CN113149058B - 飞灰水洗脱氯和水洗液再回收利用的方法及实现该方法的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了飞灰水洗脱氯和水洗液再回收利用的方法及实现该方法的系统，包括制备飞灰浆液并进行脱氯分离处理得到水洗飞灰及水洗液；水洗液依次进行净化、预热、浓缩、蒸发结晶处理得到晶浆液、浓盐液和盐浆；晶浆液进行结晶分离处理得到结晶石膏和料液，盐浆进行分离处理得到结晶盐、母液和不结晶盐母液。本发明进一步公开了实现所述方法的系统。本发明将石膏晶种法应用于蒸发结晶中，省去了水洗液净化过程的脱钙处理，防止换热器和蒸发结晶器结垢，降低传质传热耗能，提升了结晶盐的品质；对结晶石膏进行水洗处理去除石膏中可溶性杂质，提高石膏附加值；采用膜技术处理不结晶母液，处理后得到淡水和浓水循环利用，减小水洗、蒸发单元的负荷。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞灰脱氯和再回收利用的方法及系统，尤其涉及基于晶种法的垃圾焚烧飞灰水洗脱氯和水洗液再回收利用的方法，本发明进一步涉及实现该方法的系统，属于飞灰脱氯和再回收利用领域。
背景技术
飞灰是垃圾焚烧过程中收集于烟气管道、烟气净化、分离器和除尘器装置等处的容重较轻、粒径小的粉体物质。飞灰因其富含重金属无机有害物和高浓度二噁英有机致癌物，被国家列为固体危险废物(代号HW18)。
目前中国主要的垃圾焚烧飞灰处置技术有：水泥固化、熔融烧结固化、化学药剂稳定化以及水泥窑协同处置法。飞灰经过固化或稳定化处理后均会进行填埋处理，填埋处理会占用大量的土地资源，填埋渗滤液易污染地下水和土壤，且未被去除的二噁英、重金属以及盐类对环境存在长期的潜在威胁。水泥窑协同处置技术是飞灰处置技术发展中一种新的处理手段，可以实现生活垃圾焚烧飞灰的“无害化、减量化、资源化”处置。
飞灰入窑前必须进行脱氯预处理，否则飞灰中大量的氯离子会影响熟料的质量与水泥的品质，且易造成窑内结皮。水洗预处理是去除飞灰中氯离子的主要方法，可以将飞灰中的可溶物质(钾、钠、氯离子)转移到水洗液中。飞灰水洗液中含有6wt％-15wt％左右的钾、钠盐，而中国钾盐资源相对稀缺，通过蒸发结晶技术从飞灰水洗液中制取钾盐、钠盐，将缓解中国钾盐空缺。
中国发明专利申请(CN108191135A)公开了一种垃圾焚烧飞灰或窑灰水洗液蒸发制盐系统和方法，包括降膜蒸发单元、强制循环结晶单元和等梯度降温结晶单元；各单元内设有独立的冷凝水收集系统、不凝气处理系统、机械蒸汽再压缩系统；在强制循环结晶单元设有分离设备，使用钾盐、钠盐进行分离。
针对于高含盐量的飞灰或窑灰水洗液蒸发制盐过程，现有技术虽然在一定程度上实现了设备不易结痂、产品盐品质佳、系统运行稳定，但飞灰水洗液成分复杂且含盐浓度高，在蒸发过程中料液不断循环蒸发，浓缩料液中的盐粒晶体会附着在蒸发器表面，导致传热不均、传热效率低，不仅会造成能源浪费，而且需要定期停运清理，严重影响了生产效率；蒸发过程中母液回到强制循环蒸发器，增加了强制循环蒸发设备的消耗，影响产盐品质；上述这些问题严重制约了飞灰处置技术的发展，亟待改进。
发明内容
本发明的目的之一提供一种基于晶种法的垃圾焚烧飞灰水洗脱氯和水洗液再回收利用的方法，以解决现有技术存在的飞灰洗脱过程水耗高，蒸发结晶过程设备易结垢，强制循环蒸发设备耗能高，结晶盐产量低品质差的问题。
本发明的目的之二是提供一种实现所述飞灰水洗脱氯和水洗液再回收利用的方法的系统
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案包括：
一种飞灰水洗脱氯和水洗液再回收利用的方法，包括，(1)将飞灰和水搅拌混合得到飞灰浆液；(2)将飞灰浆液用水进行脱氯分离处理得到脱氯水洗飞灰以及水洗液；(3)将水洗液进行水质净化处理得到蒸发原料液；(4)将蒸发原料液预热后蒸发浓缩得到浓缩料液；(5)浓缩料液蒸发结晶处理得到晶浆液、浓盐液和盐浆；(6)将晶浆液进行结晶分离处理得到结晶石膏和料液；将盐浆进行分离处理分别得到结晶盐、母液和不结晶盐母液。
作为本发明一种优选的具体实施方式，步骤(2)中将飞灰浆液用水进行多级脱氯分离处理得到脱氯水洗飞灰以及水洗液；所述的多级脱氯分离处理可以在多级脱氯分离处理中进行。
作为本发明一种优选的具体实施方式，步骤(3)中所述的水质净化处理包括重金属脱除处理、固体悬浮物脱除处理和pH值调整处理。其中，所述的重金属脱除处理可以是在重金属脱除装置中加入重金属捕捉剂(譬如硫化钠、硫代硫酸钠等)对于飞灰浆液用水进行重金属脱除处理，所述的固体悬浮物脱除处理可以是在固体悬浮物脱除装置中加入絮凝沉淀剂对于脱除了重金属的飞灰浆液用水进行固体悬浮物脱除处理。
作为本发明一种优选的具体实施方式，步骤(4)中所述的预热是将蒸发原料液升温至80℃-110℃；进一步优选的，所述的预热可以是在多级预热器中将蒸发原料液经过预热升温至蒸80℃-100℃；其中，在多级预热器产生的冷凝水可分别作为飞灰浆液用水进行脱氯分离处理时的洗脱用水或作为石膏提纯时的用水。
作为本发明一种优选的具体实施方式，步骤(4)中所述的蒸发浓缩可以是在强制循环换热器进行蒸发浓缩处理；其中，强制循环换热器产生的冷凝水供给预热器进行预热使用。
作为本发明一种优选的具体实施方式，步骤(5)中将浓缩料液在蒸发结晶器中进行蒸发结晶，经结晶分层后，得到含盐量为30wt％-60wt％的晶浆液、浓盐液和含盐量为30wt％-60wt％的盐浆；其中，在蒸发结晶器中加入15-30g/L的石膏晶种，利用同种物质的亲合力大于异种物质的亲合力这一原理，在蒸发结晶器中固体石膏小颗粒均匀地分散在料液中，料液中的Ca2+和SO4 2-将首先凝聚在固体石膏晶核上，形成石膏结晶析出。本发明通过在蒸发结晶器中加入石膏晶种进行浓缩料液结晶，可有效防止蒸发器结垢，保证系统运行稳定；并解决了硫酸根影响结晶盐品质的技术问题，可提升产盐品质。此外，在水质净化阶段不需要脱除钙镁离子，降低水质净化成本。
作为本发明一种优选的具体实施方式，步骤(6)中将晶浆液在石膏分离器中进行石膏与料液的分离处理得到结晶石膏和料液；将分离后的料液输送至强制循环换热器在进行蒸发浓缩处理再进行蒸发结晶；将所得到的结晶石膏在石膏提纯装置中在进行脱水处理，譬如采用石膏水洗或淋洗方式进行脱水处理，获得石膏提纯液和石膏产品；可以将石膏提纯液送入飞灰浆液的洗脱分离装置中作为洗脱用水。
作为本发明一种优选的具体实施方式，步骤(6)中将盐浆在结晶盐分离器中进行分离处理，分别得到结晶盐、母液和不结晶盐母液；将母液输送至强制循环换热器继续进行蒸发浓缩处理得到浓缩料液再进行步骤(5)和步骤(6)的处理步骤；将不结晶盐母液通过膜处理分别得到淡水与浓水；将淡水在多级预热器继续进行蒸发处理；将浓水作为步骤(2)脱氯分离处理用水；其中，所述的膜处理可以是纳滤或反渗透处理。
本发明将石膏晶种法应用于水洗液的蒸发结晶过程中，不但省去了水洗液净化过程的脱钙处理环节，而且水洗液中的硫酸根和钙离子可附着于石膏晶种上形成结晶石膏，有效防止换热器和蒸发结晶器结垢、降低传质传热耗能，提升了结晶盐的品质；其次，对结晶石膏进行水洗处理，可去除石膏中的可溶性杂质，提高石膏产品的附加值，且石膏提纯液回到飞灰洗脱单元作为洗脱工艺水，有效降低飞灰洗脱过程水耗和蒸发结晶过程能耗；采用膜技术处理不结晶母液，处理后得到淡水和浓水，根据水品质的不同将其分别循环至飞灰洗脱和蒸发结晶单元，可减小水洗、蒸发单元的负荷，且工艺水循环利用，零排放。
本发明进一步提供了一种实现所述方法的系统，包括飞灰制浆单元、飞灰水洗洗脱单元、飞灰水洗液净化单元、蒸发结晶单元、结晶盐分离和膜处理单元以及石膏分离和石膏提纯单元；其中，飞灰制浆单元、飞灰水洗洗脱单元、飞灰水洗液净化单元和蒸发结晶单元通过管道依次连接；蒸发结晶单元的两个出料口分别与结晶盐分离和膜处理单元的进料口以及石膏分离和石膏提纯单元的进料口相连接。
作为本发明的一种优选的具体实施方式，所述的蒸发结晶单元包括多级预热器、强制循环换热器和蒸发结晶器；其中，多级预热器与强制循环换热器和蒸发结晶器通过管道依次连接；多级预热器的料液入口与飞灰水洗液净化单元的出料口相连，多级预热器的料液出口通过第一转料泵与强制循环换热器的料液入口相连；
进一步优选的，所述蒸发结晶器中还设有浓盐液出口，晶浆液出口和盐浆出口，所述蒸发结晶器的浓盐液出口与强制循环换热器的料液入口相连，所述蒸发结晶器的晶浆液出口与石膏分离和石膏提纯单元的晶浆液入口相连，所述蒸发结晶器的盐浆出口与结晶盐分离和膜处理单元的进料口相连；此外，在蒸发结晶器的顶部设有石膏晶种入料口用于投放结晶用的石膏晶种。
作为本发明的一种优选的具体实施方式，所述结晶盐分离和膜处理单元包括结晶盐分离器和膜处理装置；其中，所述结晶盐分离器设有盐浆入料口、结晶盐出口、不结晶盐母液出口和母盐出口；所述膜处理装置设有入料口，浓水出口和淡水出口；其中，所述结晶盐分离器的盐浆入料口与蒸发结晶器的盐浆出口相连，所述结晶盐分离器的母盐出口与强制循环换热器的料液入口相连，所述结晶盐分离器的不结晶盐母液出口与膜处理装置的入料口相连。
作为本发明的一种优选的具体实施方式，所述石膏分离和石膏提纯单元包括石膏分离器和石膏提纯装置；所述的石膏分离器设有晶浆液入口、结晶石膏出口和母液口，所述的石膏提纯装置设有结晶石膏入料口、水入口、提纯剂入口，石膏出口以及石膏提纯液出口；其中，所述的石膏分离器的结晶石膏出口与所述石膏提纯装置的结晶石膏入料口相连，所述石膏分离器的母液出口通过第二转料泵(母液回流管路)与强制循环换热器的料液入口相连；石膏提纯装置的入水口与多级预热器中的冷凝水出口相连。
作为本发明的一种优选的具体实施方式，所述的飞灰制浆单元是设有搅拌混合装置的设备，所述的飞灰制浆单元分别设有飞灰入料口、制浆水进口以及飞灰浆料出料口。
作为本发明的一种优选的具体实施方式，所述的飞灰洗脱单元包括多级洗脱分离装置，所述的多级洗脱分离装置设有1～N级洗脱分离装置，每级洗脱分离装置均设有飞灰浆料入口、洗脱水入口、水洗飞灰出料口、水洗液出口；其中，1级洗脱分离装置的第一水洗液出口与水洗液净化单元的进料口相连，2级洗脱分离装置的第二水洗液出口与飞灰制浆单元的制浆水进口相连；所述N级洗脱分离装置的水洗液出口与所述的N-1级洗脱分离装置的入水口。
作为本发明的一种优选的具体实施方式，所述的水洗液净化单元设有水洗液进料口和出料口，该水洗液进料口与1级洗脱分离装置的第一水洗液出口相连，该出料口与蒸发结晶单元中的多级预热器的料液入口相连；优选的，所述的水洗液净化单元由依次连接的重金属脱除处理装置、固体悬浮物脱除处理装置和pH值调整处理装置组成。
作为本发明的一种更优选的具体实施方式，在多级预热器还设有冷凝水入口以及冷凝水出口；在强制循环换热器设有冷凝水出口；所述强制循环换热器的冷凝水出口与多级预热器的冷凝水入口相连；所述多级预热器的冷凝水出口分别与所述的飞灰洗脱装置的洗脱水入口和石膏提纯装置的冷凝水入口相连；
作为本发明的一种更优选的具体实施方式，所述膜处理装置的淡水出口与多级预热器的冷凝水入口相连，膜处理装置的浓水出口与多级洗脱单元的洗脱水入口相连；
作为本发明的一种更优选的具体实施方式，所述石膏提纯装置的石膏提纯液出口与多级洗脱分离装置的洗脱水入口相连。
本发明与现有技术相比，主要具有以下有益效果：
1.基于石膏晶种法的飞灰水洗液蒸发结晶工艺，可有效防止蒸发器结垢，保证系统运行稳定；并解决了硫酸根影响结晶盐品质的技术问题，可提升产盐品质。
2.采用石膏晶种法，在水质净化阶段不需要脱除钙镁离子，降低水质净化成本。
3.利用水洗或淋洗方式对结晶石膏进行脱氯处理，可提升产品价值，经济效益好。
4.蒸发结晶单元产生的不结晶母液经膜处理后循环至多级预热器和多级洗脱分离装置，在一定程度上提高结晶盐品质，保证系统长期稳定运行。
5.通过FWD(飞灰水洗脱盐)工艺、冷凝水、石膏提纯液、处理后的不结晶母液的回用，在减少了清水消耗的同时，实现了工艺水循环利用、零排放。
6.飞灰洗脱单元中采用多级逆流水洗技术，水耗低，无扬尘，脱氯效果佳。
附图说明
图1是本发明的系统构成示意图；
图2是本发明的多级(三级)洗脱分离装置的连接关系示意图；
图3是本发明方法的流程图。
附图标记说明：1、制浆反应装置，2、多级洗脱分离装置，3、水洗液净化装置，4、多级预热器，5、强制循环换热器，6、蒸发结晶器，7、结晶盐分离器，8、膜处理装置，9、石膏分离器，10、石膏提纯装置，11、飞灰入料口，12、制浆水进口，13、飞灰浆料出料口，14、飞灰浆料入口，15、洗脱分离装置的洗脱水入口，16、水洗飞灰出料口，17、第一水洗液出口，18、第二水洗液出口，19、料液出口，20、第一转料泵，21、料液入口，22、冷凝水出口，23、石膏提纯装置的水入口，24，强制循环换热器的冷凝水出口，25、多级预热器的冷凝水入口，26、强制循环换热器的蒸发液出口，27、蒸发结晶器的蒸发液入口，28、蒸发结晶器的浓盐液出口，29、蒸发结晶器的晶浆液出口，30、石膏分离器的晶浆液入口，31、蒸发结晶器的盐浆出口，32、蒸发结晶器的石膏晶种入料口，33、石膏分离器的固相(结晶石膏)出料口，34、石膏提纯装置的结晶石膏入口，35、石膏分离器的母液出口，36、第二转料泵，37、结晶盐分离器的不结晶盐母液出口，38、结晶盐分离器的母盐出口，39、结晶盐分离器的结晶盐出口，40、膜处理装置的浓水出口，41、膜处理装置的淡水出口，42、多级预热器的料液进口，43、石膏提纯装置的石膏出口，44、石膏提纯装置的石膏提纯液出口。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解这些实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请实施例的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
参见图1和图2，本发明提供的一种垃圾焚烧飞灰水洗脱氯和水洗液蒸发分质结晶的系统，包括飞灰制浆单元、飞灰水洗洗脱单元、飞灰水洗液净化单元、蒸发结晶单元、结晶盐分离和膜处理单元以及石膏分离和石膏提纯单元；其中，飞灰制浆单元、飞灰水洗洗脱单元、飞灰水洗液净化单元和蒸发结晶单元通过管道依次连接；蒸发结晶单元的两个出料口分别与结晶盐分离和膜处理单元的进料口以及石膏分离和石膏提纯单元的进料口相连接。
其中，所述的蒸发结晶单元包括多级预热器4、强制循环换热器5和蒸发结晶器6；其中，多级预热器4与强制循环换热器5和蒸发结晶器6通过管道依次连接；多级预热器4的料液入口42与飞灰水洗液净化单元的出料口相连，多级预热器4的料液出口19通过第一转料泵20与强制循环换热器5的料液入口21相连。
所述蒸发结晶器6中还设有浓盐液出口28，晶浆液出口29和盐浆出口31，所述蒸发结晶器6的浓盐液出口28与强制循环换热器5的料液入口21相连，所述蒸发结晶器6的晶浆液出口29与石膏分离和石膏提纯单元的晶浆液入口30相连，所述蒸发结晶器6的盐浆出口31与结晶盐分离和膜处理单元的进料口相连；此外，作为一种更优选的结构，在蒸发结晶器6的顶部设有石膏晶种入料口32用于投放结晶用的石膏晶种。
所述结晶盐分离和膜处理单元包括结晶盐分离器7和膜处理装置8；其中，所述结晶盐分离器7设有盐浆入料口、结晶盐出口39、不结晶盐母液出口37和母盐出口38；所述膜处理装置8设有入料口，浓水出口40和淡水出口41；其中，所述结晶盐分离器7的盐浆入料口与蒸发结晶器6的盐浆出口31相连，所述结晶盐分离器7的母盐出口38与强制循环换热器5的料液入口21相连，所述结晶盐分离器7的不结晶盐母液出口37与膜处理装置8的入料口相连。
所述石膏分离和石膏提纯单元包括石膏分离器9和石膏提纯装置10；所述的石膏分离器9设有晶浆液入口30、结晶石膏出口33和母液出口35，所述的石膏提纯装置10设有结晶石膏入料口34、水入口23、石膏出口43以及石膏提纯液出口44；其中，所述的石膏分离器9的结晶石膏出口33与所述石膏提纯装置10的结晶石膏入料口34相连，所述石膏分离器的母液出口35通过第二转料泵与强制循环换热器5的料液入口21相连；石膏提纯装置10的水入口23与多级预热器4中的冷凝水出口22相连。
本发明中所用到的各种设备或装置均是固体废弃物再处理或垃圾飞灰再处理技术中的常规设备，这些设备均能通过商业途径购买得到，均能适用于本发明；另外，有关文献中也公开这些设备进行了改进后的新设备，采用这些改进后的新设备能够取得更好的技术效果，譬如：飞灰制浆设备(CN 204848668U，实用新型名称：飞灰水洗装置)；飞灰水洗液多级洗脱装置(CN 204848668 U，实用新型名称：飞灰水洗装置)；飞灰水洗液净化装置(实用新型名称：飞灰水洗液的水质净化系统，CN212924618U,实用新型名称：一种用于飞灰水洗液净化系统的沉淀装置，CN212369634U)、多级过滤装置(CN 205627217 U，实用新型名称：快开式多介质过滤器)。
本发明中所述的飞灰制浆单元可以是任何一种设有搅拌混合装置的设备，均能适用于本发明，其中，所述的飞灰制浆单元分别设有飞灰入料口11、制浆水进口12以及飞灰浆料出料口13。
所述的飞灰水洗洗脱单元包括多级洗脱分离装置，所述的多级洗脱分离装置2设有1～N级洗脱分离装置，每级洗脱分离装置均设有飞灰浆料入口、洗脱水入口、水洗飞灰出料口、水洗液出口；其中，1级洗脱分离装置的第一水洗液出口17与水洗液净化单元的进料口相连，2级洗脱分离装置的第二水洗液出口18与飞灰制浆单元的制浆水进口12相连。
所述的水洗液净化单元设有水洗液进料口和出料口，该水洗液进料口与1级洗脱分离装置的第一水洗液出口17相连，该出料口与蒸发结晶单元中的多级预热器4的料液入口42相连；作为本发明一种更优选的实施方案，所述的水洗液净化单元由依次连接的重金属脱除处理装置、固体悬浮物脱除处理装置和pH值调整处理装置组成。
一个更优选的实施方案，在多级预热器4还设有冷凝水入口25以及冷凝水出口22；在强制循环换热器5设有冷凝水出口24；所述强制循环换热器5的冷凝水出口24与多级预热器4的冷凝水入口25相连；所述多级预热器4的冷凝水出口22分别与所述的飞灰洗脱装置的洗脱水入口15和石膏提纯装置10的水入口23相连。
一个更优选的实施方案，所述膜处理装置8的淡水出口41与多级预热器4的冷凝水入口25相连，膜处理装置8的浓水出口40与多级洗脱分离装置2的洗脱水入口15相连。
一个更优选的实施方案，所述石膏提纯装置10的石膏提纯液出口44与多级洗脱分离装置2的洗脱水入口15相连。
参见图3，本发明提供了一种垃圾焚烧飞灰水洗脱氯和水洗液蒸发分质结晶的方法，包括如下步骤：
步骤(1)：将垃圾焚烧飞灰和制浆水分别称重后，按照1:3的重量配比在制浆装置中进行搅拌混合、水化反应、制浆，最后获得飞灰浆液；
步骤(2)：将制浆装置中制备的飞灰浆液进入多级洗脱分离装置中进行飞灰洗脱，分别得到含固率低于1％的水洗液和含水率不大于40％的水洗飞灰。多级洗脱过程产生的二级水洗液作为步骤(1)中制浆反应的制浆水，采用FWD工艺中的冷凝水和补清水作为末级洗脱的制浆水，初始工作时全部采用清水作为末级洗脱的制浆水。
步骤(3)：将步骤(2)中得到的水洗液在水洗液净化单元中进行水质净化处理，包括，依次进行重金属脱除、固体悬浮物脱除和pH值调整处理获得蒸发原料液。其中，在重金属脱除装置中需加入一定质量浓度的重金属捕捉剂(譬如硫化钠、硫代硫酸钠等药剂)；在固体悬浮物脱除装置中加入一定质量浓度的絮凝沉淀药剂；在pH值调整装置中需加入一定质量浓度的酸性试剂(盐酸、硫酸等一种以上)。其中，对于水质净化处理为现有技术。
步骤(4)：将步骤(3)中的蒸发原料液依次进行预热、换热、蒸发结晶、石膏分离、石膏提纯、盐液分离，得到石膏、结晶盐产品，具体如下：
步骤(4-1)：将蒸发原料液在多级预热器4中经过预热升温至80℃-110℃；多级预热器4产生的冷凝水可分别作为多级洗脱分离装置2的洗脱用水以及石膏提纯装置10的淋洗用水。
步骤(4-2)：将多级预热器4中经过预热升温至80℃-110℃的料液进入强制循环换热器5进行蒸发浓缩处理，将强制循环换热器5的温度控制在100℃-120℃，待料液固液比达到≥30％时得到浓缩料液；强制循环换热器5产生的冷凝水供给多级预热器4进行预热使用；多级预热器4预热过程产生的冷凝水可分别作为多级洗脱分离装置2的洗脱用水以及石膏提纯装置10的提纯用水。
步骤(4-3)：将强制循环换热器5中浓缩后得到的浓缩料液进入蒸发结晶器6，在蒸发结晶器6中经结晶、分层后，得到含盐量为30wt％-60％的晶浆液、浓盐液和含盐量为30wt％-60％的盐浆。其中，在蒸发结晶时，在蒸发结晶器6中加入15-30g/L的石膏晶种，利用同种物质的亲合力大于异种物质的亲合力这一原理，在蒸发结晶器6中固体石膏小颗粒均匀地分散在料液中，料液中的Ca2+和SO42-将首先凝聚在固体石膏晶核上，形成石膏结晶析出。
步骤(4-4)：将上一步骤的蒸发结晶器6中产生的浓盐液输送至强制循环换热器5继续进行蒸发浓缩处理，以此循环进行步骤(4-2)。
步骤(4-5)：步骤(4-3)得到的盐浆进入结晶盐分离器7，将结晶盐与料液进行分离处理，最终得到含水率不大于6wt％结晶盐、母液和杂质含量为0.5wt％-10wt％的不结晶母液；母液输送至强制循环换热器5中继续进行蒸发浓缩处理，以此循环进行步骤(4-2)。
步骤(4-6)：所述的不结晶母液输送至膜处理装置8处理，优选纳滤或RO(反渗透)处理技术，处理后得到淡水与浓水；淡水通过管道输送至多级预热器4继续进行蒸发处理；浓水通过管道输送至多级洗脱分离装置2的水入口15作为洗脱用水。
步骤(4-7)：步骤(4-3)中的晶浆液进入石膏分离器9，将石膏与料液进行分离处理，得到含水率不大于60wt％的结晶石膏，分离后的料液输送至强制循环换热器5继续进行蒸发浓缩处理。
步骤(4-8)：结晶石膏进入石膏提纯装置10进行处理，优选采用石膏水洗或淋洗方式进行处理，处理后得到水洗石膏和石膏提纯液，石膏提纯液通过管道输送至多级洗脱分离装置2中作为洗脱用水。
Claims (12)
1.一种飞灰水洗脱氯和水洗液再回收利用的方法，其特征在于，包括，(1)将飞灰和水搅拌混合得到飞灰浆液；(2)用水对飞灰浆液进行脱氯分离处理得到水洗飞灰以及水洗液；(3)将水洗液进行水质净化处理得到蒸发原料液；(4)将蒸发原料液预热后蒸发浓缩得到浓缩料液；(5)将浓缩料液进行蒸发结晶处理，经结晶分层后，分别得到晶浆液、浓盐液和盐浆；(6)将晶浆液在石膏分离器中进行石膏与料液的分离处理分别得到结晶石膏和料液；将所得到的料液进行蒸发浓缩处理后再进行蒸发结晶；将所得到的结晶石膏在石膏提纯装置中在进行处理获得石膏提纯液和石膏产品；将石膏提纯液作为水洗飞灰浆液的洗脱用水；将盐浆在结晶盐分离器中进行分离处理，分别得到结晶盐、母液和不结晶盐母液；将母液再进行蒸发浓缩处理得到浓缩料液，再进行步骤(5)和步骤(6)的处理步骤；将不结晶盐母液通过膜处理分别得到淡水与浓水；将淡水预热处理后再进行蒸发处理；将浓水作为步骤(2)脱氯分离处理用水；
步骤(4)中所述的预热是在多级预热器中将蒸发原料液经过预热升温至80℃-110℃，其中，在多级预热器产生的冷凝水可分别作为飞灰制浆用水或作为石膏提纯用水；步骤(4)中所述的蒸发浓缩是在强制循环换热器进行蒸发浓缩处理；其中，强制循环换热器产生的冷凝水供给蒸发原料液进行预热时的热源；
步骤(5)中在蒸发结晶器中进行蒸发结晶时，在蒸发结晶器中加入15-30g/L的石膏晶种进行浓缩料液的蒸发结晶。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中用水对飞灰浆液在多级脱氯分离装置中进行处理得到水洗飞灰以及水洗液；
步骤(3)中所述的水质净化依次处理包括重金属脱除处理、固体悬浮物脱除处理和pH值调整处理。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的重金属脱除处理是在重金属脱除装置中加入重金属捕捉剂对飞灰浆液用水进行重金属脱除处理，所述的固体悬浮物脱除处理是在固体悬浮物脱除装置中加入絮凝沉淀剂对于脱除了重金属的飞灰浆液用水进行固体悬浮物脱除处理，所述的pH值调整处理向经过重金属脱除处理以及固体悬浮物脱除处理后的飞灰浆液中加入酸或碱进行pH值调整处理。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的膜处理是纳滤或反渗透处理。
5.一种实现权利要求1-4任何一项所述方法的系统，其特征在于，包括飞灰制浆单元、飞灰水洗液洗脱单元、飞灰水洗液净化单元、蒸发结晶单元、结晶盐分离和膜处理单元以及石膏分离和石膏提纯单元；其中，飞灰制浆单元、飞灰水洗液洗脱单元、飞灰水洗液净化单元和蒸发结晶单元通过管道依次连接；蒸发结晶单元的两个出料口分别与结晶盐分离和膜处理单元的进料口以及石膏分离和石膏提纯单元的进料口连接。
6.按照权利要求5所述的系统，其特征在于，所述的蒸发结晶单元包括多级预热器(4)、强制循环换热器(5)和蒸发结晶器(6)；其中，多级预热器(4)与强制循环换热器(5)和蒸发结晶器(6)通过管道依次连接；多级预热器(4)的料液进口(42)与飞灰水洗液净化单元的出料口相连，多级预热器(4)的料液出口(19)通过第一转料泵(20)与强制循环换热器(5)的料液入口(21)相连。
7.按照权利要求6所述的系统，其特征在于，所述蒸发结晶器(6)中还设有浓盐液出口(28)，晶浆液出口(29)和盐浆出口(31)，所述蒸发结晶器(6)的浓盐液出口(28)与强制循环换热器(5)的料液入口(21)相连，所述蒸发结晶器(6)的晶浆液出口(29)与石膏分离和石膏提纯单元的晶浆液入口(30)相连，所述蒸发结晶器(6)的盐浆出口(31)与结晶盐分离和膜处理单元的进料口相连；此外，在蒸发结晶器(6)的顶部设有石膏晶种入料口(32)用于投放结晶用的石膏晶种。
8.按照权利要求5所述的系统，其特征在于，所述结晶盐分离和膜处理单元包括结晶盐分离器(7)和膜处理装置(8)；其中，所述结晶盐分离器(7)设有盐浆入料口、结晶盐出口(39)、不结晶盐母液出口(37)和母盐出口(38)；所述膜处理装置(8)设有入料口，浓水出口(40)和淡水出口(41)；其中，所述结晶盐分离器(7)的盐浆入料口与蒸发结晶器(6)的盐浆出口(31)相连，所述结晶盐分离器(7)的母盐出口(38)与强制循环换热器(5)的料液入口(21)相连，所述结晶盐分离器(7)的不结晶盐母液出口(37)与膜处理装置(8)的入料口相连；
所述石膏分离和石膏提纯单元包括石膏分离器(9)和石膏提纯装置(10)；所述的石膏分离器(9)设有晶浆液入口(30)、结晶石膏出口(33)和母液口(35)，所述的石膏提纯装置(10)设有结晶石膏入料口(34)、水入口(23)、提纯剂入口，石膏出口(43)以及石膏提纯液出口(44)；其中，所述的石膏分离器(9)的结晶石膏出口(33)与所述石膏提纯装置(10)的结晶石膏入料口(34)相连，所述石膏分离器的母液口(35)通过第二转料泵与强制循环换热器(5)的料液入口(21)相连；石膏提纯装置(10)的水入口(23)与多级预热器(4)中的冷凝水出口(22)相连。
9.按照权利要求5所述的系统，其特征在于，所述的飞灰制浆单元是设有搅拌混合装置的设备，所述的飞灰制浆单元分别设有飞灰入料口(11)、制浆水进口(12)以及飞灰浆料出料口(13)；
所述的飞灰水洗洗脱单元包括多级洗脱分离装置(2)，所述的多级洗脱分离装置(2)设有1～N级洗脱分离装置，每级洗脱分离装置均设有飞灰浆料入口、洗脱水入口、水洗飞灰出料口、水洗液出口；其中，1级洗脱分离装置的第一水洗液出口(17)与水洗液净化单元的进料口相连，2级洗脱分离装置的第二水洗液出口(18)与飞灰制浆单元的制浆水进口(12)相连。
10.按照权利要求9所述的系统，其特征在于，所述的水洗液净化单元由依次连接的重金属脱除处理装置、固体悬浮物脱除处理装置和pH值调整处理装置组成。
11.按照权利要求6所述的系统，其特征在于，在多级预热器(4)还设有冷凝水入口(25)以及冷凝水出口(22)；在强制循环换热器(5)设有冷凝水出口(24)；所述强制循环换热器(5)的冷凝水出口(24)与多级预热器(4)的冷凝水入口(25)相连；所述多级预热器(4)的冷凝水出口(22)分别与所述的飞灰洗脱装置的洗脱水入口(15)和石膏提纯装置(10)的冷凝水入口(23)相连。
12.按照权利要求8所述的系统，其特征在于，所述膜处理装置(8)的淡水出口(41)与多级预热器(4)的冷凝水入口(25)相连，膜处理装置(8)的浓水出口(40)与多级洗脱分离装置(2)的洗脱水入口(15)相连；
所述石膏提纯装置(10)的石膏提纯液出口(44)与多级洗脱分离装置(2)的洗脱水入口(15)相连。
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