，混合搅拌均匀后加入11Kg的尿素，12Kg的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，搅拌混合均匀后调节pH值为中性，完成后使用氮气对反应釜中物料鼓气24min，然后缓慢的加入3Kg的过硫酸铵，控温59℃，反应3h，完成反应后将0.2Kg的1-烯丙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐，0.13Kg的氯酸铂，混合均匀后加入到反应釜中，混合均匀后控温85℃，反应7h，完成后用盐酸调节pH值为中性，蒸馏除去白油，干燥后即可得到所述的复合絮凝剂。
本实施例中在高氯飞灰使用水洗后过滤，将得到的废水中的氯离子含量为14.8%，加入高氯飞灰水洗药剂处理后的废水中的氯离子含量为0.96%。
实施例3
一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用，其具体制备方案如下：
向反应釜中加入200Kg的偏铝酸钠；88.2Kg的熟石灰粉和10.4Kg的复合絮凝剂，混合搅拌均匀后即可得到所述的一种高氯飞灰水洗药剂。
所述的偏铝酸钠为一种低苛性比偏铝酸钠，物料使用率高。
所述的氢氧化铝粉水分含量为15%。
所述的一种高氯飞灰水洗药剂的使用方法为：将200Kg高氯飞灰使用500Kg水洗后过滤，将得到的废水中加入50Kg所述的高氯飞灰水洗药剂，搅拌混合聚匀后陈化反应180min后即可滤去沉淀物，处理后的水可再利用于高氯飞灰水洗。
所述的复合絮凝剂，其制备方法如下：
将180Kg的丙烯酰胺，50Kg的甲基丙烯酰氯化铵、1.4Kg的丙烯酸铁加入到反应釜中，加入1200Kg的白油，混合搅拌均匀后加入20Kg的尿素，16Kg的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，搅拌混合均匀后调节pH值为中性，完成后使用氮气对反应釜中物料鼓气30min，然后缓慢的加入6Kg的过硫酸铵，控温80℃，反应5h，完成反应后将0.4Kg的1-烯丙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐，0.35Kg的氯酸铂，混合均匀后加入到反应釜中，混合均匀后控温100℃，反应10h，完成后用盐酸调节pH值为中性，蒸馏除去白油，干燥后即可得到所述的复合絮凝剂。
本实施例中在高氯飞灰使用水洗后过滤，将得到的废水中的氯离子含量为14.7%，加入高氯飞灰水洗药剂处理后的废水中的氯离子含量为0.78%。
对比例1
一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用，其具体制备方案如下：
向反应釜中加入155Kg的偏铝酸钠；71Kg的熟石灰粉，混合搅拌均匀后即可得到所述的一种高氯飞灰水洗药剂。
本对比例中在高氯飞灰使用水洗后过滤，将得到的废水中的氯离子含量为14.2%，加入高氯飞灰水洗药剂处理后的废水中的氯离子含量为7.41%。
对比例2
所述的复合絮凝剂，其制备方法如下：
将150Kg的丙烯酰胺，17Kg的甲基丙烯酰氯化铵,加入到反应釜中，加入1000Kg的白油，混合搅拌均匀后加入11Kg的尿素，12Kg的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，搅拌混合均匀后调节pH值为中性，完成后使用氮气对反应釜中物料鼓气24min，然后缓慢的加入3Kg的过硫酸铵，控温59℃，反应3h，完成反应后将0.2Kg的1-烯丙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐，0.13Kg的氯酸铂，混合均匀后加入到反应釜中，混合均匀后控温85℃，反应7h，完成后用盐酸调节pH值为中性，蒸馏除去白油，干燥后即可得到所述的复合絮凝剂。
其它同实施例2；
本实施例中在高氯飞灰使用水洗后过滤，将得到的废水中的氯离子含量为14.3%，加入高氯飞灰水洗药剂处理后的废水中的氯离子含量为3.07%。
对比例3
所述的复合絮凝剂，其制备方法如下：
将150Kg的丙烯酰胺，17Kg的甲基丙烯酰氯化铵、0.9Kg的丙烯酸铁加入到反应釜中，加入1000Kg的白油，混合搅拌均匀后加入11Kg的尿素，搅拌混合均匀后调节pH值为中性，完成后使用氮气对反应釜中物料鼓气24min，然后缓慢的加入3Kg的过硫酸铵，控温59℃，反应3h，完成反应后将0.2Kg的1-烯丙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐，0.13Kg的氯酸铂，混合均匀后加入到反应釜中，混合均匀后控温85℃，反应7h，完成后用盐酸调节pH值为中性，蒸馏除去白油，干燥后即可得到所述的复合絮凝剂。
其它同实施例2；
本实施例中在高氯飞灰使用水洗后过滤，将得到的废水中的氯离子含量为14.1%，加入高氯飞灰水洗药剂处理后的废水中的氯离子含量为5.79%。
对比例4
所述的复合絮凝剂，其制备方法如下：
将150Kg的丙烯酰胺，17Kg的甲基丙烯酰氯化铵、0.9Kg的丙烯酸铁加入到反应釜中，加入1000Kg的白油，混合搅拌均匀后加入11Kg的尿素，12Kg的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，搅拌混合均匀后调节pH值为中性，完成后使用氮气对反应釜中物料鼓气24min，然后缓慢的加入3Kg的过硫酸铵，控温59℃，反应3h，完成反应后混合均匀后加入到反应釜中，混合均匀后控温85℃，反应7h，完成后用盐酸调节pH值为中性，蒸馏除去白油，干燥后即可得到所述的复合絮凝剂。
其它同实施例2；
本实施例中在高氯飞灰使用水洗后过滤，将得到的废水中的氯离子含量为14.1%，加入高氯飞灰水洗药剂处理后的废水中的氯离子含量为3.39%。

Claims (5)

1.一种高氯飞灰水洗药剂的制备方法，其具体制备方案如下：
按照质量份数，向反应釜中加入100-200份的偏铝酸钠； 60.4-88.2份的熟石灰粉和2.8-10.4份的复合絮凝剂，混合搅拌均匀后即可得到所述的一种高氯飞灰水洗药剂；
所述的复合絮凝剂，其制备方法如下：
按照质量份数，将140-180份的丙烯酰胺，10-50份的甲基丙烯酰氯化铵、0.5-1.4份的丙烯酸铁加入到反应釜中，加入800-1200份的白油，混合搅拌均匀后加入5-20份的尿素，8-16份的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，搅拌混合均匀后调节pH值为中性，完成后使用氮气对反应釜中物料鼓气20-30min，然后缓慢的加入2-6份的过硫酸铵，控温50-80℃，反应2-5h，完成反应后将0.03-0.4份的1-烯丙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐，0.07-0.35份的氯酸铂，混合均匀后加入到反应釜中，混合均匀后控温80-100℃，反应3-10h，完成后用盐酸调节pH值为中性，蒸馏除去白油，干燥后即可得到所述的复合絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的一种高氯飞灰水洗药剂的制备方法，其特征在于：所述的偏铝酸钠为一种低苛性比偏铝酸钠，物料使用率高。
3.根据权利要求1所述的一种高氯飞灰水洗药剂的制备方法，其特征在于：所述的一种高氯飞灰水洗药剂的使用方法为：将100-200份的高氯飞灰使用300-500份的水洗后过滤，将得到的废水中加入10-50份的所述的高氯飞灰水洗药剂，搅拌混合聚匀后陈化反应120-180min后即可滤去沉淀物，处理后的水可再利用于高氯飞灰水洗。
4.根据权利要求1所述的一种高氯飞灰水洗药剂的制备方法，其特征在于：
所述的复合絮凝剂，选用丙烯酰胺，甲基丙烯酰氯化铵、乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷、丙烯酸铁作为共聚反应的单体，生成共聚改性丙烯酰胺。
5.根据权利要求1所述的一种高氯飞灰水洗药剂的制备方法，其特征在于：
所述的复合絮凝剂，采用1-烯丙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐，与共聚改性丙烯酰胺骨架上的甲基双(丁酮肟)硅烷官能团，在氯酸铂的作用下发生硅氢加成反应。
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