CN111774404A - 一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺，涉及飞灰处理的领域，其工艺如下：S1：通过多点多频次进行取样分析，分析飞灰中的含氯量；S2：根据S1中的分析结果，按照水灰比2‑4:1确定水洗水的流量；S3：通过多级逆流水洗工艺对飞灰进行水洗，多级逆流水洗处理后的滤液均作为上一级水洗的水洗水；S4：多级逆流水洗作业结束后，进行固液分离，固体运送至高温熔融或者水泥窑。本申请在飞灰处理前进行定量配水，根据飞灰中含氯量，能够准确的得到多级逆流水洗的水灰比，并通过连续稳定的添加，既保障脱氯效果，又能够减少不必要的水资源浪费和废水处理费用；多级逆流水洗将后一级的灰水固液分离后将滤液作上一级水洗的水洗水，进一步节约水资源。

Description

一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺及设备

技术领域

本申请涉及飞灰处理的领域，尤其是涉及一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺及设备。

背景技术

随着城镇化的迅速发展，我国城市生活垃圾产量逐年增高，从2013年的1.89亿，上升到了2015年的2.06亿吨，由于垃圾焚烧具有减容、减量和能源回收等优点，所以我国垃圾焚烧处置量占比逐年增加。飞灰是垃圾焚烧的必然产物，大约占焚烧垃圾量的3～5%。按此计算，今后全国由于垃圾焚烧产生的飞灰在10000-20000吨/天。如此大量的飞灰产生，使得如何安全有效地处置焚烧飞灰成为急需解决的环境和社会问题。

飞灰是在烟气净化系统收集而得的细颗粒物质，包括用化学药剂处理烟气时产生的飞灰，在灰渣中约占10%～20%。飞灰一般呈灰白色或深灰色，粒径小于300μm，大部分为1.0μm～30μm，含水率10%～23%，热灼减率34%～51%，易冻胀，难压实，颗粒形态多呈棒状、多角质状、棉絮状、球状等不规则形状。同时，焚烧飞灰含有二恶英及重金属等有害物，根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014）规定：“生活垃圾焚烧飞灰应按危险废物管理”。因此，飞灰必须单独收集，不得与生活垃圾、焚烧残渣等混合，也不得与其他危险废物混合。

目前，垃圾焚烧飞灰的主要处理技术有：水泥固化法、化学药剂稳定化、熔融固化法和水泥窑协同处置法等。从经济性、易操作性和场地利用等方面考虑，水泥窑协同处置法是最适合的处理方法之一。飞灰中含有的高浓度氯盐，氯盐的存在会严重限制飞灰的无害化处置和资源化利用。为了将飞灰中的氯盐去除满足水泥窑协同处置的要求，通常采用多级逆流水洗的方式，如三级逆流水洗，常规的三级逆流水洗工艺只适合氯离子含量相对较低的飞灰除氯，若面对氯离子含量较高的飞灰，为了降低飞灰中的氯离子含量以满足水泥窑协同处置的要求，在不改变现有设备下，只能增加最后一级水洗的用水量，这样导致会有大量的水洗洗脱液进入蒸发结晶步骤，这样蒸发结晶形成清水回用的能源消耗将会大大增加。若改变现有设备，则需要增加水洗级数，设备和工艺都需要调整，操作难度较大。

发明内容

为了适用于氯离子含量较高的飞灰进行脱氯，本申请提供一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺及设备。

第一方面，本申请提供的一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺，采用如下的技术方案：

一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺，所述工艺如下：

S1：通过多点多频次进行取样分析，分析飞灰中的含氯量；

S2：根据S1中的分析结果，按照水灰比2-4:1确定水洗水的流量；

S3：通过多级逆流水洗工艺对飞灰进行水洗，在最后一级水洗中补充新鲜水，并在最后一级水洗结束后，对灰水处理后滤液作为上一级水洗水的水洗水，多级逆流水洗处理后的滤液均作为上一级水洗的水洗水；

S4：多级逆流水洗作业结束后，进行固液分离，固体运送至高温熔融或者水泥窑。

通过采用上述技术方案，通过飞灰处理前进行定量配水，将飞灰中可溶性氯全部析出，得出飞灰中含氯量的分析结果，能够准确的得到多级逆流水洗的水灰比，并通过连续稳定的添加，既保障脱氯效果，又能够减少不必要的水资源浪费和废水处理费用；多级逆流水洗将后一级的灰水固液分离后将滤液重新引回上一级水洗中作水洗水，进一步节约水资源。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在S1中的多点取样分析通过建立多罐同时出灰运行机制实现，多频取样分析通过每4小时对拟处理的飞灰含氯量进行分析实现。

通过采用上述技术方案，通过多点多频次对拟处理的飞灰含氯量进行综合分析，便于工作人员确定多级逆流水洗的水灰比，使得多级逆流水洗能够在保障水洗效果的同时，使用更少的水。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在S1中通过输入各料罐飞灰氯离子分析结果，自动进行对各料罐的下灰量的控制。

通过采用上述技术方案，在制浆过程中稳定的实现氯离子浓度精准控制，从而控制水灰比，减少水资源损失和配灰制浆的粘度控制。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在S3的多级逆流水洗中，对后一级水洗的灰水通过脱水压滤进行固液分离，滤液作为上一级的水洗水，固体进入下一级水洗。

通过采用上述技术方案，通过多级逆流水洗后飞灰的质量损失较小，从而对降低后续入炉需要使用的热源量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在S3的运行过程中，建立各级逆流水洗滤液中滤质量浓度和水洗后飞灰中氯质量分数的计算模型。

通过采用上述技术方案，通过实时建立计算模型，以实现精准的液固比，从而更加能够节约水资源的使用量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在脱水压滤作业中分别采用第一板框式过滤机、第二板框式过滤机和第三板框式过滤机。

通过采用上述技术方案，板框式过滤机能够连续运行，且占地面积小，操作简单。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述板框式过滤机的滤板面积范围均为1.5-2m²，真空度控制为0.08Mpa.g。

通过采用上述技术方案，滤布的过滤效果更佳，湿灰含水率可控制在30%以下，降低下游用户的高水份带来的加热成本。

第二方面，本申请提供一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯设备，采用如下的技术方案：

一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯设备，包括多个储灰罐，多个所述储灰罐均设置有CL-浓度计算模块，所述储灰罐还连通有同一制浆罐，所述制浆罐依次连通有一级水洗罐、第一板框式过滤机、二级水洗罐、第二板框式过滤机、三级水洗罐、第三板框式过滤机，所述第三板框式过滤机远离所述三级水洗罐的一端设置有输送带，所述输送带远离所述第三板框式过滤机的一端设置有高温熔融/水泥窑；

所述第二板框式过滤机连通于所述制浆罐；所述第三板框式过滤机连通于所述二级水洗罐。

通过采用上述技术方案，实现对氯离子含量较高的飞灰进行脱氯作业，且降低水洗水的使用量，减少资源的浪费，降低成本。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过飞灰处理前进行定量配水，将飞灰中可溶性氯全部析出，得出飞灰中含氯量的分析结果，能够准确的得到多级逆流水洗的水灰比，并通过连续稳定的添加，既保障脱氯效果，又能够减少不必要的水资源浪费和废水处理费用；多级逆流水洗将后一级的灰水固液分离后将滤液重新引回上一级水洗中作水洗水，进一步节约水资源；

2.进一步地，通过采用多级逆流水洗工艺，用最小的液固比实现节水，降低成本；

3.进一步地，采用滤板面积范围为1.5-2m²，真空度控制为0.08Mpa.g的第一板框式过滤机、第二板框式过滤机和第三板框式过滤机，实现连续化运行，占地面积小，操作简单的目的，且过滤效果较佳，同时能够降低下游用户的高水份带来的加热成本。

附图说明

图1是本申请实施例的工艺的流程图。

图2是本申请实施例的设备的示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺。参照图1，一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺，所述工艺如下：

S1：通过多点多频次进行取样分析，分析飞灰中的含氯量；

S2：根据S1中的分析结果，按照水灰比2-4:1确定水洗水的流量；

S3：通过多级逆流水洗工艺对飞灰进行水洗，在最后一级水洗中补充新鲜水，并在最后一级水洗结束后，对灰水处理后滤液作为上一级水洗水的水洗水，多级逆流水洗处理后的滤液均作为上一级水洗的水洗水；

S4：多级逆流水洗作业结束后，进行固液分离，固体运送至高温熔融或者水泥窑。

本申请实施例以10万吨/年生活垃圾为例进一步详细说明。

在S1中的多点取样分析通过建立多罐同时出灰运行机制实现，将不同厂家来灰分别放置不同的储灰罐中，多个储灰罐同时出料，经多点多频次取样分析，每4小时一频次对拟处理的飞灰氯含量进行综合分析，实验室内将含氯飞灰进行定量配水在30min后飞灰中的可溶性氯全部析出。

根据分析结果按照水灰比3：1确定水洗水的流量，并通过连续稳定的添加，既保障脱氯效果，又可减少不必要的水资源浪费和废水处理费用。通过多点出料串级称重控制模块有效的解决了飞灰配比称重难以计量问题，本申请实施例中的多点出料串级称重控制模块通过输入多个储灰罐内的飞灰氯离子分析结果，自动进行多个储灰罐的下灰量的控制，最终在制浆过程中能够稳定的实现氯离子浓度精准控制，从而控制水灰比，减少水资源损失和配灰制浆的粘度。

在S3的多级逆流水洗中，本申请实施例中设置为三级逆流水洗，首先在第三级逆流水洗罐中补充新鲜水，三级水洗后的灰水进行脱水压滤，过滤出来的滤液再作为二级水洗的水洗水；经二级水洗后的灰水经脱水压滤后，过滤出来的滤液再作为一级水洗前制浆用水；飞灰制浆后直接进入一级水洗罐进行水洗，这样减少了一级水洗罐的配水，用最小的液固比实现节水之目的，经过三级水洗后飞灰的质量损失为38%左右，飞灰中可溶性盐KCl、CaCl₂、NaCl、MgCl₂均溶于水中。

在运行过程中建立各级逆流水洗滤液中氯质量浓度、水洗后飞灰中氯质量分数的计算模型，以实现精准的液固比。

在脱水压滤作业中分别采用第一板框式过滤机、第二板框式过滤机和第三板框式过滤机，能够实现连续化运行，占地面积小，操作简单；且第一板框式过滤机、第二板框式过滤机和第三板框式过滤机的滤板面积范围均为1.5-2m²，滤板设置为套设有滤布的板，真空度控制为0.08Mpa.g，使用抗腐蚀、高目数、超细纤维的滤布，能够提高过滤效果，使得湿灰含水率可控制在30%以下，降低下游用户的高水份带来的加热成本。

本申请实施例一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺的实施原理为：通过氯离子综合浓度对多点出灰进行精准称重计算达到稳定的制浆效果，同时采用三级逆流水洗工艺使飞灰水洗水资源消耗最小化，采用特殊材质的滤布，使得第一板框式过滤机、第二板框式过滤机和第三板框式过滤机实现高效的脱水效果。

本申请实施例还公开一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯设备，参照图2，包括多个储灰罐，多个储灰罐均设置有CL-浓度计算模块，储灰罐还连通有同一制浆罐，制浆罐依次连通有一级水洗罐、第一板框式过滤机、二级水洗罐、第二板框式过滤机、三级水洗罐、第三板框式过滤机；第二板框式过滤机连通于制浆罐；第三板框式过滤机连通于二级水洗罐。

第三板框式过滤机远离三级水洗罐的一端设置有输送带，输送带远离第三板框式过滤机的一端设置有高温熔融/水泥窑。

本申请实施例一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯设备的实施原理为：不同厂家来灰通过飞灰运输车辆运送后分别放置不同的储灰罐中，通过氯离子综合浓度对多点出灰进行精准称重计算达到稳定的制浆效果，同时采用三级逆流水洗工艺使飞灰水洗水资源消耗最小化，采用特殊材质的滤布，使得第一板框式过滤机、第二板框式过滤机和第三板框式过滤机实现高效的脱水效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺，其特征在于：所述工艺如下：

S1：通过多点多频次进行取样分析，分析飞灰中的含氯量；

S2：根据S1中的分析结果，按照水灰比2-4:1确定水洗水的流量；

S3：通过多级逆流水洗工艺对飞灰进行水洗，在最后一级水洗中补充新鲜水，并在最后一级水洗结束后，对灰水处理后滤液作为上一级水洗水的水洗水，多级逆流水洗处理后的滤液均作为上一级水洗的水洗水；

S4：多级逆流水洗作业结束后，进行固液分离，固体运送至高温熔融或者水泥窑。

2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺，其特征在于：在S1中的多点取样分析通过建立多罐同时出灰运行机制实现，多频取样分析通过每4小时对拟处理的飞灰含氯量进行分析实现。

3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺，其特征在于：在S1中通过输入各料罐飞灰氯离子分析结果，自动进行对各料罐的下灰量的控制。

4.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺，其特征在于：在S3的多级逆流水洗中，对后一级水洗的灰水通过脱水压滤进行固液分离，滤液作为上一级的水洗水，固体进入下一级水洗。

5.根据权利要求4所述的一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺，其特征在于：在S3的运行过程中，建立各级逆流水洗滤液中滤质量浓度和水洗后飞灰中氯质量分数的计算模型。

6.根据权利要求4所述的一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺，其特征在于：在脱水压滤作业中分别采用第一板框式过滤机、第二板框式过滤机和第三板框式过滤机。

7.根据权利要求6所述的一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯工艺，其特征在于：所述第一板框式过滤机、第二板框式过滤机和第三板框式过滤机的滤板面积范围均为1.5-2m²，真空度控制为0.08Mpa.g。

8.一种生活垃圾焚烧飞灰高效水洗脱氯设备，其特征在于：包括多个储灰罐，多个所述储灰罐均设置有CL-浓度计算模块，所述储灰罐还连通有同一制浆罐，所述制浆罐依次连通有一级水洗罐、第一板框式过滤机、二级水洗罐、第二板框式过滤机、三级水洗罐、第三板框式过滤机，所述第三板框式过滤机远离所述三级水洗罐的一端设置有输送带，所述输送带远离所述第三板框式过滤机的一端设置有高温熔融/水泥窑；

所述第二板框式过滤机连通于所述制浆罐；所述第三板框式过滤机连通于所述二级水洗罐。

Images