CN112275764A - 危废焚烧飞灰水洗利用方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种危废焚烧飞灰水洗利用方法及装置，该方法包括：对危废焚烧飞灰进行检测，并根据检测结果将飞灰分为高钙飞灰和高钠飞灰；将高钙飞灰和高钠飞灰按照一定的配比进行混合；对混合后的飞灰进行逆流漂洗得到高盐废水和一次不溶性残渣；对高盐废水进行处理，以去除钙离子，从而得到一次清液和二次不溶性残渣；对一次清液进行处理，以去除重金属，从而得到二次清液和三次不溶性残渣，并对三次不溶性残渣进行处理；对二次清液进行处理，以去除二噁英，从而得到三次清液；对三次清液进行分离结晶，从而得到钠盐。根据本发明实施例可以实现对危废焚烧飞灰的低成本再利用处理，降低了处理成本和土地占用。
Description
技术领域
本发明涉及危废处理技术领域，具体而言涉及一种危废焚烧飞灰水洗利用方法及装置。
背景技术
随着我国经济高速发展，带来了一系列的环境问题，包括废弃物及噪声污染。目前，废弃物处理(包括城市生活垃圾和危险废弃物)一般采用焚烧发电的方式进行无害化、减量化、资源化处理，以减轻污染问题。危险废弃物焚烧产生的飞灰(包括湿法洗涤塔产生的废盐，下同)的主要成分为脱酸产物，而在危废焚烧处理中为了保证烟气排放达标，大部分危废焚烧处理工艺都采用高效的湿法脱酸工艺，这种工艺以液碱作为脱酸剂，因此脱酸产物中含有大量的氯化钠、硫酸钠等水溶性盐。然而目前的危险废物填埋污染控制标准对进入柔性填埋场的废物中的水溶性盐含量有了严格的限制，因此危废焚烧飞灰难以进入柔性填埋场，而只能去刚性填埋场，而进入刚性填埋场处置成本将大大提高，同时还会占用大量的土地资源。
发明内容
为了解决上述问题中的至少一个而提出了本发明，其公开了一种危废焚烧飞灰水洗利用方法及装置，其可以实现对危废焚烧飞灰的低成本再利用处理，降低了处理成本和土地占用。
具体地，本发明一方面提供一种危废焚烧飞灰水洗利用方法，其包括：
对危废焚烧飞灰进行检测，并根据检测结果将飞灰分为高钙飞灰和高钠飞灰；
将所述高钙飞灰和高钠飞灰按照一定的配比进行混合；
对混合后的飞灰进行逆流漂洗得到高盐废水和一次不溶性残渣，并对所述一次不溶性残渣进行处理；
对所述高盐废水进行处理，以去除所述高盐废水中的钙离子，从而得到一次清液和二次不溶性残渣，并对所述二次不溶性残渣进行处理；
对所述一次清液进行处理，以去除所述一次清液中的重金属，从而得到二次清液和三次不溶性残渣，并对所述三次不溶性残渣进行处理；
对所述二次清液进行处理，以去除所述二次清液中二噁英，从而得到三次清液；
对所述三次清液进行分离结晶，从而得到钠盐。
在本发明一实施例中，将所述高钙飞灰和高钠飞灰按照钙硫比小于1的配比方式进行混合。
在本发明一实施例中，根据对所述一次不溶性残渣的处理方式确定对混合后的飞灰进行逆流漂洗的次数，
其中，如果对所述一次不溶性残渣进行柔性填埋处理，则对混合后的飞灰进行逆流漂洗的次数为2次；
如果对所述一次不溶性残渣进行水泥窑协同处理，则对混合后的飞灰进行逆流漂洗的次数为3次。
在本发明一实施例中，通过向所述高盐废水中加入碳酸钠来去除所述高盐废水中的钙离子。
在本发明一实施例中，通过向所述一次清液中加入硫化钠来去除所述一次清液中的重金属。
在本发明一实施例中，利用活性炭对所述二次清液进行处理，以去除所述二次清液中二噁英。
在本发明一实施例中，对所述二次不溶性残渣进行处理包括对所述二次不溶性残渣进行柔性填埋处理或水泥窑协同处理。
在本发明一实施例中，对所述三次不溶性残渣进行处理包括对所述三次不溶性残渣进行水泥窑协同处理。
本发明另一方面还提供一种危废焚烧飞灰水洗利用装置，其包括：
检测单元，所述检测单元用于对危废焚烧飞灰进行检测，并根据检测结果将飞灰分为高钙飞灰和高钠飞灰；
混合单元，所述混合单元用于将所述高钙飞灰和高钠飞灰按照一定的配比进行混合；
漂洗单元，所述漂洗单元用于对混合后的飞灰进行逆流漂洗得到高盐废水和一次不溶性残渣；
水处理单元，所述水处理单元用于对所述高盐废水进行处理，以去除所述高盐废水中的钙离子，从而得到一次清液和二次不溶性残渣；
所述水处理单元还用于对所述一次清液进行处理，以去除所述一次清液中的重金属，从而得到二次清液和三次不溶性残渣；
所述水处理单元还用于对所述二次清液进行处理，以去除所述二次清液中二噁英，从而得到三次清液；
分离结晶单元，所述分离结晶单元用于对所述三次清液进行分离结晶，从而得到钠盐。
在本发明一实施例中，所述混合单元包括预均化罐。
本发明提出的危废焚烧飞灰水洗利用方法及装置，先通过多级漂洗将飞灰转换为高盐废水，然后对高盐废水进行脱钙、净化、提纯后产生纯净的硫酸钠和/或氯化钠，其可以作为产品出售，同时对在漂洗和高盐废水处理过程产生的不溶性残渣进行柔性填埋处理或水泥窑协同处理，减少了土地资源的占用，降低了处理成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出根据本发明一实施例的危废焚烧飞灰水洗利用方法的示意性流程图；
图2示出根据本发明一实施例的危废焚烧飞灰水洗利用装置的结构示意图。
附图标记说明：
201 检测单元
202 混合单元
203 漂洗单元
204 水处理单元
205 分离结晶单元
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
图1示出根据本发明一实施例的危废焚烧飞灰水洗利用方法的示意性流程图。下面结合图1对本发明一实施例的危废焚烧飞灰水洗利用方法进行详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的危废焚烧飞灰水洗利用方法，包括：
步骤101，对危废焚烧飞灰进行检测，并根据检测结果将飞灰分为高钙飞灰和高钠飞灰。
在本发明实施例中，危废焚烧飞灰包括危废焚烧过程中烟气处理产生的飞灰以及余热锅炉中的飞灰。
由于不同的危废焚烧产生的飞灰含钙和含钠的量不同，有的钙含量高，有的钠含量高，因此当收集危废焚烧飞灰之后，先对危废焚烧飞灰进行检测，并根据检测结果将飞灰分为高钙飞灰和高钠飞灰。在本文中高钙飞灰指的是飞灰钙含量相对较高，高钠飞灰指的是飞灰中钠含量相对较高，而不是指飞灰中钙含量或钠含量高于多少。
飞灰的检测可以通过各种元素检测方法和设备实现。
步骤102，将所述高钙飞灰和高钠飞灰按照一定的配比进行混合。
示例性地，在本实施例中，将所述高钙飞灰和高钠飞灰按照钙硫比小于1的配比方式进行混合，即按照Ca：S比小于1的配比进行混合。
示例性地，在本实施例中，可以在预均化罐中将所述高钙飞灰和高钠飞灰按照一定的配比进行混合形成均匀的飞灰产物，并且由于按照Ca：S比小于1的配比进行混合，因此可以利于后续的飞灰水洗处理，例如通过钙离子和含硫离子的反应，可以去除一定的钙离子，减少后续脱钙剂的使用。
步骤103，对混合后的飞灰进行逆流漂洗得到高盐废水和一次不溶性残渣，并对所述一次不溶性残渣进行处理。
逆流漂洗指的是待漂洗物运动方向和水流方向相反的漂洗方式。飞灰通过逆流漂洗可以实现除氯除盐的效果。
示例性地，在本实施例中，根据对所述一次不溶性残渣的处理方式确定对混合后的飞灰进行逆流漂洗的次数，其中，如果对所述一次不溶性残渣进行柔性填埋处理，则对混合后的飞灰进行逆流漂洗的次数为2次；如果对所述一次不溶性残渣进行水泥窑协同处理，则对混合后的飞灰进行逆流漂洗的次数为3次。即，如果不溶性残渣送去柔性填埋场处置，则可以选择2级逆流漂洗；如果送去水泥窑协同处置，则可以选择3级逆流漂洗。
逆流漂洗指的是漂洗物运动方向和水流方向相反。三级逆流漂洗指的是原灰到水洗飞灰要经历三次水洗，每次水洗的精度都不尽相同，第一级水洗可称之为初洗，用于洗脱大部分的易溶性氯盐；而第三级水洗可称之为精洗，能够将氯离子的含量洗脱至0.5％以下。而逆流则体现在第三级洗脱除氯时采用清水洗脱；第二级洗脱除氯时采用第三级洗脱系统中的第二级分离系统分离后的滤液洗脱；第一级洗脱除氯时采用第二级洗脱系统中第二级分离系统分离后的滤液洗脱。系统中采用后一级的滤液对前一级的滤饼洗脱，第三级采用清水洗脱，即利用浓水洗浓灰，清水洗净灰。该技术实现了水的高效利用率，从而做到用最少的水，洗出最“干净”的灰。二级逆流漂洗的含义与三级漂洗的含义类似，不同之处在于原灰到水洗飞灰要经历两次水洗。
示例性地，在本实施例中，可以使用去离子水作为洗脱剂，水灰比可以根据需要确定，例如为3:1、4:1或8：1。
通过对混合后的飞灰进行逆流漂洗可以去除飞灰中的可溶性盐和氯，从而使飞灰处置的更彻底、更有效、更环保，保证土地不被飞灰所污染，防止飞灰中大量的可溶性盐渗入土壤、地下水，给环境和人类健康造成巨大威胁。
对于得到不溶性残渣，例如不溶于水的盐或其他固体物质，由于已经通过逆流漂洗去除了飞灰中的可溶性盐和氯，因此不溶性残渣中盐和氯含量很低，可以方便进行柔性填埋处理和水泥窑协同处理。
步骤104，对所述高盐废水进行处理，以去除所述高盐废水中的钙离子，从而得到一次清液和二次不溶性残渣，并对所述二次不溶性残渣进行处理。
示例性地，通过向所述高盐废水中加入碳酸钠来去除所述高盐废水中的钙离子，从而得到一次清液和二次不溶性残渣，并对所述二次不溶性残渣进行处理。即，通过碳酸钠与高盐废水中钙离子反应形成碳酸钙来去除所述高盐废水中的钙离子。
对于得到的一次清液，则继续进行后续处理，而对于得到的二次不溶性残渣，则进行柔性填埋处理或水泥窑协同处理。
步骤105，对所述一次清液进行处理，以去除所述一次清液中的重金属，从而得到二次清液和三次不溶性残渣，并对所述三次不溶性残渣进行处理。
示例性地，通过向所述一次清液中加入硫化钠来去除所述一次清液中的重金属，从而得到二次清液和三次不溶性残渣，并对所述三次不溶性残渣进行处理。即通过硫离子与重金属离子的反应形成不溶性盐来去除所述一次清液中的重金属。
对于得到的二次清液，则继续进行后续处理，而对于得到的三次不溶性残渣，则进行柔性填埋处理(由于三次不溶性残渣中包含重金属，因此不便进行水泥窑协同处理，即不便用于制作水泥)。
步骤106，对所述二次清液进行处理，以去除所述二次清液中二噁英，从而得到三次清液。
示例性地，利用活性炭对所述二次清液进行处理，以去除所述二次清液中二噁英。
步骤107，对所述三次清液进行分离结晶，从而得到钠盐。
即通过对三次清夜进行分离结晶，得到清液中含有的氯化钠或硫酸钠等钠盐。
根据本实施例的危废焚烧飞灰水洗利用方法，先通过多级漂洗将飞灰转换为高盐废水，然后对高盐废水进行脱钙、净化、提纯后产生纯净的硫酸钠和/或氯化钠，其可以作为产品出售，同时对在漂洗和高盐废水处理过程产生的不溶性残渣进行柔性填埋处理或水泥窑协同处理，减少了土地资源的占用，降低了处理成本。
图2示出根据本发明一实施例的危废焚烧飞灰水洗利用装置的结构示意图。下面结合图2对本发明一实施例的危废焚烧飞灰水洗利用装置进行详细描述。
如图2所示，本实施例提供的危废焚烧飞灰水洗利用装置包括检测单元201、混合单元202、漂洗单元203、水处理单元204和分离结晶单元205。
检测单元201用于对危废焚烧飞灰进行检测，并根据检测结果将飞灰分为高钙飞灰和高钠飞灰。
混合单元202用于将所述高钙飞灰和高钠飞灰按照一定的配比进行混合。
示例性地，所述混合单元包括预均化罐。
示例性地，所述混合单元将所述高钙飞灰和高钠飞灰按照钙硫比小于1的配比进行混合。
漂洗单元203用于对混合后的飞灰进行逆流漂洗得到高盐废水和一次不溶性残渣，并对所述一次不溶性残渣进行处理。
漂洗单元203可以对混合后的飞灰进行二级漂洗和三级漂洗，二级漂洗和三级漂洗的含义如前所述，在此不再赘述。
漂洗单元203可以采用各种合适的漂洗系统实现。
水处理单元204用于对所述高盐废水进行处理，以去除所述高盐废水中的钙离子，从而得到一次清液和二次不溶性残渣。
示例性地，水处理单元204利用碳酸钠去除所述高盐废水中的钙离子，从而得到一次清液和二次不溶性残渣。
所述水处理单元204还用于对所述一次清液进行处理，以去除所述一次清液中的重金属，从而得到二次清液和三次不溶性残渣。
示例性地，水处理单元204利用硫化钠去除所述一次清液中的重金属，从而得到二次清液和三次不溶性残渣。
所述水处理单元204还用于对所述二次清液进行处理，以去除所述二次清液中二噁英，从而得到三次清液。
示例性地，水处理单元204利用活性炭去除所述二次清液中二噁英，从而得到三次清液。
分离结晶单元205用于对所述三次清液进行分离结晶，从而得到钠盐。即，分离结晶单元205通过对三次清夜进行蒸发结晶，从而实现对三次清液中所含盐的分离和结晶，从而得到分离的不同种类的钠盐，例如氯化钠和硫酸钠，并且得到的钠盐可以作为产品出售。
根据本发明实施例的危废焚烧飞灰水洗利用方法及装置具有以下优点：
一，经本发明处理后的不溶性残渣可满足柔性填埋场对入场废物水溶性盐含量的要求，降低了处置成本。
二，减少了需要进入填埋处置的废物，减少了对土地资源的占用；如去水泥窑协同处置，几乎不需要消耗土地资源。
三，可回收硫酸钠和氯化钠。
四，利用高硫飞灰沉淀飞灰中钙离子，减少脱钙剂消耗。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施例中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施例，除非该特征在该另一个实施例中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
Claims (10)
1.一种危废焚烧飞灰水洗利用方法，其特征在于，包括：
对危废焚烧飞灰进行检测，并根据检测结果将飞灰分为高钙飞灰和高钠飞灰；
将所述高钙飞灰和高钠飞灰按照一定的配比进行混合；
对混合后的飞灰进行逆流漂洗得到高盐废水和一次不溶性残渣，并对所述一次不溶性残渣进行处理；
对所述高盐废水进行处理，以去除所述高盐废水中的钙离子，从而得到一次清液和二次不溶性残渣，并对所述二次不溶性残渣进行处理；
对所述一次清液进行处理，以去除所述一次清液中的重金属，从而得到二次清液和三次不溶性残渣，并对所述三次不溶性残渣进行处理；
对所述二次清液进行处理，以去除所述二次清液中二噁英，从而得到三次清液；
对所述三次清液进行分离结晶，从而得到钠盐。
2.根据权利要求1所述的危废焚烧飞灰水洗利用方法，其特征在于，将所述高钙飞灰和高钠飞灰按照钙硫比小于1的配比方式进行混合。
3.根据权利要求1所述的危废焚烧飞灰水洗利用方法，其特征在于，根据对所述一次不溶性残渣的处理方式确定对混合后的飞灰进行逆流漂洗的次数，
其中，如果对所述一次不溶性残渣进行柔性填埋处理，则对混合后的飞灰进行逆流漂洗的次数为2次；
如果对所述一次不溶性残渣进行水泥窑协同处理，则对混合后的飞灰进行逆流漂洗的次数为3次。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的危废焚烧飞灰水洗利用方法，其特征在于，通过向所述高盐废水中加入碳酸钠来去除所述高盐废水中的钙离子。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的危废焚烧飞灰水洗利用方法，其特征在于，通过向所述一次清液中加入硫化钠来去除所述一次清液中的重金属。
6.根据权利要求1-3中的任一项所述的危废焚烧飞灰水洗利用方法，其特征在于，利用活性炭对所述二次清液进行处理，以去除所述二次清液中二噁英。
7.根据权利要求1所述的危废焚烧飞灰水洗利用方法，其特征在于，对所述二次不溶性残渣进行处理包括对所述二次不溶性残渣进行柔性填埋处理或水泥窑协同处理。
8.根据权利要求1所述的危废焚烧飞灰水洗利用方法，其特征在于，对所述三次不溶性残渣进行处理包括对所述三次不溶性残渣进行柔性填埋处理。
9.一种危废焚烧飞灰水洗利用装置，其特征在于，包括：
检测单元，所述检测单元用于对危废焚烧飞灰进行检测，并根据检测结果将飞灰分为高钙飞灰和高钠飞灰；
混合单元，所述混合单元用于将所述高钙飞灰和高钠飞灰按照一定的配比进行混合；
漂洗单元，所述漂洗单元用于对混合后的飞灰进行逆流漂洗得到高盐废水和一次不溶性残渣；
水处理单元，所述水处理单元用于对所述高盐废水进行处理，以去除所述高盐废水中的钙离子，从而得到一次清液和二次不溶性残渣；
所述水处理单元还用于对所述一次清液进行处理，以去除所述一次清液中的重金属，从而得到二次清液和三次不溶性残渣；
所述水处理单元还用于对所述二次清液进行处理，以去除所述二次清液中二噁英，从而得到三次清液；
分离结晶单元，所述分离结晶单元用于对所述三次清液进行分离结晶，从而得到钠盐。
10.根据权利要求9所述的危废焚烧飞灰水洗利用装置，其特征在于，所述混合单元包括预均化罐。
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