CN112672833A - 含氯粉体的水洗处理方法和含氯粉体的水洗处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含氯粉体的水洗处理方法及水洗处理系统。利用该水洗处理方法等，能够进行高效的处理。该含氯粉体的水洗处理系统(1)具备：具有规定收容量的处理槽(2)，其用于收容在含氯粉体中至少加入水而形成的浆料(S1)；筒型散气装置(3)，其配设于所述处理槽(2)，用于向收容于所述处理槽(2)的所述浆料(S1)吹入含二氧化碳的气体(A1)，使所述气体(A1)在该被收容的浆料的下层到上层的范围，一边卷入浆料(S1)一边回流，形成所述气体与所述浆料的混合搅拌流；以及，滤出分离装置(6)，用于从浆料(S2)滤出一部分或全部液相来制得脱盐滤饼(C1)，其中，浆料(S2)是从所述处理槽(2)中取出。

Description

含氯粉体的水洗处理方法和含氯粉体的水洗处理系统
技术领域
本发明涉及能够良好地适用于焚烧灰等水泥原料化的含氯粉体的水洗处理方法和含氯粉体的水洗处理系统。
背景技术
在基于水泥原料化的废弃物的再利用处理中，含氯废弃物可能会因该氯而引起水泥制造设备的堵塞等问题。因此，例如在将焚烧灰、水泥窑灰(CKD)等含氯粉体作为处理对象废弃物，进行水泥原料化时，通过脱盐处理降低含氯量之后进行使用。
关于焚烧灰等脱盐处理，例如在专利文献1中公开了在焚烧灰中添加水而使氯溶出后再进行脱水的方法。另外，在专利文献2中公开了通过反复进行与水的混合和脱水来多次清洗焚烧灰来进行脱盐的方法。另外，在专利文献3中公开了以下一种方法：向灰尘的清洗悬浮液中导入二氧化碳，从而促进氯离子从灰尘中所包含的难溶性的弗里德尔盐(Friedel salt)中溶出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-338312号公报
专利文献2：日本特开2003-211129号公报
专利文献3：日本特开平10-128304号公报
发明内容
发明要解决的课题
通常，在连续地对焚烧灰等含氯粉体进行水洗处理时，采用如下方法：在具有规定收容量的处理槽中至少加入水使其形成浆料状的含氯粉体，将其收容后，一边利用搅拌叶片进行搅拌一边将有利于氯离子溶出的含有二氧化碳的气体用盘型扩散器(散气盘)等吹入气泡，并且进行水洗，将从该处理槽溢出的浆料滤出分离。但是，根据本发明人的见解，存在以下问题：通过这种方法进行了搅拌的浆料在利用压滤机等进行滤出分离的过程中更费时。
因此，本发明的目的在于提供一种能够缩短将在焚烧灰等含氯粉体中至少添加水而形成的浆料进行滤出分离所需的时间从而进行更高效的处理的含氯粉体的水洗处理方法及含氯粉体的水洗处理系统。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的第一方面在于，一种含氯粉体的水洗处理方法，其特征在于，具备：
含氯粉体导入工序，将在含氯粉体中至少加入水而形成的浆料收容于具有规定收容量的处理槽；
氯溶出工序，搅拌收容在所述处理槽中的该浆料，使所述含氯粉体中含有的氯溶出于液相中；以及，
滤出分离工序，从所述氯溶出后的该浆料中滤出一部分或全部液相而得到脱盐滤饼，
通过形成混合搅拌流，来进行所述氯溶出工序中的所述浆料的搅拌，其中，向收容在所述处理槽中的所述浆料吹入含二氧化碳的气体，使该气体在该被收容的所述浆料的下层到上层的范围，一边卷入所述浆料一边回流而形成所述气体与所述浆料的所述混合搅拌流。
根据上述含氯粉体的水洗处理方法，在含氯粉体中至少加入水而形成的浆料的氯溶出工序中的搅拌通过下述方式进行：向收容于处理槽的浆料中吹入含二氧化碳的气体，使该气体在收容于处理槽的浆料的下层到上层的范围，一边卷入所述浆料一边回流而形成所述气体与所述浆料的混合搅拌流。因此，即使是粒度比较大的固相颗粒也不会滞留在处理槽内的底部侧，能够良好地分散于浆料整体。由此形成浆料中所含的固相成分的固相颗粒的粒度分布宽且良好地分散的状态，在氯溶出工序后的滤出分离工序的过程中，其粒度较大的固相颗粒形成为核，粒度较小的固相颗粒也共同发生作用，成为具有适度连通的颗粒间空隙的填充结构，液相变得容易穿过。而且，能够缩短将经过了氯溶出工序的浆料滤出分离所需的时间。
为了实现上述目的，本发明的第二方面在于提供一种含氯粉体的水洗处理方法，在所述含氯粉体的水洗处理方法中，所述处理槽构成为：收容于该处理槽的所述浆料对应于被追加导入的含氯粉体而溢出并向所述滤出分离工序被运出。
根据上述结构，为了从处理槽运出经过了氯溶出工序的浆料，不需要由作业者等进行特别的作业，就能够对应于被追加导入的含氯粉体而进行连续的水洗处理。
为了实现上述目的，本发明的第三方面在于提供一种含氯粉体的水洗处理方法，在所述含氯粉体的水洗处理方法中，通过压滤机进行所述滤出分离工序中的所述液相的分离。
根据上述构成，在滤出分离工序中，能够更为高效地得到脱盐滤饼。
为了实现上述目的，本发明的第四方面在于提供一种含氯粉体的水洗处理方法，在所述含氯粉体的水洗处理方法中，所述含氯粉体含有选自焚烧飞灰、熔融飞灰和水泥窑灰中的一种或两种以上的粉体。
根据上述构成，对构成含氯废弃物的焚烧飞灰、熔融飞灰、水泥窑灰等进行脱盐处理，能够作为例如水泥原料等进行有效利用。
为了实现上述目的，本发明的第五方面在于提供一种含氯粉体的水洗处理方法，在所述含氯粉体的水洗处理方法中，能够对应于被连续导入的含氯粉体来进行所述水洗处理。
为了实现上述目的，本发明的第六方面在于提供一种含氯粉体的水洗处理系统，该含氯粉体的水洗处理系统具备：处理槽，其具有规定收容量，用于收容对含氯粉体至少加入水而形成的浆料；筒型散气装置，其配设在所述处理槽中，用于向收容于所述处理槽的所述浆料吹入含二氧化碳的气体，使该气体在被收容的浆料的下层到上层的范围，一边卷入所述浆料一边回流而形成所述气体与所述浆料的混合搅拌流，以及，滤出分离装置，其从由所述处理槽取出后的该浆料中滤出一部分或全部液相而得到脱盐滤饼。
根据上述含氯粉体的水洗处理系统，对在含氯粉体中至少加入水而形成的浆料进行搅拌而使氯溶出于该液相的氯溶出工序中的该搅拌通过下述方式进行：使用配设于处理槽的筒型散气装置，向收容于处理槽的浆料吹入含有二氧化碳的气体，使上述气体在收容于处理槽的浆料的下层到上层的范围，一边卷入所述浆料一边回流而形成所述气体与所述浆料的混合搅拌流。因此，在搅拌浆料时，即使是粒度比较大的固相颗粒，也不会滞留于处理槽内的底部侧而能够良好地分散于浆料整体。由此，形成浆料中所含的固相成分的固相颗粒的粒度分布宽且良好地分散的状态，在氯溶出工序后的滤出分离工序时，其粒度比较大的固相颗粒形成核，粒度比较小的固相颗粒也共同发生作用，构成具有适度连通的颗粒间空隙的填充结构，液相变得容易穿过。而且，能够缩短对经过了氯溶出工序的浆料进行滤出分离所需的时间。
为了实现上述目的，本发明的第七方面在于提供一种含氯粉体的水洗处理系统，在该含氯粉体的水洗处理系统中，所述处理槽构成为，收容于该处理槽的所述浆料对应于被追加导入的含氯粉体而溢出并向所述滤出分离装置被运出。
根据上述结构，为了将经过了氯溶出工序的浆料从处理槽运出，不需要作业者等进行特别的作业，能够进行与被追加导入的含氯粉体对应的连续性的水洗处理。
为了实现上述目的，本发明的第八方面在于提供一种含氯粉体的水洗处理系统，在该含氯粉体的水洗处理系统，所述滤出分离装置是压滤机。
根据上述结构，在利用滤出分离装置的滤出分离工序中，能够更有效地得到脱盐滤饼。
为了实现上述目的，本发明的第九方面在于提供一种含氯粉体的水洗处理系统，在上述含氯粉体的水洗处理系统中，还具备用于将所得到的脱盐滤饼输送到水泥制造设备的输送装置。
根据上述结构，能够对构成含氯废弃物的例如焚烧飞灰、熔融飞灰、水泥窑灰等进行脱盐处理，并将脱盐处理而得到的脱盐滤饼直接输送到水泥制造设备作为水泥原料进行有效利用。
为了实现上述目的，本发明的第十方面在于提供一种含氯粉体的水洗处理系统，在该含氯粉体的水洗处理系统中，能够对应于被连续地导入的含氯粉体进行所述水洗处理。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种缩短将在焚烧灰等含氯粉体中至少添加水而形成的浆料进行滤出分离所需的时间从而进行更高效的处理的含氯粉体的水洗处理方法及含氯粉体的水洗处理系统。因此，能够有效地对焚烧灰等废弃物进行脱盐处理，从而将其作为水泥原料等进行有效利用。
附图的简单说明
图1是说明在本发明中进行的水洗处理的基本结构的流程图。
图2是本发明的含氯粉体的水洗处理系统的一例的概略构成说明图。
图3是表示在试验例2中对实施例1、比较例1和比较例2中得到的脱盐滤饼C1的固相成分的粒度分布进行调查后的结果的曲线图。
具体实施方式
作为本发明的处理对象，只要是含有氯的粉体即可，不作特别限定。例如可以举出焚烧飞灰、熔融飞灰、水泥窑灰等。这些粉体属于以往在脱盐处理后作为水泥原料而被有效利用的废弃物，典型的城市垃圾焚烧飞灰、即焚烧处理家庭垃圾废弃物时产生的飞灰(本说明书中简称为“焚烧飞灰”)通常含有10质量％～30质量％左右浓度的氯(Cl)，另外，从气化熔融炉产生的飞灰(本说明书中简称为“熔融飞灰”)通常含有10质量％～40质量％左右浓度的氯。另一方面，属于在水泥窑抽气气体中含有的粉尘的水泥窑灰中，一般含有10质量％～40质量％左右浓度的氯。
根据本发明，能够使如上所述的废弃物的含氯量降低至例如典型的0.1质量％～3质量％左右浓度、更典型的是0.1质量％～1.5质量％左右浓度。而且，像这样含氯量降低后的脱盐滤饼能够作为水泥原料等进行有效利用。
含氯粉体的氯的浓度可以通过公知的方法进行测定，例如优选例示出适用了ISO29581-2 Cement-Test methods-Part2：Chemical analysis by X-ray fluorescence或是水泥协会标准试验方法JCAS I-05“基于荧光X射线分析的水泥中的氯的定量方法”等的荧光X射线分析法等。
以下，为了更具体地说明本发明来参照附图，但本发明并不限定于参照这些附图而一起进行说明的实施方式。
图1表示用于说明在本发明中进行的水洗处理的基本结构的流程图。如该流程图所示，本发明的水洗处理方法具备：含氯粉体导入工序(s-1)，将在含氯粉体中至少加入水而形成的浆料收容于具有规定收容量的处理槽；氯溶出工序(s-2)，搅拌收容于处理槽的浆料，使含氯粉体中含有的氯溶出至液相中；以及，滤出分离工序(s-3)，从氯溶出后的该浆料中滤出一部分或全部液相而得到脱盐滤饼。
而且，在本发明的水洗处理方法中，通过下述方式来进行上述氯溶出工序中的浆料的搅拌，该方式为：在收容于处理槽的浆料中吹入含有二氧化碳的气体，上述气体在收容于该处理槽的浆料的下层到上层的范围，一边卷入上述浆料一边回流，形成上述浆料与上述气体的混合搅拌流。由此，即便是粒度比较大的固相颗粒，也不会滞留在处理槽内的底部侧而能良好地分散到浆料整体中。另外，形成浆料中所含有的固相成分的固相颗粒的粒度分布较宽且良好地分散的状态，在氯溶出工序后的滤出分离工序中，其粒度较大的固相颗粒成为核，粒度较小的固相颗粒也共同发生作用，成为具有适度连通的颗粒间空隙的填充结构，呈现出良好的过滤速度。通过该优异的过滤速度，上述滤出分离工序中的所需时间显著缩短，能够高效地进行含氯粉体的水洗处理。
另外，在本发明的水洗处理方法中，可以根据连续导入的含氯粉体进行其水洗处理。即，一般而言，上述含氯粉体的导入例如可以将含氯粉体和至少含有水的脱盐用洗液连续地供给到处理槽，但在接下来的滤出分离工序中，根据所使用的滤出分离装置的规格，一般进行批量式处理，通过在该滤出分离装置的上游侧具备从氯溶出工序供给的浆料的缓冲罐等，能够在不妨碍上述含氯粉体的导入连续性的情况下进行其水洗处理。需要说明的是，这里所说的“连续性”并不一定意味着水洗处理物在时间轴上连续完全不间断地生成的意思，在操作上的常识性的时间范围内观察时，典型的是例如在50分钟～100分钟左右的时间范围内观察时，由于上述含氯粉体的导入连续性，对于水洗处理物也意味着其生成不中断的意思，由此能够充分地实现水洗处理的操作上的高效性。
图2表示本发明的含氯粉体的水洗处理系统的一例的概略构成说明图。
如图2所示，在该实施方式所涉及的含氯粉体的水洗处理系统1中具备处理槽2，在该处理槽2中导入从含氯粉体供给装置21供给的含氯粉体P1和从第一脱盐用洗液供给装置22供给的第一脱盐用洗液W1，根据需要也可以导入从pH调节剂供给装置23供给的pH调节剂pH1。在图2所示的实施方式中，从各供给装置21～23向处理槽2连续地供给各浆料材料P1、W1、pH1，在处理槽2中，至少将含氯粉体P1和第一脱盐用洗液W1混合、形成浆料化，并将该浆料S1搅拌规定的时间，由此使含氯粉体P1中含有的氯在液相中溶解并溶出。需要说明的是，在图2所示的实施方式中，至少将含氯粉体P1和第一脱盐用洗液W1导入处理槽2进行混合、形成浆料化，但如果将另行进行了浆料化的混合物导入处理槽2中也没有问题。
另外，在本实施方式的含氯粉体的水洗处理系统1中，经过了在处理槽2中的处理的浆料S2经由浆料输送装置4被输送到滤出分离装置6。在滤出分离装置6中，从浆料S2滤出一部分或全部液相而得到含氯量降低后的脱盐滤饼C1。另外，在滤出分离装置6的上游侧具备缓冲罐5，暂时贮存从处理槽2输送来的浆料S2，并在期望的时机打开具有规定的阀机构的浆料供给阀8a，每次以规定量向滤出分离装置6供给浆料S2。通过具备这种缓冲罐5，如上所述，能够在不妨碍上述含氯粉体的导入连续性的情况下进行其水洗处理。
如上所述，在处理槽2中，至少将含氯粉体P1和第一脱盐用洗液W1混合、形成浆料化，这是的含氯粉体P1与第一脱盐用洗液W1的质量比(W1/P1)优选为4～10、更优选为4～7、特别优选为4～5。在质量比(W1/P1)小于4的情况下，来自含氯粉体P1的氯的溶出可能变得不充分。另外，当质量比(W1/P1)大于10时，在接下来的滤出分离工序中产生的滤液量增多。
在处理槽2中与含氯粉体P1混合而构成浆料S1的第一脱盐用洗液W1的氯离子浓度优选为3质量％以下、更优选为2质量％以下、特别优选为1质量％以下。第一脱盐用洗液W1的氯离子浓度的下限并不作特别设定，通常来自河水、地下水等的工业用水的氯浓度在0.005质量％左右。当第一脱盐用洗液W1的氯离子浓度大于3质量％时，根据含氯粉体P1的氯含量不同，在氯溶出工序中氯从含氯粉体P1的溶出效率有时会下降。
氯溶出工序中的上述浆料S1的pH优选为6～11、更优选为6～10.5、特别优选为6～9。这里，如后所述，由于要向浆料S1吹入含二氧化碳的气体，浆料S1的pH因该气体中的二氧化碳的溶解会成为7以下的值，但也可以在浆料S1中添加pH调节剂pH1。通过添加pH调节剂pH1，使浆料S1的pH为6～9，能够高效地产生从灰尘中所含的难溶性的弗里德尔盐(Friedelsalt)中溶出氯的效果。作为pH调节剂pH1，可以使用稀硫酸、盐酸等。
如图2所示，在该实施方式的含氯粉体的水洗处理系统1中，在处理槽2内配设有筒型散气装置3。筒形散气装置3由喷嘴31和喷嘴31被配置于内部端的圆筒状的圆筒管32构成，其中，喷嘴31与供给含二氧化碳的气体A1的送气管33连通来吹入气体A1。并且，从喷嘴31吹入的气体A1一边卷入圆筒管32的圆筒内部的浆料一边与该浆料一起向上方上升，形成气体A1与浆料S1的混合喷流而从圆筒管32的上端开口部32a喷出。另一方面，随着圆筒内部的浆料向上方上升，圆筒管32的圆筒内部的下方侧与上方侧相比成为负压，滞留在处理槽2的底部侧的浆料从圆筒管32的下端开口部32b被吸引到圆筒管32的圆筒内部。通过具有这种构成的筒型散气装置3的机构，在收容于处理槽2的浆料中，气体A1在浆料的下层到上层的范围，一边卷入浆料S1一边回流而形成上述浆料与上述气体的混合搅拌流，对收容于处理槽2的浆料的整体进行搅拌。
以下，更具体地说明上述筒型散气装置3的机构。通过因上述气体A1从喷嘴31的吹入而产生的气升效果(air lift effect)，在圆筒管32的圆筒内及圆筒外的浆料间形成比重差，就会在圆筒管32的圆筒内产生上述浆料与上述气体的混合喷流。根据用于向上述浆料吹入气体的喷嘴31的形状、气体从喷嘴31吹入时或吹入后与上述浆料碰撞而产生的剪切等，上述混合喷流中的上述气体的形状成为具有任意径的气泡状。在圆筒管32的圆筒内流动的上述混合搅拌流的速度优选为1m/秒以上、更优选为2m/秒以上、特别优选为3m/秒以上。该混合搅拌流的速度不设上限，但从防止浆料S1从处理槽2突发性地喷出的观点出发，优选是15m/秒以下。当圆筒管32的圆筒内流动的上述混合搅拌流的速度小于1m/秒时，所形成的搅拌流变弱，有时难以对收容于处理槽2的浆料S1的整体进行搅拌。
另外，筒型散气装置3的圆筒管32也可以采用其内径从配置有喷嘴31的下端部侧向上端开口部32a变小的大致圆锥形的结构。由此，能够进一步提高上述混合喷流从上端开口部32a喷出时的喷出压力。
而且，也可以在筒型散气装置3的圆筒管32的圆筒内部设置突起部或间隔件等结构体，来隔断所述混合喷流的局部喷流，从而构成由该结构体引起的紊流产生机构。由此，能够利用空蚀(Cavitation)效果容易地产生气泡。
这里，空蚀效果是指因流体的微小局部区域的压力差而产生真空的空洞而形成微细气泡的现象，可以说是在流体中一般会产生的现象。因此，即使没有通过上述结构体来构成特别的紊流产生机构，在上述浆料中也会因筒型散气装置3的喷嘴31和圆筒管32的形状、圆筒管32的上端开口部32a和下端开口部32b的形状等而引起上述空蚀气泡。
在本发明中，也可以在上述浆料与上述气体的混合搅拌流中含有因上述空蚀效果而形成的气泡，其中，上述混合搅拌流是通过筒型散气装置3形成的上述混合喷流、以及使其在被收容于处理槽2内的浆料的下层到上层的范围回流而形成。基于空蚀效果的气泡在破裂时在数μm级的局部区域产生数GPa的高冲击压，另外，在气泡破裂时因绝热压缩而在微观上产生数千度(℃)的温度。因此，利用该空蚀气泡的破坏冲击力，具有破坏存在于浆料S1中的固相凝聚体的效果。另外，通过该空蚀气泡的破裂时的加温，具有提高氯从含氯粉体P1溶出的溶出效率的效果。
为了在处理槽2中形成更高效的搅拌流，也可以设置多个如上所述的筒型散气装置3。在该情况下，通过在处理槽2的上下方向上统一由上述多个筒型散气装置3实现的上述混合喷流的喷出方向，就能够高效地进行处理槽2内的整体的搅拌。另外，也可以在处理槽2中配设筒型散气装置3的同时，进一步组合设置通用的搅拌叶片。
作为用于将浆料S1从处理槽2输送向缓冲罐5的浆料输送装置4，可以使用螺杆泵、莫诺泵等通用的浆料泵。但是在图2所示的实施方式中，在处理槽2出现溢流的部位设置了带倾斜的流槽。这样，对于因可被连续地供给到处理槽2中的含氯粉体P1和/或通过第一脱盐用洗液W1而增量的浆料S1，对应于其增量而从处理槽2溢出的浆料S2被自动地输送到缓冲罐5。
缓冲罐5只要能够储存规定量的浆料S2并能够适当地将浆料2供给至滤出分离装置6，则其机构、材质不作限定。
作为滤出分离装置6，只要是能够从经过处理槽2处理的浆料S2中滤出一部分或全部液相的装置即可，例如优选例示压滤机等。在图2所示的实施方式中，也使用压滤机作为滤出分离装置6。在该滤出分离装置6(压滤机)中，利用滤布对导入的被处理物进行固液分离，得到含水率通常减少至50质量％左右的脱水滤饼。此时，用于调整脱水滤饼的厚度、水分含量的压榨(有时也将被处理物的导入时的压榨称为“一次压榨”)中的压力可以是0.2MPa～2MPa，作为滤布的网眼，只要能够捕集粒径0.1μm以上的固相即可，压榨方式、滤布种类等不作特别限定。需要说明的是，在图2所示的实施方式中，能够一边利用具有规定的泵机构的浆料供给泵7a对浆料S2进行加压一边向滤出分离装置6(压滤机)导入浆料S2时。即，能够进行被处理物的压入，由此能够更为迅速地将浆料S2导入到滤出分离装置6(压滤机)内。另外，在向该滤出分离装置6(压滤机)导入浆料S2时除去的水分作为第一滤液W3排出，因此，在图2所示的实施方式中，能够打开具有规定的阀机构的滤液排出阀8c来将该第一滤液W3排除到系统外。
另外，在该滤出分离装置6(压滤机)中，使用第二脱盐用清洗液W2对暂时固液分离而得到的含水率为50质量％左右的脱水滤饼进行清洗，进行将该脱水滤饼所含有的几乎全部液相置换为第二脱盐用清洗液W2的处理(以使清洗液与导入被处理物的方向为正向的方式流通来进行清洗的情况也称为“正向清洗”，以使清洗液与导入被处理物的方向为逆向的方式流通来进行清洗的情况也称为“逆向清洗”)。由此，能够更可靠地对脱水滤饼进行脱盐。第二脱盐用洗液W2的氯离子浓度优选为氯离子浓度比上述第一脱盐用洗液W1低。更具体而言，第二脱盐用洗液W2的氯离子浓度优选为0.5质量％以下、更优选为0.3质量％以下、特别优选为0.1质量％以下。第二脱盐用洗液W2的氯离子浓度的下限不作特别设定，通常来自河水、地下水等的工业用水的氯浓度为0.005质量％左右。
在图2所示的实施方式中，通过在所希望的时机打开具有规定的阀机构的第二脱盐用洗液供给阀8b，从配设在滤出分离装置6(压滤机)的第二脱盐用洗液供给槽61供给第二脱盐用洗液W2。另外，此时能够一边利用具有规定的泵机构的第二脱盐用洗液供给泵7b对第二脱盐用洗液W2进行加压一边进行上述第二脱盐用洗液W2的供给。即，能够加压导入第二脱盐用洗液W2，并由此能够更迅速地进行第二脱盐用洗液W2对脱水滤饼的清洗。另外，在利用第二脱盐用洗液W2进行清洗时或者在清洗后，也可以与上述导入浆液S2时的一次压榨的处理同样地实施用于调整脱水滤饼的厚度、水分含量的压榨(有时也将脱水滤饼的清洗时或清洗后的压榨称为“二次压榨”)。
需要说明的是，在图2所示的实施方式中，通过由规定的泵机构构成的滤液送回泵7c将滤出分离装置6中由第二脱盐用洗液W2清洗脱水滤饼而所产生的第二滤液W4送液至脱盐用洗液供给装置22的储存部，并作为第一脱盐用洗液W1进行再利用。由此，能够节约用于脱盐用洗液的水的使用量。并且，因洗液的再利用而使得氯等浓度上升时，通过打开由规定的阀机构构成的滤液排出阀8c，能够将再利用后的滤液排出到系统外。需要说明的是，如上所述，向滤出分离装置6(压滤机)导入第二脱盐用洗液W2时产生的上述第一滤液的氯等的浓度较高，因此，基本上通过打开滤液排出阀8c而将其排出到体系外。但是根据情况，也可以与第二滤液W4同样，将上述第一滤液输送到脱盐用洗液供给装置22的储存部，作为第一脱盐用洗液W1进行再利用。
另外，如图2所示，在本实施方式所涉及的含氯粉体的水洗处理系统1中，利用滤出分离装置6得到的脱盐滤饼C1作为水泥原料被输送到水泥制造装置9进行使用。对于这时的输送，例如可以使用带式输送机等通用的装置来输送含水率为50质量％左右的滤饼。
此外，如图2所示，在本实施方式的含氯粉体的水洗处理系统1中，将从水泥制造装置9排出的含二氧化碳的气体A2作为供给到上述筒型散气装置3的含二氧化碳的气体A1的一部分或全部气体进行使用。由此，能够利用从水泥制造装置9排出的气体所含有的热量，对氯溶出工序中的浆料进行加温，从而能够使氯从含氯粉体P1溶出的溶出效率良好。
如上所述，根据本发明，在对含氯粉体至少加入水而形成的浆料进行搅拌时，通过采用特定的搅拌装置，即使是粒度较大的固相颗粒，也不会滞留在处理槽2内的底部侧，能够使上述粒度较大的固相颗粒良好地分散到收容于处理槽2的浆料S1的整体浆料中。由此，形成浆料中所含的固相成分的固相颗粒的粒度分布宽且良好地分散的状态，在通过滤出分离装置6进行滤出分离工序时，其粒度较大的固相颗粒形成核，粒度较小的固相颗粒也共同发生作用，成为具有适度连通的颗粒间空隙的填充结构，呈现出良好的过滤速度。通过该优异的过滤速度，滤出分离装置6中的所需时间显著缩短，能够高效地进行含氯粉体P1的水洗处理。这里，该固相颗粒中也可以含有碳酸钙，该碳酸钙由溶解于浆料S1的钙成分与被吹入到浆料S1中的气体A1中的二氧化碳进行化学反应而得。
需要说明的是，根据后述的实施例，在使用压滤机作为滤出分离装置6的情况下，在从浆料的压入、正向清洗(水洗)、一次压榨、逆向清洗(水洗)直到二次压榨为止的所需时间中，其压入和逆向清洗的工序中所需时间缩短显著。因此，可以认为本发明的构成在通过滤布等滤出分离部件对浆料状的组合物进行脱水的过程中非常有助于提高其过滤速度。另外，可以认为上述所需时间典型地例如可以缩短到25分钟以下、更典型地例如可以缩短到22分钟以下、进一步典型地可以缩短到20分钟以下，由此，可以充分地实现水洗处理中操作上的效率化。
实施例
以下，为了更详细地说明本发明而示出具体的试验例。但是本发明并不限定于这些试验例的方式。
[试验例1]
在图2所示的含氯粉体的水洗处理系统1的结构中，对处理槽2中的氯溶出工序的设备规格对滤出分离工序的所需时间产生怎样的影响进行了评价。
使用从气化熔融炉产生的熔融飞灰(Cl：12.8质量％、Pb：2600ppm、Zn：15600ppm)(以下，称为“熔融飞灰P2”)作为含氯粉体P1。另外，使用了自来水作为用于对熔融飞灰P2进行浆料化的第一脱盐用洗液W1和用于清洗脱水滤饼的第二脱盐用洗液W2。另外，使用了收容量3.5m3的处理槽作为处理槽2。
使用压滤机(滤布的透气度：1000cm/分；滤布厚度：1.8mm；滤布：聚丙烯的人字纹)作为滤出分离装置6，将浆料S1的固液比(“第一脱盐用洗液W1/熔融飞灰P2”的质量比)设定为4，将滤出分离装置6中的利用第二脱盐用洗液W2进行清洗时的脱盐滤饼C1的固液比(“第二脱盐用洗液W2/熔融飞灰P2”的质量比)设定为1，并将通过处理得到的脱盐滤饼C1的含水率设定为50质量％。
关于供评价的各水准，在表1中汇总示出了氯溶出工序的设备规格和各规格下的浆料的pH。具体而言，作为实施例1，设置以下水准：仅通过筒型散气装置3进行气体A1的供给和浆料S1的搅拌；作为比较例1，设置以下水准：通过利用设置于处理槽2内的盘型散气盘代替筒型散气装置3吹入微细气泡来供给气体A1，并利用配置于处理槽2内的搅拌叶片进行浆料S1的搅拌；作为比较例2，设置以下水准：不供给气体A1，仅针对浆料S1的搅拌是利用配置于处理槽2内的搅拌叶片来代替筒型散气装置3。针对各设备规格对滤出分离工序的所需时间产生怎样的影响进行了评价。需要说明的是，在实施例1中，使用了筒型散气装置(Aquablaster-AL-1500；Aienee公司(アイエンス社)制)向浆料S1供给气体A1；在比较例1中，使用了散气盘(盘-C型(テラ-C型)、ELASTOX公司制)向浆料S1供给气体A1。并且，使用直径600mm的4片叶片式叶片作为搅拌叶片。
[表1]
Figure BDA0002969664250000141
表2中，针对上述水准的各个水准汇总了滤出分离工序中的所需时间和滤出分离所涉及的滤布的单位面积(m2)的过滤速度(kg/hr)。需要说明的是，按照与压滤机的作业工序相关的如下所示的压入、正向清洗、一次压榨、逆向清洗和二次压榨的每个工序汇总了所需时间。
(压入)
通过配管向由压滤机的滤布包围的滤出分离室投入浆料，其中，该配管与该滤出分离室的滤布包围部分被解开一部分而形成的导入口相连，并一边从排出口侧排出用滤布滤出后的第一滤液W3，一边进行在规定的加压下充满一定量的浆料的工序/在该试验例中，是在0.3MPa的加压条件下在每个滤出分离室中充满大约20L的浆料。
(正向清洗)
用第二脱盐用洗液W2通过投入了浆料的配管进行清洗的工序/在该试验例中，针对各水准统一设定成0.3MPa×1分钟。
(一次压榨)
对压滤机的隔着包围滤出分离室的滤布以夹着滤饼层的方式配置的滤板施加规定的压力，调整脱水滤饼的厚度、含水率的工序/在该试验例中，针对各水准统一设定成0.3MPa×4分钟。
(逆向清洗)
与正向清洗的方向相反地通过压滤机的滤出分离室的滤液的排出口侧的配管将第二脱盐用洗液W2导入到脱水滤饼而进行清洗的工序/在该试验例中，进行了逆向清洗直至第二滤液W4的电导率成为900mS/m为止(当逆向清洗的滤液成为上述电导率时，得到的脱盐滤饼C1的氯含有率预计约为0.5质量％左右)。
(二次压榨)
在逆向清洗后，隔着压滤机的包围滤出分离室的滤布以夹着滤饼层的方式对配置于外侧的滤板施加规定的压力，调整脱水滤饼的厚度、水分量的工序/在该试验例中，针对各水准统一设定成0.7MPa×4分钟。
[表2]
Figure BDA0002969664250000161
如表2所示，在使用了筒型散气装置3作为氯溶出工序中的处理槽2的规格的实施例1中，利用压滤机进行的滤出分离工序中所需时间为：压入需要3分钟，逆向清洗需要8分钟，整体需要20分钟；与此相对，在使用了散气盘和搅拌叶片作为氯溶出工序中的处理槽2的规格的比较例1中，压入需要5分钟，逆向清洗需要13分钟，整体需要27分钟，需要花费更多的时间；而在仅使用搅拌叶片作为氯溶出工序中的处理槽2的规格的比较例2中，压入需要7分钟，逆向清洗需要16分钟，整体需要花费32分钟，整体进一步需要花费更多的时间。另外，求出作为处理能力的指标的过滤速度(kg/m2/hr)，结果可知实施例1为14.1，比较例1为10.1，比较例2为9.4，当使用筒型散气装置3在氯溶出工序中进行处理槽2中的浆料S1的搅拌和气体A1的供给时，含氯粉体的水洗处理能力显著提高。
[试验例2]
对通过试验例1的各水准得到的脱盐滤饼C1的固相成分，用激光衍射/散射式粒度分布测定装置调查了粒度分布。将结果示于图3。
如图3所示，比较例1的固相成分的细粒多，另外，比较例2的固相成分粗粒多，与此相对，实施例1的固相成分的固相颗粒的粒度分布相对位于比较例1和比较例2中间。这是因为，在比较例1中，因含有二氧化碳的气体A1的供给而产生的碳酸钙属于粒度比较细的颗粒，而在散气盘与旋转翼的组合中，处理槽2的整体未被充分搅拌，处理槽2的溢出量中含有较多的碳酸钙颗粒；而在比较例2中，在仅利用搅拌叶片进行搅拌时，含有用作含氯粉体P1的熔融飞灰P2的固相成分保持凝聚状态。与此相对，在使用了筒型散气装置3的实施例1中，是因为产生了下述效果：其一，气体A1在收容于处理槽2的浆料S1的下层到上层的范围，一边卷入浆料S1一边回流，因而形成浆料与气体的混合搅拌流，从而能够对收容于处理槽2的浆料S1的整体浆料充分进行搅拌，而且，其二，由于因供给含二氧化碳的气体A1而产生碳酸钙颗粒，在从处理槽2溢出的浆料S2中形成固相成分的固相颗粒的粒度分布宽且良好地分散的状态。
符号说明
1 含氯粉体的水洗处理系统
2 处理槽
3 筒型散气装置
4 浆料输送装置
5 缓冲罐
6 滤出分离装置
7a 浆料供给泵
7b 第二脱盐用洗液供给泵
7c 滤液送回泵
8a 浆料供给阀
8b 第二脱盐用洗液供给阀
8c 滤液排出阀
9 水泥制造装置
21 含氯粉体供给装置
22 第一脱盐用洗液供给装置
23 pH调节剂供给装置
31 喷嘴
32 圆筒管
33 送气管
61 第二脱盐用洗液供给槽
A1、A2 含有二氧化碳的气体
P1 含氯粉体
P2 熔融飞灰
S1、S2 浆料
C1 脱盐滤饼
W1 第一脱盐用洗液
W2 第二脱盐用洗液
W3 第一滤液
W4 第二滤液
pH1 pH调节剂。

Claims (10)

1.一种含氯粉体的水洗处理方法，其特征在于，具备：
含氯粉体导入工序，将在含氯粉体中至少加入水而形成的浆料收容于具有规定收容量的处理槽；
氯溶出工序，搅拌收容在所述处理槽中的该浆料，使所述含氯粉体中含有的氯溶出于液相中；以及，
滤出分离工序，从所述氯溶出后的该浆料中滤出一部分或全部液相而得到脱盐滤饼，
通过形成混合搅拌流来进行所述氯溶出工序中的所述浆料的搅拌，其中，向收容在所述处理槽中的所述浆料吹入含二氧化碳的气体，使该气体在该被收容的所述浆料的下层到上层的范围，一边卷入所述浆料一边回流而形成所述气体与所述浆料的所述混合搅拌流。
2.根据权利要求1所述的含氯粉体的水洗处理方法，其特征在于，
所述处理槽构成为，收容于该处理槽的所述浆料对应于被追加导入的含氯粉体而溢出并向所述滤出分离工序被运出。
3.根据权利要求1或2所述的含氯粉体的水洗处理方法，其特征在于，通过压滤机进行所述滤出分离工序中的所述液相的分离。
4.根据权利要求1或2所述的含氯粉体的水洗处理方法，其特征在于，所述含氯粉体含有选自焚烧飞灰、熔融飞灰和水泥窑灰中的一种或两种以上的粉体。
5.根据权利要求1或2所述的含氯粉体的水洗处理方法，其特征在于，能够对应于被连续导入的含氯粉体来进行所述水洗处理。
6.一种含氯粉体的水洗处理系统，其特征在于，具备：
处理槽，其具有规定收容量，用于收容对含氯粉体至少加入水而形成的浆料；
筒型散气装置，其配设在所述处理槽中，用于向收容于所述处理槽的所述浆料吹入含二氧化碳的气体，使该气体在被收容的该浆料的下层到上层的范围，一边卷入所述浆料一边回流而形成所述气体与所述浆料的混合搅拌流，以及，
滤出分离装置，其从由所述处理槽取出后的该浆料中滤出一部分或全部液相而得到脱盐滤饼。
7.根据权利要求6所述的含氯粉体的水洗处理系统，其特征在于，
所述处理槽构成为，收容于该处理槽的所述浆料对应于被追加导入的含氯粉体而溢出并向所述滤出分离装置被运出。
8.根据权利要求6或7所述的含氯粉体的水洗处理系统，其特征在于，所述滤出分离装置是压滤机。
9.根据权利要求6或7所述的含氯粉体的水洗处理系统，其特征在于，还具备用于将所得到的脱盐滤饼输送到水泥制造设备的输送装置。
10.根据权利要求6或7所述的含氯粉体的水洗处理系统，其特征在于，能够对应于被连续地导入的含氯粉体进行所述水洗处理。
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