CN114716165A - 一种飞灰多级水洗集成系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种飞灰多级水洗集成系统，其包括预混单元、分离单元与清洗单元，通过逆流循环梯度水洗技术脱除飞灰中的氯盐，多级水洗集成处理工艺在去除飞灰中氯盐的工业应用中已取得显著效果。多级水洗集成系统具有不用加絮凝剂，塔式保护，容错功能，药剂用量少，自动化程度高用水量少，能耗低，占地少等特点，可以安全有效处理、处置垃圾焚烧飞灰造成的环境及社会问题，同时系统循环水洗均能够实现系统闭环，保障水的利用率，提高水洗效率，降低废水产生。
Description
技术领域
本发明实施例涉及垃圾处理飞灰资源化处理技术领域，具体涉及一种飞灰多级水洗集成系统。
背景技术
焚烧垃圾处理产生的高危害性的焚烧飞灰，因其含有重金属、二噁英等有害物质，故被明确规定为危险废物(HW18)。飞灰中氯盐质量分数高、易溶解，直接填埋容易污染周围水体，且飞灰垃圾场渗滤液具有潜在的遗传毒性，会对植被和人的健康产生不利影响。
飞灰中CaO、SiO2、Al2O3玻璃相含量高，可用作水泥生产原材料，但是飞灰中氯盐含量高，直接送水泥窑煅烧不仅会产生水泥生产设备腐蚀、结皮等大量问题，同时会对水泥生产质量产生影响，因此必须对飞灰进行预处理降低氯盐含量，而且飞灰中含有的高含量的氯盐，不利于水泥熟料的煅烧和陶粒制品的烧制，故在对垃圾焚烧飞灰进行资源化利用前，须对飞灰进行相应的预处理。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种飞灰多级水洗集成系统，包括预混单元、分离单元与清洗单元
预混单元：包括飞灰计量罐、预混罐与打浆罐，所述飞灰计量罐通过一螺旋输送机连接预混罐，所述预混罐连接一级打浆罐，所述一级打浆罐通过卧螺机连接二级打浆罐，所述卧螺机的液相连接水净化供水罐，所述水净化供水罐连接水洗液净化系统；
分离单元：包括压缩站与压滤组件，所述压缩站包括压缩机及储气罐，所述储气罐连接所述压滤组件；
清洗单元：包括水箱与洗涤箱；
所述二级打浆罐连接压滤组件的入口，所述压滤组件的固相出口连接另一螺旋输送机，所述螺旋输送机的固相端连接固体收集装置，所述螺旋输送机的液相端连接三级打浆罐，所述三级打浆罐的出口连接压滤组件的入口，所述压滤组件的液相出口分别连接化灰水箱与一次洗涤箱，所述化灰水箱连接预混罐，所述一次洗涤箱连通压滤组件。
进一步地，所述三级打浆罐的出口还连接暂存水箱，所述暂存水箱通过中间水箱连接压滤组件。
进一步地，所述暂存水箱与压滤组件之间还设有中间水箱，所述一次洗涤箱通过中间水箱连接所述压滤组件的回流口。
进一步地，所述分离单元包括至少两套结构，且压滤组件的液相出口还分别连接二级水箱与二次洗涤箱，所述二级水箱连接所述二级打浆罐，二次洗涤箱通过中间水箱连接压滤组件的回流口。
进一步地，所述压滤组件包括塔式压滤机以及液压站，所述塔式压滤机还连接内循环式的清洗水箱和挤压水箱，所述清洗水箱和挤压水箱通过外部的补水设施补水。
进一步地，该系统还包括清水洗涤箱，所述清水洗涤箱连接中间水箱，所述清水洗涤箱通过外部的补水设施补水，且清水洗涤箱的底部设有称重模块。
进一步地，所述清水洗涤箱还连接清洗水箱、挤压水箱以及三级打浆罐。
进一步地，所述水净化供水罐连接地沟网，该系统还包括电动葫芦，所述电动葫芦设置在预混单元位置顶侧。
一种飞灰多级水洗方法，利用如权利要求1-8任一项所述的飞灰多级水洗集成系统，包括如下工艺步骤；
飞灰经过飞灰计量仓计量输送至预混罐，然后在一级打浆罐中水与灰充分混合制浆，飞灰中的可溶解盐溶于灰浆中经一级打浆泵泵入卧螺机进行固液分离，分离出来的灰进入二级打浆罐制浆；制浆后的浆液泵送至塔式压滤机进行固液分离和水洗，合格的灰饼输送出系统进行下一步处理；不合格的灰饼输送至打浆罐可继续制浆再进入塔式压滤机固液分离和水洗；
由卧螺机分离出来的水洗液进入水处理系统；塔式压滤机脱除出来的一级压滤水作为预混罐的水源进行制浆；二级压滤水作为二级打浆罐的水源进行制浆；之后的每一级洗涤滤饼后的水洗液作为上一级水洗箱的水源，完成对飞灰灰饼的多级水洗涤；最后一级水洗的冷凝水来自蒸发结晶制盐系统和少量补充水。
进一步地，上述步骤中塔式压滤机的二级滤液脱出时应该关闭上级及下级的水箱或洗涤箱。
根据本发明的实施方式，该系统具有如下优点：其包括预混单元、分离单元与清洗单元，通过逆流循环梯度水洗技术脱除飞灰中的氯盐，多级水洗集成处理工艺在去除飞灰中氯盐的工业应用中已取得显著效果。多级水洗集成系统具有不用加絮凝剂，塔式保护，容错功能，药剂用量少，自动化程度高用水量少，能耗低，占地少等特点，可以安全有效处理、处置垃圾焚烧飞灰造成的环境及社会问题，同时系统循环水洗均能够实现系统闭环，保障水的利用率，提高水洗效率，降低废水产生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的飞灰多级水洗集成系统的实施系统结构图；
图2为本发明实施例提供的飞灰多级水洗方法的工艺流程图。
图中：1、飞灰计量罐；2、预混罐；3、一级打浆罐；4、二级打浆罐；5、三级打浆罐；6、卧螺机；7、一级打浆泵；8、二级打浆泵；9、三级打浆泵；10、螺旋输送机；11、塔式压滤机；12、液压站；13、清洗水箱；14、挤压水箱；15、化灰水箱；16、一次洗涤箱；17、二级水箱；18、二次洗涤箱；19、暂存水箱；20、中间水箱；21、清水洗涤箱；22、称重模块；23、空压机；24、储气罐；25、水净化供水罐；26、地沟网。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1所示，其示出了本发明实施例提供的飞灰多级水洗集成系统的实施系统结构，通过逆流水洗、多级提浓、集成式压滤，在保证高自动化程度的同时极大的降低了能耗和占地。整个飞灰多级水洗集成系统，包括预混单元、分离单元与清洗单元，
具体的结构中，预混单元：包括飞灰计量罐1、预混罐2与打浆罐，
分离单元：包括压缩站与压滤组件，压缩站包括空压机23及储气罐24，储气罐24连接压滤组件，空压机23提供压缩气源并存储至储气罐24中，为塔式压滤机11提供压缩气；
清洗单元：包括水箱与洗涤箱；
其中，压滤组件包括塔式压滤机11以及液压站12，塔式压滤机11还连接内循环式的清洗水箱13和挤压水箱14，清洗水箱13和挤压水箱14通过外部的补水设施补水，液压站12、清洗水箱13以及挤压水箱14均于塔式压滤机11配合工作，在塔式压滤机运行过程中，以及运行结束后提供部件降温以及补水，液压站12通过外部的冷却水冷却。
该水洗系统，通过不同装置的结构设置，能够极大地改善和提高飞灰水洗的处理效率，同时系统基本实现了水流的内循环利用，提高工作效率的同时，避免能源浪费以及污染外部环境。
飞灰送入飞灰计量罐1，飞灰计量罐1通过一螺旋输送机10连接预混罐2，飞灰计量罐1的顶部连接外部设置的收尘装置，预混罐2将飞灰与水混合，并输送至一级打浆罐3，一级打浆罐3通过一级打浆泵7将混合料输送至卧螺机6进行固液分离，卧螺机6的固相出口连接二级打浆罐4，卧螺机6的液相出口连接水净化供水罐25，水净化供水罐25连接水洗液净化系统；
具体的，二级打浆罐4内的浆液通过二级打浆泵8泵入塔式压滤机内11进行固液分离，塔式压滤机11的一级压滤水进入化灰水箱15，滤饼留在塔式压滤机11内继续洗涤，化灰水箱15内的含盐溶液逆流进入预混罐与原灰混合制浆；一次洗涤箱16通过中间水箱20连接塔式压滤机11对滤饼进行洗涤，洗涤后的二级压滤水进入二级水箱17，二级水箱17内的含盐溶液通过泵送逆流进入二级打浆罐4与卧螺机6分离的固相进行混合制浆；二次洗涤箱18通过中间水箱20连接塔式压滤机11对滤饼进行再次洗涤，洗涤后的三级压滤水进入一次洗涤箱16；清水洗涤箱21通过中间水箱20连接塔式压滤机11对滤饼进行第三次洗涤，洗涤后的四级压滤水进入二次洗涤箱18；清水洗涤箱的水源来自于蒸发结晶制盐系统和少量补充水。塔式压滤机11的固液分离的泥饼经过螺旋输送机10后合格的泥饼通过皮带机传输至固体收集装置或者水泥窑内，不合格的泥饼进入三级打浆罐5内制浆继续进入塔式压滤机11进行固液分离和水洗。
暂存水箱19与压滤组件之间还设有中间水箱20，二级水箱17、一次洗涤箱16及二次洗涤箱18均通过中间水箱20连接压滤组件的回流口。中间水箱20用于平衡二级水箱17、一次洗涤箱16及二次洗涤箱18回流的洗涤液的容量保障其能够维持在塔式压滤机11工作的溶液量的要求，即与三级打浆罐5中的浆料容量相同。
在以上的分离结构中，分离单元包括至少两套结构，即二级打浆罐4、塔式压滤机11、三级打浆罐5均为双线或者多线工作，其一是能够提高处理飞灰的效率，更重要的是，能够时刻满足二级水箱17、一次洗涤箱16及二次洗涤箱18内的水洗液容量充足，即满足单次回流水洗需要的水洗液的容量。
具体的结构中，三级打浆罐5的出口还连接暂存水箱19，暂存水箱19通过中间水箱20连接压滤组件，暂存水箱19的设置同样为了弥补单次循环中中间水箱20的容量不足。
在优选的实施例中，清水洗涤箱21通过外部的补水设施补水，且清水洗涤箱21的底部设有称重模块22，其能够根据混合比例进行补水。
其中，清水洗涤箱21还连接清洗水箱13、挤压水箱14以及三级打浆罐5，其能够为其提供水流，保障塔式压滤机11的正常运行，以及确保三级打浆罐5内的泥饼充分制浆。
最后，水净化供水罐25连接地沟网26，该系统还包括电动葫芦，电动葫芦设置在预混单元位置顶侧，其中，多个水箱及泵体也连接地沟网26，用于在系统最终清洗过程中除去系统设备内部的残留，如化灰水箱15、二级水箱17、一次洗涤箱16、二次洗涤箱18、中间水箱20、暂存水箱19、清水洗涤箱21以及相应的泵体每一个供水、储水部件的进水、出水管线上均设置电磁阀。
实施例2
如图2所示，其示出了本发明实施例提供的飞灰多级水洗方法的工艺流程，包括飞灰计量罐1、预混罐2、打浆罐、水箱及洗涤箱，飞灰计量罐1通过一螺旋输送机10连接预混罐2，预混罐2连接一级打浆罐3，一级打浆罐3通过卧螺机6连接二级打浆罐4，卧螺机6的液相连接水净化供水罐25，水净化供水罐25连接水洗液净化系统，卧螺机6的固液混合端连接塔式压滤机11的入口，塔式压滤机11的固相出口连接另一螺旋输送机10，螺旋输送机10的固相端连接固体收集装置，螺旋输送机10的液相端连接三级打浆罐5，三级打浆罐5的出口连接塔式压滤机11的入口，塔式压滤机11的液相出口分别连接化灰水箱15与一次洗涤箱16，化灰水箱15连接预混罐2，一次洗涤箱16连通塔式压滤机11。
本发明的工艺流程如下
飞灰：由飞灰储存系统来的飞灰经过飞灰计量仓计量输送至预混罐2，然后在一级打浆罐3中水与灰充分混合制浆，飞灰中的可溶解盐溶于灰浆中经一级打浆泵7泵入卧螺机6进行固液分离，分离出来的灰进入二级打浆罐4制浆；制浆后的浆液泵送至塔式压滤机11进行固液分离和水洗，合格的灰饼输送出系统进行下一步处理；不合格的灰饼输送至打浆罐可继续制浆再进入塔式压滤机11固液分离和水洗，以此循环，可实现水洗工艺中脱水得到含水率不大于35％、氯含量不大于1％的脱氯飞灰，脱水完成后的脱氯飞灰装袋至其他车间存储和直接外送。其中，脱水设备具备无须人工值守的自动连续操作性能。
水洗液：由卧螺机6分离出来的水洗液进入下一单元的水处理系统；塔式压滤机11脱除出来的一级压滤水作为预混罐2的水源进行制浆；二级压滤水作为二级打浆罐4的水源进行制浆；之后的每一级洗涤滤饼后的水洗液作为上一级水洗箱的水源，完成对飞灰灰饼的多级水洗涤；最后一级水洗的冷凝水来自蒸发结晶制盐系统和少量补充水。
具体的，塔式压滤机11的二级滤液脱出时应该关闭上级及下级的水箱或洗涤箱，即在一次水洗过程中，塔式压滤机11的第一次脱出的滤液流出时，一次洗涤箱16与二次洗涤箱18对应的电磁阀关闭，二级水箱17的滤液回流至二级打浆罐4制浆，进入塔式压滤机11二次水洗，此时塔式压滤机11脱出的滤液流出时，化灰水箱15、二级水箱17以及二次洗涤罐对应的电磁阀关闭，滤液进入一次洗涤箱16后回流至塔式压滤机11，即实现反向逐级水洗的过程，从而达到充分水洗的目的。
飞灰多级水洗集成系统采用双线卧螺机6+塔式压滤机11的集成工艺组合形式，既利用卧螺机6的连续快速分离的优势，又利用塔式压滤机11的分离效果好，提浓方式简单易控的特点，通过塔式对卧螺机6的有效保护，取缔絮凝剂，实现了连续、快速、高效的分离除氯效果。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种飞灰多级水洗集成系统，其特征在于，包括预混单元、分离单元与清洗单元。
预混单元：包括飞灰计量罐、预混罐与打浆罐，所述飞灰计量罐通过一螺旋输送机连接预混罐，所述预混罐连接一级打浆罐，所述一级打浆罐通过卧螺机连接二级打浆罐，所述卧螺机的液相连接水净化供水罐，所述水净化供水罐连接水洗液净化系统；
分离单元：包括压缩站与压滤组件，所述压缩站包括空压机及储气罐，所述储气罐连接所述压滤组件；
清洗单元：包括水箱与洗涤箱；
所述二级打浆罐连接压滤组件的入口，所述压滤组件的固相出口连接另一螺旋输送机，所述螺旋输送机的固相端连接固体收集装置，所述螺旋输送机的液相端连接三级打浆罐，所述三级打浆罐的出口连接压滤组件的入口，所述压滤组件的液相出口分别连接化灰水箱与一次洗涤箱，所述化灰水箱连接预混罐，所述一次洗涤箱连通压滤组件。
2.如权利要求1所述的飞灰多级水洗集成系统，其特征在于，所述三级打浆罐的出口还连接暂存水箱，所述暂存水箱通过中间水箱连接压滤组件。
3.如权利要求2所述的飞灰多级水洗集成系统，其特征在于，所述暂存水箱与压滤组件之间还设有中间水箱，所述一次洗涤箱通过中间水箱连接所述压滤组件的回流口。
4.如权利要求3所述的飞灰多级水洗集成系统，其特征在于，所述分离单元包括至少两套结构，且压滤组件的液相出口还分别连接二级水箱与二次洗涤箱，所述二级水箱连接所述二级打浆罐，二次洗涤箱通过中间水箱连接压滤组件的回流口。
5.如权利要求4所述的飞灰多级水洗集成系统，其特征在于，所述压滤组件包括塔式压滤机以及液压站，所述塔式压滤机还连接内循环式的清洗水箱和挤压水箱，所述清洗水箱和挤压水箱通过外部的补水设施补水。
6.如权利要求1所述的飞灰多级水洗集成系统，其特征在于，该系统还包括清水洗涤箱，所述清水洗涤箱连接中间水箱，所述清水洗涤箱通过外部的补水设施补水，且清水洗涤箱的底部设有称重模块。
7.如权利要求6所述的飞灰多级水洗集成系统，其特征在于，所述清水洗涤箱还连接清洗水箱、挤压水箱以及三级打浆罐。
8.如权利要求1所述的飞灰多级水洗集成系统，其特征在于，所述水净化供水罐连接地沟网，该系统还包括电动葫芦，所述电动葫芦设置在预混单元位置顶侧。
9.一种飞灰多级水洗方法，利用如权利要求1-8任一项所述的飞灰多级水洗集成系统，其特征在于，包括如下工艺步骤；
飞灰经过飞灰计量仓计量输送至预混罐，然后在一级打浆罐中水与灰充分混合制浆，飞灰中的可溶解盐溶于灰浆中经一级打浆泵泵入卧螺机进行固液分离，分离出来的灰进入二级打浆罐制浆；制浆后的浆液泵送至塔式压滤机进行固液分离和水洗，合格的灰饼输送出系统进行下一步处理；不合格的灰饼输送至三级打浆罐可继续制浆再进入塔式压滤机固液分离和水洗；
由卧螺机分离出来的水洗液进入水处理系统；塔式压滤机脱除出来的一级压滤水作为预混罐的水源进行制浆；二级压滤水作为二级打浆罐的水源进行制浆；之后的每一级洗涤滤饼后的水洗液作为上一级水洗箱的水源，完成对飞灰灰饼的多级水洗；最后一级水洗的冷凝水来自后端蒸发结晶制盐系统和少量补充水。
10.如权利要求9所述的飞灰多级水洗方法，其特征在于，上述步骤中塔式压滤机的二级滤液脱出时应该关闭上级及下级的水箱或洗涤箱。
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