CN114405969B - 飞灰水洗脱盐工艺及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了飞灰水洗脱盐工艺及其应用，属于固废处理技术领域。包括以下步骤：S1、飞灰预处理；S2、蒸发结晶；S3、煅烧；通过向水洗罐中添加磷酸作为脱氯剂，可加速飞灰中氯离子的脱出，通过采用间歇通电的方式加速氯离子迁移和聚集，可提高飞灰中氯盐的回收效率，同时，通过将废料炉渣添加至水洗罐中，使飞灰与其表面多孔结构接触并贴附于其外表，增加固体物质总体重量，起到一定的助滤作用，从而提高飞灰与液体之间的分离效率，同时，炉渣也可作为制备水泥的原料之一，同时实现以废制废的目的；通过控制蒸发管产生的蒸汽温度来调节蒸汽量，提高系统超温导致的系统安全问题，提高系统运行可靠性。

Description

飞灰水洗脱盐工艺及其应用
技术领域
本发明属于固废处理技术领域，具体是飞灰水洗脱盐工艺及其应用。
背景技术
焚烧飞灰是指垃圾焚烧的二次污染产物。飞灰每年产生量大，资源化利用前景非常好，但是飞灰成份复杂，主要危害性物质有二噁英和铬、砷、铅等重金属，还有可溶性盐，需要进行预处理才能进一步资源化利用。但是飞灰中高浓度的无机氯盐不仅会降低资源化产品的质量，而且会破坏生产过程。
另外，无机氯盐也会对飞灰处置的其他技术有不利影响。无机氯盐还可以回收利用，所以研究焚烧飞灰中的无机氯盐的资源化、无害化利用，对焚烧飞灰处置非常重要。
目前，比较有效解决的办法为“飞灰水洗工艺”，其原理是利用水洗可以去除垃圾焚烧飞灰中的氯，保留飞灰中的铝、硅、钙用作水泥原料；水洗溶解出来的氯化钠和氯化钾可以回收作为工业盐副产品和钾肥。
但是，现有的水洗脱盐工艺存在以下缺点，例如，公开号为CN111589837A的中国发明专利申请公开了一种飞灰水洗预处理强化脱盐方法，在飞灰水洗搅拌过程中加入定量的粉煤灰，经过2次水洗，水灰混合液固液分离后，水洗液中钾、钠和氯含量显著提高，但是，该申请中，一方面，没有采用脱氯剂和相关手段加速氯离子的迁移和聚集，会降低氯离子的分离效率，也就是降低脱盐效率；另一方面，蒸发结晶时，不能通过蒸汽温度调节蒸汽量，容易造成系统超温，导致系统出现安全问题等。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明专利提供了飞灰水洗脱盐工艺及其应用。
本发明的技术方案是：飞灰水洗脱盐工艺，包括以下步骤：
S1、飞灰预处理
S1-1、按照水灰比为2:1的重量比例将水和飞灰在第一水洗罐中混合，并使用磁力搅拌器以2500-3000r/min的转速搅拌水洗10-15min，得到水灰混合物，然后向第一水洗罐中添加相对于水灰混合物总重量3-4wt%的磷酸，继续搅拌20-25min后得到混合浆液，并对混合浆液采用间歇通电的方式加速氯离子迁移和聚集，最后，将混合浆液通入真空过滤机中过滤脱水后，得到第一滤液和第一滤渣；
S1-2、将上述第一滤渣送入第二水洗罐中，采用步骤S1-1同样的方法进行第二次处理，并过滤脱水后，得到第二滤液和第二滤渣，然后，将第二滤液回流至第一水洗罐中，重复使用，将第二滤渣送入第三水洗罐内，采用步骤S1-1同样的方法进行第三次处理，并过滤脱水后，得到第三滤液和第三滤渣，并将第三滤液回流至第二水洗罐中，重复使用；
S2、蒸发结晶
将上述第一滤液泵送至换热器中预热后，通过除气器进行除气，得到上清液，然后将上清液泵入蒸发结晶系统中进行脱盐处理，同时，检测蒸发结晶系统出口处蒸汽温度，当温度＞80℃时，增加蒸发结晶系统入口的给水流量，减少蒸发结晶系统的蒸发管产生的蒸汽量，当温度≤80℃时，减少蒸发结晶系统入口的给水流量，增加蒸发结晶系统的蒸发管产生的蒸汽量，然后，将结晶出的盐储存备用，蒸发出的水蒸汽冷凝后，重新再进入蒸发结晶系统内循环利用，通过控制蒸发管产生的蒸汽温度来调节蒸汽量，提高系统超温导致的系统安全问题；
S3、煅烧
收集上述第三滤渣，并通过输送设备输送至水泥窑进行煅烧，将煅烧后的第三滤渣用于制备水泥；按重量百分比计，所述水泥中煅烧后的第三滤渣的含量为12-25%。
根据本发明的一个方面，所述步骤S1-1中，间歇通电的具体过程为：
S1-1-1、向混合浆液内通入直流电流15-20min，断电后静置，并进行固液分离，得到固体和液体；
S1-1-2、向步骤S1-1-1中分离后的液体中恢复通电35-40min，断电后静置，重复固液分离，得到固体和液体；
S1-1-3、向步骤S1-1-2中分离后的液体中恢复通电50-60min，断电后静置，重复固液分离后，得到固体和液体，将得到的液体进行蒸发结晶脱盐处理，将固体与上述步骤S1-1-1、S1-1-2中得到的固体一起送入第二水洗罐中；
以上步骤S1-1-1、S1-1-2、S1-1-3中，所通入的直流电流的电流平均密度均为0.005-0.008mA/cm2，电压均为50-80mV，通过采用间歇通电的方式加速氯离子迁移和聚集，可提高飞灰中氯盐的回收效率。
根据本发明的一个方面，所述步骤S1-1中，向第一水洗罐中添加飞灰和水后，在搅拌的同时，向第一水洗罐中添加相对于水灰混合物总重量5-10wt%的多孔炉渣颗粒，且所述多孔炉渣颗粒的添加速率为0.5-0.8g/s，通过将废料炉渣添加至第一水洗罐中，使飞灰与其表面多孔结构接触并贴附于其外表，增加固体物质总体重量，起到一定的助滤作用，从而提高飞灰与液体之间的分离效率，同时，炉渣也可作为制备水泥的原料之一，同时实现以废制废的目的。
根据本发明的一个方面，所述多孔炉渣颗粒的制备方法为：首先，按照固液比为1mg:4ml的比例将炉渣与水混合，在20-25℃的温度条件下搅拌均质处理0.5-1h，得到预混液，然后，向预混液中添加相对于预混液重量20%的盐酸溶液，盐酸溶液的质量分数为2-4%，通过盐酸溶液将炉渣表面刻蚀形成多个孔洞和沟壑，并经过振荡、过滤、离心以及烘干处理后得到多孔炉渣颗粒，通过多孔结构增加其表面积，从而使飞灰与其表面多孔结构接触并贴附于其外表，增加固体物质总体重量，起到一定的助滤作用。
根据本发明的一个方面，所述步骤S2中，上清液泵入蒸发结晶系统进行脱盐处理前，先进行如下处理：
S2-1、将上清液经过过滤后，采用序批式好氧/缺氧运行方法进行生化反应 、膜过滤处理后，通入纳滤装置内进行纳滤处理，除去上清液中的大分子有机物和高价离子后，得到纳滤产水和浓缩水，然后，将浓缩水收集并干化处理；通过在纳滤前进行相关净化处理，可减低纳滤进水浊度，避免纳滤膜的堵塞，提高纳滤膜的产水量；
S2-2、按照重量比为8:1:1的比例将纳滤产水、H2O2以及Fe2(SO4)3混合，并采用机械搅拌和超声波搅拌结合的方式搅拌处理30-40min，进行氧化反应，除去纳滤产水中的剩余有机物后，得到氧化产水和沉淀物，然后，将氧化反应后得到的沉淀物进行回收处理，其中，机械搅拌的搅拌速度为200-300r/min，超声波搅拌器的频率为30-50KH；通过机械和超声波搅拌相结合的方式进行处理，可提高氧化反应效率，避免团聚影响氧化反应的正常进行；
S2-3、按照重量比为8:1:1:2的比例向氧化产水中添加镁氧混和剂、NaOH溶液以及Fe2(SO4)3混合搅拌30-40min，进行化学反应，除去氧化产水中的无机杂质后，得到除杂后的上清液，其中，镁氧混和剂由氯化镁、氯化铵、氨水按照固液比为1mg:1mg:10ml的比例混和制成的透明无色溶液，NaOH溶液的浓度为10-15wt%，氨水浓度为5-8mg/m3，通过上述净化过程，可将上清液中的有机物、重金属进行去除，从而提高制备的工业盐的纯度，变废为宝。
根据本发明的一个方面，所述步骤S2-1中，纳滤装置的截留分子量为180-190nm，操作压力范围为20-25bar。
根据本发明的一个方面，所述蒸发结晶系统包括依次连接的多个蒸发罐、结晶单元以及干燥单元，各个蒸发罐之间、蒸发罐与结晶单元之间、以及结晶单元与干燥单元之间均设有输料泵，每个蒸发罐上均设有进入口、冲刷口以及蒸汽出口，所述冲刷口与进入口连接，且连接处设有循环泵，进入口处设有流量计，所述蒸汽出口处设有温度计，每个蒸发罐侧壁与对应蒸汽出口之间通过循环管路连接，且连接处设有冷凝器，使用时，可将上清液依次经过多个蒸发罐分别进行蒸发浓缩，浓缩后各个蒸发罐内的晶浆被输料泵泵入结晶单元中进行降温结晶，然后离心后进入干燥单元干燥即可，浓缩后的液体经冲刷口、连接总管以及循环泵重新进入蒸发罐，将底部形成的结垢冲散并继续蒸发，避免结垢，浓缩后的蒸汽经蒸汽出口流出，并通过冷凝器冷凝后重新进入蒸发罐内重新利用，在蒸汽通过蒸汽出口时，还可通过温度计检测蒸汽温度，当温度偏高时，增加蒸发罐的给水流量，减少蒸汽量的产生，当温度偏低时，减少蒸发罐的给水流量，增加蒸汽量的产生。
根据本发明的一个方面，所述冲刷口有多个，且均匀分布在每个蒸发罐侧壁，各个冲刷口上均设有连接支管，所述进入口与各个所述连接支管之间通过连接总管连接，每个冲刷口内壁均设有导流槽，通过多个内部设有导流槽的冲刷口的设置，便于蒸发罐浓缩蒸发后的液体从各处流出，且对蒸发罐内壁的各处充分冲刷，避免出现结垢死角。
根据本发明的一个方面，将所述飞灰水洗脱盐工艺应用于生活垃圾焚烧所产生的飞灰处理中。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
本发明在水洗脱盐时，通过向水洗罐中添加磷酸作为脱氯剂，可加速飞灰中氯离子的脱出，通过采用间歇通电的方式加速氯离子迁移和聚集，可提高飞灰中氯盐的回收效率，同时，通过将废料炉渣添加至水洗罐中，使飞灰与其表面多孔结构接触并贴附于其外表，增加固体物质总体重量，起到一定的助滤作用，从而提高飞灰与液体之间的分离效率，同时，炉渣也可作为制备水泥的原料之一，同时实现以废制废的目的；通过控制蒸发管产生的蒸汽温度来调节蒸汽量，提高系统超温导致的系统安全问题，提高系统运行可靠性。
附图说明
图1是本发明的蒸发结晶系统的结构示意图；
图2是本发明的蒸发罐的局部示意图。
其中，1-蒸发罐、10-进入口、100-流量计、11-冲刷口、110-连接支管、111-连接总管、112-导流槽、12-蒸汽出口、120-温度计、13-出口、14-循环泵、15-冷凝器、2-结晶单元、3-干燥单元、4-输料泵。
具体实施方式
为了进一步了解本发明的内容，以下通过实施例对本发明作详细说明。
实施例1
飞灰水洗脱盐工艺，包括以下步骤：
S1、飞灰预处理
S1-1、按照水灰比为2:1的重量比例将水和飞灰在第一水洗罐中混合，并使用磁力搅拌器以2500r/min的转速搅拌水洗10min，得到水灰混合物，然后向第一水洗罐中添加相对于水灰混合物总重量3wt%的磷酸，继续搅拌20min后得到混合浆液，并对混合浆液采用间歇通电的方式加速氯离子迁移和聚集，最后，将混合浆液通入真空过滤机中过滤脱水后，得到第一滤液和第一滤渣；
其中，间歇通电的具体过程为：
S1-1-1、向混合浆液内通入直流电流15min，断电后静置，并进行固液分离，得到固体和液体；
S1-1-2、向步骤S1-1-1中分离后的液体中恢复通电35min，断电后静置，重复固液分离，得到固体和液体；
S1-1-3、向步骤S1-1-2中分离后的液体中恢复通电50min，断电后静置，重复固液分离后，得到固体和液体，将得到的液体进行蒸发结晶脱盐处理，将固体与上述步骤S1-1-1、S1-1-2中得到的固体一起送入第二水洗罐中；
以上步骤S1-1-1、S1-1-2、S1-1-3中，所通入的直流电流的电流平均密度均为0.005mA/cm2，电压均为50mV；
S1-2、将上述第一滤渣送入第二水洗罐中，采用步骤S1-1同样的方法进行第二次处理，并过滤脱水后，得到第二滤液和第二滤渣，然后，将第二滤液回流至第一水洗罐中，重复使用，将第二滤渣送入第三水洗罐内，采用步骤S1-1同样的方法进行第三次处理，并过滤脱水后，得到第三滤液和第三滤渣，并将第三滤液回流至第二水洗罐中，重复使用；
S2、蒸发结晶
将上述第一滤液泵送至换热器中预热后，通过除气器进行除气，得到上清液，然后将上清液泵入蒸发结晶系统中进行脱盐处理，同时，检测蒸发结晶系统出口处蒸汽温度，此时测得温度为83℃，增加蒸发结晶系统入口的给水流量，减少蒸发结晶系统的蒸发管产生的蒸汽量，然后，将结晶出的盐储存备用，蒸发出的水蒸汽冷凝后，重新再进入蒸发结晶系统内循环利用；
S3、煅烧
收集上述第三滤渣，并通过输送设备输送至水泥窑进行煅烧，将煅烧后的第三滤渣用于制备水泥；按重量百分比计，所述水泥中煅烧后的第三滤渣的含量为12%。
本实施例所用的蒸发结晶系统为现有技术产品，是由青岛康景辉公司生产的多效蒸发器。
实施例2
S1、飞灰预处理
S1-1、按照水灰比为2:1的重量比例将水和飞灰在第一水洗罐中混合，并使用磁力搅拌器以2800r/min的转速搅拌水洗13min，得到水灰混合物，然后向第一水洗罐中添加相对于水灰混合物总重量3.5wt%的磷酸，继续搅拌23min后得到混合浆液，并对混合浆液采用间歇通电的方式加速氯离子迁移和聚集，最后，将混合浆液通入真空过滤机中过滤脱水后，得到第一滤液和第一滤渣；
S1-2、将上述第一滤渣送入第二水洗罐中，采用步骤S1-1同样的方法进行第二次处理，并过滤脱水后，得到第二滤液和第二滤渣，然后，将第二滤液回流至第一水洗罐中，重复使用，将第二滤渣送入第三水洗罐内，采用步骤S1-1同样的方法进行第三次处理，并过滤脱水后，得到第三滤液和第三滤渣，并将第三滤液回流至第二水洗罐中，重复使用；
其中，间歇通电的具体过程为：
S1-1-1、向混合浆液内通入直流电流18min，断电后静置，并进行固液分离，得到固体和液体；
S1-1-2、向步骤S1-1-1中分离后的液体中恢复通电38min，断电后静置，重复固液分离，得到固体和液体；
S1-1-3、向步骤S1-1-2中分离后的液体中恢复通电55min，断电后静置，重复固液分离后，得到固体和液体，将得到的液体进行蒸发结晶脱盐处理，将固体与上述步骤S1-1-1、S1-1-2中得到的固体一起送入第二水洗罐中；
以上步骤S1-1-1、S1-1-2、S1-1-3中，所通入的直流电流的电流平均密度均为0.006mA/cm2，电压均为65mV；
S2、蒸发结晶
将上述第一滤液泵送至换热器中预热后，通过除气器进行除气，得到上清液，然后将上清液泵入蒸发结晶系统中进行脱盐处理，同时，检测蒸发结晶系统出口处蒸汽温度，此时测得温度为76℃，减少蒸发结晶系统入口的给水流量，增加蒸发结晶系统的蒸发管产生的蒸汽量，然后，将结晶出的盐储存备用，蒸发出的水蒸汽冷凝后，重新再进入蒸发结晶系统内循环利用；
S3、煅烧
收集上述第三滤渣，并通过输送设备输送至水泥窑进行煅烧，将煅烧后的第三滤渣用于制备水泥；按重量百分比计，所述水泥中煅烧后的第三滤渣的含量为25%。
本实施例所用的蒸发结晶系统与实施例1相同。
实施例3
飞灰水洗脱盐工艺，包括以下步骤：
S1、飞灰预处理
S1-1、按照水灰比为2:1的重量比例将水和飞灰在第一水洗罐中混合，并使用磁力搅拌器以3000r/min的转速搅拌水洗15min，得到水灰混合物，然后向第一水洗罐中添加相对于水灰混合物总重量4wt%的磷酸，继续搅拌25min后得到混合浆液，并对混合浆液采用间歇通电的方式加速氯离子迁移和聚集，最后，将混合浆液通入真空过滤机中过滤脱水后，得到第一滤液和第一滤渣；
其中，间歇通电的具体过程为：
S1-1-1、向混合浆液内通入直流电流20min，断电后静置，并进行固液分离，得到固体和液体；
S1-1-2、向步骤S1-1-1中分离后的液体中恢复通电40min，断电后静置，重复固液分离，得到固体和液体；
S1-1-3、向步骤S1-1-2中分离后的液体中恢复通电60min，断电后静置，重复固液分离后，得到固体和液体，将得到的液体进行蒸发结晶脱盐处理，将固体与上述步骤S1-1-1、S1-1-2中得到的固体一起送入第二水洗罐中；
以上步骤S1-1-1、S1-1-2、S1-1-3中，所通入的直流电流的电流平均密度均为0.008mA/cm2，电压均为80mV；
S1-2、将上述第一滤渣送入第二水洗罐中，采用步骤S1-1同样的方法进行第二次处理，并过滤脱水后，得到第二滤液和第二滤渣，然后，将第二滤液回流至第一水洗罐中，重复使用，将第二滤渣送入第三水洗罐内，采用步骤S1-1同样的方法进行第三次处理，并过滤脱水后，得到第三滤液和第三滤渣，并将第三滤液回流至第二水洗罐中，重复使用；
S2、蒸发结晶
将上述第一滤液泵送至换热器中预热后，通过除气器进行除气，得到上清液，然后将上清液泵入蒸发结晶系统中进行脱盐处理，同时，检测蒸发结晶系统出口处蒸汽温度，此时测得温度为温度80℃，减少蒸发结晶系统入口的给水流量，增加蒸发结晶系统的蒸发管产生的蒸汽量，然后，将结晶出的盐储存备用，蒸发出的水蒸汽冷凝后，重新再进入蒸发结晶系统内循环利用；
S3、煅烧
收集上述第三滤渣，并通过输送设备输送至水泥窑进行煅烧，将煅烧后的第三滤渣用于制备水泥；按重量百分比计，所述水泥中煅烧后的第三滤渣的含量为20%。
本实施例所用的蒸发结晶系统与实施例1相同。
实施例4
本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于：
步骤S1-1中，向第一水洗罐中添加飞灰和水后，在搅拌的同时，向第一水洗罐中添加相对于水灰混合物总重量5wt%的多孔炉渣颗粒，且所述多孔炉渣颗粒的添加速率为0.5g/s；
多孔炉渣颗粒的制备方法为：首先，按照固液比为1mg:4ml的比例将炉渣与水混合，在20℃的温度条件下搅拌均质处理0.5h，得到预混液，然后，向预混液中添加相对于预混液重量20%的盐酸溶液，盐酸溶液的质量分数为2%，通过盐酸溶液将炉渣表面刻蚀形成多个孔洞和沟壑，并经过振荡、过滤、离心以及烘干处理后得到多孔炉渣颗粒。
实施例5
本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于：
步骤S1-1中，向第一水洗罐中添加飞灰和水后，在搅拌的同时，向第一水洗罐中添加相对于水灰混合物总重量8wt%的多孔炉渣颗粒，且所述多孔炉渣颗粒的添加速率为0.6g/s；
多孔炉渣颗粒的制备方法为：首先，按照固液比为1mg:4ml的比例将炉渣与水混合，在23℃的温度条件下搅拌均质处理0.8h，得到预混液，然后，向预混液中添加相对于预混液重量20%的盐酸溶液，盐酸溶液的质量分数为3%，通过盐酸溶液将炉渣表面刻蚀形成多个孔洞和沟壑，并经过振荡、过滤、离心以及烘干处理后得到多孔炉渣颗粒。
实施例6
本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于：
所述步骤S1-1中，向第一水洗罐中添加飞灰和水后，在搅拌的同时，向第一水洗罐中添加相对于水灰混合物总重量10wt%的多孔炉渣颗粒，且所述多孔炉渣颗粒的添加速率为0.8g/s；
多孔炉渣颗粒的制备方法为：首先，按照固液比为1mg:4ml的比例将炉渣与水混合，在25℃的温度条件下搅拌均质处理1h，得到预混液，然后，向预混液中添加相对于预混液重量20%的盐酸溶液，盐酸溶液的质量分数为4%，通过盐酸溶液将炉渣表面刻蚀形成多个孔洞和沟壑，并经过振荡、过滤、离心以及烘干处理后得到多孔炉渣颗粒。
实施例7
本实施例与实施例6基本相同，不同之处在于：
步骤S2中，上清液泵入蒸发结晶系统进行脱盐处理前，先进行如下处理：
S2-1、将上清液经过过滤后，采用序批式好氧/缺氧运行方法进行生化反应 、膜过滤处理后，通入纳滤装置内进行纳滤处理，除去上清液中的大分子有机物和高价离子后，得到纳滤产水和浓缩水，然后，将浓缩水收集并干化处理；
S2-2、按照重量比为8:1:1的比例将纳滤产水、H2O2以及Fe2(SO4)3混合，并采用机械搅拌和超声波搅拌结合的方式搅拌处理30min，进行氧化反应，除去纳滤产水中的剩余有机物后，得到氧化产水和沉淀物，然后，将氧化反应后得到的沉淀物进行回收处理，其中，机械搅拌的搅拌速度为200r/min，超声波搅拌器的频率为30KH；
S2-3、按照重量比为8:1:1:2的比例向氧化产水中添加镁氧混和剂、NaOH溶液以及Fe2(SO4)3混合搅拌30min，进行化学反应，除去氧化产水中的无机杂质后，得到除杂后的上清液，其中，镁氧混和剂由氯化镁、氯化铵、氨水按照固液比为1mg:1mg:10ml的比例混和制成的透明无色溶液，NaOH溶液的浓度为10wt%，氨水浓度为5mg/m3；
纳滤装置的截留分子量为180nm，操作压力为20bar。
实施例8
本实施例与实施例6基本相同，不同之处在于：
步骤S2中，上清液泵入蒸发结晶系统进行脱盐处理前，先进行如下处理：
S2-1、将上清液经过过滤后，采用序批式好氧/缺氧运行方法进行生化反应 、膜过滤处理后，通入纳滤装置内进行纳滤处理，除去上清液中的大分子有机物和高价离子后，得到纳滤产水和浓缩水，然后，将浓缩水收集并干化处理；
S2-2、按照重量比为8:1:1的比例将纳滤产水、H2O2以及Fe2(SO4)3混合，并采用机械搅拌和超声波搅拌结合的方式搅拌处理35min，进行氧化反应，除去纳滤产水中的剩余有机物后，得到氧化产水和沉淀物，然后，将氧化反应后得到的沉淀物进行回收处理，其中，机械搅拌的搅拌速度为250r/min，超声波搅拌器的频率为40KH；
S2-3、按照重量比为8:1:1:2的比例向氧化产水中添加镁氧混和剂、NaOH溶液以及Fe2(SO4)3混合搅拌35min，进行化学反应，除去氧化产水中的无机杂质后，得到除杂后的上清液，其中，镁氧混和剂由氯化镁、氯化铵、氨水按照固液比为1mg:1mg:10ml的比例混和制成的透明无色溶液，NaOH溶液的浓度为13wt%，氨水浓度为6mg/m3；
纳滤装置的截留分子量为185nm，操作压力为23bar。
实施例9
本实施例与实施例6基本相同，不同之处在于：
步骤S2中，上清液泵入蒸发结晶系统进行脱盐处理前，先进行如下处理：
S2-1、将上清液经过过滤后，采用序批式好氧/缺氧运行方法进行生化反应、膜过滤处理后，通入纳滤装置内进行纳滤处理，除去上清液中的大分子有机物和高价离子后，得到纳滤产水和浓缩水，然后，将浓缩水收集并干化处理；
S2-2、按照重量比为8:1:1的比例将纳滤产水、H2O2以及Fe2(SO4)3混合，并采用机械搅拌和超声波搅拌结合的方式搅拌处理40min，进行氧化反应，除去纳滤产水中的剩余有机物后，得到氧化产水和沉淀物，然后，将氧化反应后得到的沉淀物进行回收处理，其中，机械搅拌的搅拌速度为300r/min，超声波搅拌器的频率为50KH；
S2-3、按照重量比为8:1:1:2的比例向氧化产水中添加镁氧混和剂、NaOH溶液以及Fe2(SO4)3混合搅拌40min，进行化学反应，除去氧化产水中的无机杂质后，得到除杂后的上清液，其中，镁氧混和剂由氯化镁、氯化铵、氨水按照固液比为1mg:1mg:10ml的比例混和制成的透明无色溶液，NaOH溶液的浓度为15wt%，氨水浓度为8mg/m3；
纳滤装置的截留分子量为190nm，操作压力为25bar。
实施例10
本实施例与实施例9基本相同，不同之处在于：
蒸发结晶系统采用本发明设计的结构，包括依次连接的3个蒸发罐1、结晶单元2以及干燥单元3，各个蒸发罐1之间、蒸发罐1与结晶单元2之间、以及结晶单元2与干燥单元3之间均设有输料泵4，每个蒸发罐1上均设有进入口10、冲刷口11以及蒸汽出口12，冲刷口11与进入口10连接，且连接处设有循环泵14，进入口10处设有流量计100，蒸汽出口12处设有温度计120，每个蒸发罐1侧壁与对应蒸汽出口12之间通过循环管路连接，且连接处设有冷凝器15；
冲刷口11有5个，且均匀分布在每个蒸发罐1侧壁，各个冲刷口11上均设有连接支管110，进入口10与各个连接支管110之间通过连接总管111连接，每个冲刷口11内壁均设有导流槽112；
将所述飞灰水洗脱盐工艺应用于生活垃圾焚烧所产生的飞灰处理中。
使用时，将上清液依次经过多个蒸发罐1分别进行蒸发浓缩，浓缩后各个蒸发罐1内的晶浆被输料泵4泵入结晶单元2中进行降温结晶，离心后进入干燥单元3干燥，浓缩后的液体经冲刷口11、连接总管111以及循环泵14重新进入蒸发罐1，将底部形成的结垢冲散并继续蒸发，避免结垢，浓缩后的蒸汽经蒸汽出口12流出，并通过冷凝器15冷凝后重新进入蒸发罐1内重新利用，在蒸汽通过蒸汽出口12时，还可通过温度计120检测蒸汽温度，当温度偏高时，增加蒸发罐1的给水流量，减少蒸汽量的产生，当温度偏低时，减少蒸发罐1的给水流量，增加蒸汽量的产生。
试验例
利用现有技术和实施例1-10的水洗脱盐方法对焚烧飞灰分别进行水洗脱氯，得到的Cl-的去除率如表1：
表1：现有技术和实施例1-10的Cl-的去除效果表
分组 处理前洗液Cl<sup>-</sup>浓度（mg·L<sup>-1</sup>） 处理后水洗液Cl<sup>-</sup>浓度（mg·L<sup>-1</sup>） Cl<sup>-</sup>的去除率
现有技术 14652 9641.016 34.2%
实施例1 14562 5883.048 59.6%
实施例2 15312 4915.152 67.9%
实施例3 14652 3868.128 73.6%
实施例4 15127 3600.226 76.2%
实施例5 14952 3005.352 79.9%
实施例6 14821 2193.508 85.2%
实施例7 15189 1321.443 91.3%
实施例8 15753 1197.228 92.4%
实施例9 15624 687.456 95.6%
实施例10 14561 276.659 98.1%
由表1可知，利用现有技术和实施例1-10的方法对飞灰进行水洗脱盐时，实施例1-10的方法对Cl-的去除率更高，说明本发明实施例的方法的脱盐效果优于现有技术。
通过对比实施例1-3可知，在飞灰水洗脱盐的过程中，实施例3的相关参数对飞灰水洗脱盐处理效果最佳，因此，实施例3的方案优于实施例1和2。
通过对比实施例3与实施例6可知，多孔炉渣颗粒的多孔结构可增加固体物质总体重量，起到一定的助滤作用，从而提高飞灰与液体之间的分离效率，可加速飞灰中氯离子的脱出，从而提高Cl-的去除率，因此，实施例6的方案优于实施例3。
通过对比实施例6与实施例9可知，通过在纳滤前进行相关净化处理，可减低纳滤进水浊度，避免纳滤膜的堵塞，从而提高系统整体Cl-的去除率，实施例9的方案优于实施例6。
通过对比实施例9与实施例10可知本发明的蒸发结晶系统与现有技术相比，通过控制蒸发管产生的蒸汽温度来调节蒸汽量，提高系统超温导致的系统安全问题的同时，也提高了系统整体Cl-的去除率，实施例10的方案优于实施例9。
对实施例1-10进行比较发现，利用实施例10的方法对飞灰进行水洗脱盐时，Cl-的去除率更高，说明实施例10为最佳实施例。

Claims (4)

1.飞灰水洗脱盐工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、飞灰预处理
S1-1、按照水灰比为2:1的重量比例将水和飞灰在第一水洗罐中混合，并使用磁力搅拌器以2500-3000r/min的转速搅拌水洗10-15min，得到水灰混合物，然后向第一水洗罐中添加相对于水灰混合物总重量3-4wt%的磷酸，继续搅拌20-25min后得到混合浆液，并对混合浆液采用间歇通电的方式加速氯离子迁移和聚集，最后，将混合浆液通入真空过滤机中过滤脱水后，得到第一滤液和第一滤渣；
S1-2、将上述第一滤渣送入第二水洗罐中，采用步骤S1-1同样的方法进行第二次处理，并过滤脱水后，得到第二滤液和第二滤渣，然后，将第二滤液回流至第一水洗罐中，重复使用，将第二滤渣送入第三水洗罐内，采用步骤S1-1同样的方法进行第三次处理，并过滤脱水后，得到第三滤液和第三滤渣，并将第三滤液回流至第二水洗罐中，重复使用；
S2、蒸发结晶
将上述第一滤液泵送至换热器中预热后，通过除气器进行除气，得到上清液，然后将上清液泵入蒸发结晶系统中进行脱盐处理，同时，检测蒸发结晶系统出口处蒸汽温度，当温度＞80℃时，增加蒸发结晶系统入口的给水流量，减少蒸发结晶系统的蒸发管产生的蒸汽量，当温度≤80℃时，减少蒸发结晶系统入口的给水流量，增加蒸发结晶系统的蒸发管产生的蒸汽量，然后，将结晶出的盐储存备用，蒸发出的水蒸汽冷凝后，重新再进入蒸发结晶系统内循环利用；
S3、煅烧
收集上述第三滤渣，并通过输送设备输送至水泥窑进行煅烧，将煅烧后的第三滤渣用于制备水泥；按重量百分比计，所述水泥中煅烧后的第三滤渣的含量为12-25%;
所述步骤S1-1中，间歇通电的具体过程为：
S1-1-1、向混合浆液内通入直流电流15-20min，断电后静置，并进行固液分离，得到固体和液体；
S1-1-2、向步骤S1-1-1中分离后的液体中恢复通电35-40min，断电后静置，重复固液分离，得到固体和液体；
S1-1-3、向步骤S1-1-2中分离后的液体中恢复通电50-60min，断电后静置，重复固液分离后，得到固体和液体，将得到的液体进行蒸发结晶脱盐处理，将固体与上述步骤S1-1-1、S1-1-2中得到的固体一起送入第二水洗罐中；
以上步骤S1-1-1、S1-1-2、S1-1-3中，所通入的直流电流的电流平均密度均为0.005-0.008mA/cm2，电压均为50-80mV；
所述步骤S1-1中，向第一水洗罐中添加飞灰和水后，在搅拌的同时，向第一水洗罐中添加相对于水灰混合物总重量5-10wt%的多孔炉渣颗粒，且所述多孔炉渣颗粒的添加速率为0.5-0.8g/s；
所述多孔炉渣颗粒的制备方法为：首先，按照固液比为1mg:4ml的比例将炉渣与水混合，在20-25℃的温度条件下搅拌均质处理0.5-1h，得到预混液，然后，向预混液中添加相对于预混液重量20%的盐酸溶液，盐酸溶液的质量分数为2-4%，通过盐酸溶液将炉渣表面刻蚀形成多个孔洞和沟壑，并经过振荡、过滤、离心以及烘干处理后得到多孔炉渣颗粒；
所述步骤S2中，上清液泵入蒸发结晶系统进行脱盐处理前，先进行如下处理：
S2-1、将上清液经过过滤后，采用序批式好氧/缺氧运行方法进行生化反应 、膜过滤处理后，通入纳滤装置内进行纳滤处理，除去上清液中的大分子有机物和高价离子后，得到纳滤产水和浓缩水，然后，将浓缩水收集并干化处理；
S2-2、按照重量比为8:1:1的比例将纳滤产水、H2O2以及Fe2(SO4)3混合，并采用机械搅拌和超声波搅拌结合的方式搅拌处理30-40min，进行氧化反应，除去纳滤产水中的剩余有机物后，得到氧化产水和沉淀物，然后，将氧化反应后得到的沉淀物进行回收处理，其中，机械搅拌的搅拌速度为200-300r/min，超声波搅拌器的频率为30-50KH；
S2-3、按照重量比为8:1:1:2的比例向氧化产水中添加镁氧混和剂、NaOH溶液以及Fe2(SO4)3混合搅拌30-40min，进行化学反应，除去氧化产水中的无机杂质后，得到除杂后的上清液，其中，镁氧混和剂由氯化镁、氯化铵、氨水按照固液比为1mg:1mg:10ml的比例混和制成的透明无色溶液，NaOH溶液的浓度为10-15wt%，氨水浓度为5-8mg/m3；
所述步骤S2-1中，纳滤装置的截留分子量为180-190nm，操作压力范围为20-25bar。
2.根据权利要求1所述的飞灰水洗脱盐工艺，其特征在于，所述蒸发结晶系统包括依次连接的多个蒸发罐（1）、结晶单元（2）以及干燥单元（3），各个蒸发罐（1）之间、蒸发罐（1）与结晶单元（2）之间、以及结晶单元（2）与干燥单元（3）之间均设有输料泵（4），每个蒸发罐（1）上均设有进入口（10）、冲刷口（11）、蒸汽出口（12）以及出口（13），所述冲刷口（11）与进入口（10）连接，且连接处设有循环泵（14），进入口（10）处设有流量计（100），所述蒸汽出口（12）处设有温度计（120），每个蒸发罐（1）侧壁与对应蒸汽出口（12）之间通过循环管路连接，且连接处设有冷凝器（15）。
3.根据权利要求2所述的飞灰水洗脱盐工艺，其特征在于，所述冲刷口（11）有多个，且均匀分布在每个蒸发罐（1）侧壁，各个冲刷口（11）上均设有连接支管（110），所述进入口（10）与各个所述连接支管（110）之间通过连接总管（111）连接，每个冲刷口（11）内壁均设有导流槽（112）。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的飞灰水洗脱盐工艺的应用，其特征在于，将所述飞灰水洗脱盐工艺应用于生活垃圾焚烧所产生的飞灰处理中。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115744954A (zh) * 2022-10-20 2023-03-07 中南大学 一种垃圾焚烧飞灰固碳同步合成碳酸钙及降解二噁英的方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002338312A (ja) * 1997-07-14 2002-11-27 Taiheiyo Cement Corp セメント原料化処理方法
CN101817650A (zh) * 2010-05-04 2010-09-01 北京市琉璃河水泥有限公司 一种水泥窑协同处理生活垃圾焚烧飞灰的方法
CN105107821A (zh) * 2015-08-25 2015-12-02 湖州森诺膜技术工程有限公司 一种垃圾飞灰水泥窑协同处置和水资源化处置方法
CN110935710A (zh) * 2019-11-13 2020-03-31 航天环境工程有限公司 一种生活垃圾焚烧飞灰水洗脱盐处理系统、方法和应用
CN111266394A (zh) * 2020-03-26 2020-06-12 广州派安环保科技有限公司 一种垃圾焚烧飞灰高效脱氯剂和脱氯方法及装置
CN111589837A (zh) * 2020-04-12 2020-08-28 北京锐上思环保科技有限公司 一种飞灰水洗预处理强化脱盐方法
CN111957065A (zh) * 2020-07-21 2020-11-20 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统及其应用方法
CN113105138A (zh) * 2021-04-16 2021-07-13 北京中科国润环保科技有限公司 垃圾焚烧飞灰水洗脱氯和水洗液蒸发分质结晶的处理方法及系统
CN113578937A (zh) * 2021-09-07 2021-11-02 深圳市泓达环境科技有限公司 一种垃圾焚烧发电飞灰处理方法及处理设备

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002338312A (ja) * 1997-07-14 2002-11-27 Taiheiyo Cement Corp セメント原料化処理方法
CN101817650A (zh) * 2010-05-04 2010-09-01 北京市琉璃河水泥有限公司 一种水泥窑协同处理生活垃圾焚烧飞灰的方法
CN105107821A (zh) * 2015-08-25 2015-12-02 湖州森诺膜技术工程有限公司 一种垃圾飞灰水泥窑协同处置和水资源化处置方法
CN110935710A (zh) * 2019-11-13 2020-03-31 航天环境工程有限公司 一种生活垃圾焚烧飞灰水洗脱盐处理系统、方法和应用
CN111266394A (zh) * 2020-03-26 2020-06-12 广州派安环保科技有限公司 一种垃圾焚烧飞灰高效脱氯剂和脱氯方法及装置
CN111589837A (zh) * 2020-04-12 2020-08-28 北京锐上思环保科技有限公司 一种飞灰水洗预处理强化脱盐方法
CN111957065A (zh) * 2020-07-21 2020-11-20 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统及其应用方法
CN113105138A (zh) * 2021-04-16 2021-07-13 北京中科国润环保科技有限公司 垃圾焚烧飞灰水洗脱氯和水洗液蒸发分质结晶的处理方法及系统
CN113578937A (zh) * 2021-09-07 2021-11-02 深圳市泓达环境科技有限公司 一种垃圾焚烧发电飞灰处理方法及处理设备

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