CN115159554B - 一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收系统及其方法,系统包括固液反应釜、脱水机、滤液水箱、第一混沉池、第一中间水箱、第一树脂罐、贮存水箱、固液搅拌釜、清洗水箱、自动式刮刀卸料离心机、废水收集水箱、第二混沉池、第二中间水箱、第二树脂罐、纳滤膜系统组、第三树脂罐、浮选槽、浮选分离器、次氯酸钠发生器、次氯酸钠储槽,方法包括如下步骤:(1)固液混合;(2)氯化钙回收;(3)飞灰清洗;(4)熔融玻璃化;(5)高盐水资源化利用;(6)氯化盐回收。本发明的优点在于结合新型水洗脱氯与等离子体熔融处理飞灰,极大的减少传统水洗的能耗与占地,在实现玻璃化固定重金属的同时,实现利用飞灰中的钙硫固定与回收。

Description

一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收系统及其方法
技术领域
本发明涉及危险废物处理处置与资源化回收技术领域,特别涉及一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收系统及其方法。
背景技术
近年来,垃圾焚烧以其减量化、无害化、资源化的优势,逐步成为我国生活垃圾处理的主流趋势。但是焚烧过程产生的大量飞灰富含高浓度的氯盐、高含量且极易浸出的重金属和痕量的持久性有机污染物(二恶英、呋喃),被世界各国列为危险废弃物。
熔融固化可将飞灰减量化、无害化及资源化做到极致,是目前最先进的飞灰处置技术之一,等离子体熔融具备高效率处置飞灰而越来越受重视。但垃圾焚烧飞灰中存在大量的易溶性盐,主要以NaCl、KCl、MgCl2、ZnCl2、CaCl2等氯盐的形式存在,易溶盐的质量分数一般为15%-30%。高浓度的氯化物使飞灰处置时存在污染水体,增加重金属等污染物浸出的风险,如Pb、Zn、Hg、Cd等重金属,而且无机氯盐还会在等离子体熔融时随烟气挥发出来形成二次飞灰,造成二次污染,对固定化效果及资源化利用过程带来困难,因此飞灰中氯盐的危害不容忽视。
溶液清洗是一种高效简单的飞灰除氯工艺,将飞灰中的氯洗脱下来后可有效避免飞灰氯盐对等离子体熔融形成的二次飞灰污染,清洗后飞灰减容10-30%,有效降低熔融炉处理负荷与能耗,且避免氯在熔融炉中形成的酸性气体对炉体造成腐蚀,提升设备运行的稳定性及使用寿命。
中国专利CN201710905024.5与CN201510236605作为水洗飞灰系统,能有效脱除飞灰中的无机氯含量,但其工艺流程较多,且采用多次离心或板框脱水,所需设备较多,工艺较为复杂,且飞灰清洗经过多次转移,能耗相对较高。中国专利CN201710305558.4结合水洗与等离子体熔融处理飞灰,实现飞灰处理的无害化、减量化、资源化,但其飞灰水洗工艺所需水量较高,且其对脱氯的污染物的资源化回收未做说明。中国专利CN201410311507.9 利用焚烧烟气中高浓度的二氧化碳,与垃圾焚烧飞灰水洗液中的钙离子、重金属离子反应,生成钙-重金属复盐沉淀,实现水溶液的净化,但生成的复盐沉淀资源化范围较窄,且多效蒸发回收氯化钙能耗高,成本较高。
传统的飞灰水洗工艺具有如下缺点:
1、传统飞灰水洗工艺多采用多级的搅拌罐、离心或板框进行清洗与脱水,所需设备繁杂,工艺复杂,且离心机功率较大,能耗较高。
2、飞灰中含有大量的钙离子、硫酸盐及活性炭等,在传统的工艺中基本上采用无害化处理,如用碳酸钠脱钙,需要大量的碳酸钠,成本较高,且在炉中增加碳排放。
3、传统的水洗工艺将氯离子洗脱下后采用蒸发结晶的工艺,将盐蒸发结晶回收,需要大量的电耗或蒸汽,处理成本极高,且结晶盐附加值较低,应用市场较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收系统及其方法,结合新型水洗脱氯与等离子体熔融处理飞灰,采用过滤式离心机对飞灰浆料进行脱水与清洗,极大的减少传统水洗的能耗与占地,在等离子体熔融玻璃化固定重金属的同时,实现利用飞灰中的钙硫固定与回收。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收系统,其特征在于,包括固液反应釜、脱水机、滤液水箱、第一混沉池、第一中间水箱、第一树脂罐、贮存水箱、固液搅拌釜、清洗水箱、自动式刮刀卸料离心机、废水收集水箱、第二混沉池、第二中间水箱、第二树脂罐、纳滤膜系统组、第三树脂罐、浮选槽、浮选分离器、次氯酸钠发生器、次氯酸钠储槽,所述固液反应釜顶部的补水口与滤液水箱通过水泵连接,所述固液反应釜通过污泥泵与脱水机连接,所述脱水机的出液口与第一中间水箱连接,所述脱水机底部的滤饼出口与固液搅拌釜连接,所述滤液水箱通过废水提升泵与第一混沉池连接,所述第一混沉池出液口与第一中间水箱连接,所述第一混沉池底部污泥通过泵与固液搅拌釜连接,所述第一中间水箱经过提升泵与第一树脂罐连接,所述第一树脂罐与贮存水箱连接,所述固液搅拌釜顶部的补水口与清洗水箱、废水收集箱通过水泵连接,所述固液搅拌釜通过污泥泵与自动式刮刀卸料离心机连接,所述自动式刮刀卸料离心机通过清洗水泵与清洗水箱连接,所述自动式刮刀卸料离心机出液口与废水收集水箱连接,所述自动式刮刀卸料离心机底部的滤饼出口与外部的干燥设备及等离子体熔融系统连接,所述废水收集水箱通过废水提升泵与第二混沉池连接,所述第二混沉池出液口与第二中间水箱连接,所述第二混沉池底部污泥通过泵与固液搅拌釜连接,所述第二中间水箱经过提升泵与第二树脂罐的连接,所述第二树脂罐与第三树脂罐之间通过纳滤膜系统组连接,所述第三树脂罐与浮选槽连接,所述浮选槽、浮选分离器、次氯酸钠发生器与次氯酸钠储槽依次进行连接。
优选的,所述纳滤膜系统组包括第一纳滤膜系统、第二纳滤膜系统和第三纳滤膜系统,所述第二树脂罐与第一纳滤膜系统连接,所述第一纳滤膜系统浓水与第二纳滤膜系统连接,所述第一纳滤膜系统产水与第三纳滤膜系统连接,所述第二纳滤膜系统浓水与固液反应釜连接,所述第二纳滤膜系统产水与第三纳滤膜系统连接,所述第三纳滤膜系统浓水与第二中间水箱连接,所述第二纳滤膜系统产水与第三树脂罐连接。
优选的,所述干燥设备为真空耙式干燥机、桨叶干燥机或闪蒸干燥机。
一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收方法,其特征在于:具体包括如下步骤:
(1)固液混合:将飞灰与废盐酸按比例进入固液反应釜中搅拌,并调节混合液酸碱度,将飞灰混合充分后排入脱水机进行脱水,酸洗液部分回流至固液反应釜中提浓,控制酸洗液密度大于1.3,以保证氯化钠/氯化钾不溶于酸洗液中,酸洗液进入后续水处理进行处理,滤饼进入固液搅拌釜内进行清洗;
(2)氯化钙回收:酸洗液通过废水提升泵进入第一混沉池并加药脱除重金属,所得清液调节pH值进入第一树脂罐脱除残余重金属后通入贮存水箱中,制成氯化钙液体,氯化钙溶液>25%,氯化钠<5%;
(3)飞灰清洗:脱水机脱水后的滤饼进入固液搅拌釜中与水洗液混合搅拌,混合充分后高浓度混合料用供料泵输入自动式刮刀卸料离心机中,高盐过滤滤液排入废水收集水箱,控制自动式刮刀卸料离心机从进料速进入清洗速后打开清洗水泵,对自动式刮刀卸料离心机中的滤饼进行多次清洗,初期清洗液直接进入固液搅拌釜水洗飞灰,中期清洗液回流清洗水箱循环清洗,后期工业水或冷凝水直接清洗滤饼,保证滤饼含氯量,并提高分离离心速度,滤饼成低含水量,离心脱水后的滤饼经自动刮刀卸料后进入干燥机中干燥,将清洗后含氯的盐水收集后回流至固液搅拌釜复溶飞灰,且废水收集箱部分盐水回流至固液搅拌釜复溶飞灰以提高高盐水含盐量,减少外补水量;
(4)熔融玻璃化:脱水后的滤饼卸料后输入外部干燥机与造粒机,加入的添加剂制成的颗粒物质进入等离子体熔融炉高温熔融后熔渣冷却形成玻璃体;
(5)高盐水资源化利用:废水收集箱中水洗高盐水水进入第二混沉池,并加入混凝剂调理去除重金属,形成的重金属污泥脱水后委外处理,上层液流入第二中间水箱,进一步经过第二树脂罐脱出残余硫酸根后进入第一纳滤膜系统截留氯化钙,膜浓水进入第二纳滤膜系统中进一步提浓后浓液排入固液反应釜中回收氯化钙溶液,第一纳滤膜系统与第二纳滤膜系统产水进入第三纳滤膜系统后脱进一步脱除氯化钙,第三纳滤膜系统浓水回流至第二中间水箱,产水通过树脂软化后进入浮选槽;
(6)氯化盐回收:产水进入浮选槽,并加入浮选剂,浮选氯化钾,并通过浮选分离器将氯化钾分离出来,滤液后续进入次氯酸钠发生器中,电解形成次氯酸钠消毒剂。
优选的,所述(1)中将飞灰与废盐酸按比例按照1:0.5~5的质量比进入搅拌釜中搅拌,搅拌时间为10~120min,混合液pH值为3~13,飞灰与盐酸充分混合后排入脱水机,所述脱水机为沉降离心机、板框压滤机、真空带式过滤机、自动式刮刀卸料离心机中的一种或多种。
优选的,所述(1)中酸洗液密度大于1.3g/cm3,pH值为7~9。
优选的,所述(3)中滤饼清洗方式为多级清洗,滤液含盐量>15%,清洗液为无机废酸、无机废碱、水、氨水、氢氧化钠、碳酸钠溶液的一种或几种,滤饼干燥后的滤饼含水率为0~5%,滤饼干燥后的滤饼干基含氯量低于0.5%,飞灰整体洗脱率>50%。
优选的,所述(4)中添加剂为砂石、硅藻土、碳酸钠、硅酸钠中的一种或几种,所述造粒机的制粒粒径为1-300mm。
优选的,所述(5)中第二混沉池中pH值为8~10,混凝剂为氨水、氢氧化钠、硫化钠、重金属捕集剂中的一种或几种,第一纳滤膜系统、第二纳滤膜系统与第三纳滤膜系统的进料压为10~40 bar。
优选的,所述(6)中滤液中进料盐含量>15%,电流效率>85%。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
本发明根据氯化钙与氯化钠/氯化钾不同密度兑合液溶解度变化规律,通过迭代复溶,实现氯化钙与氯化钠/氯化钾的有效分离,制成氯化钙溶液产品,避免高温蒸发分盐工艺的高能耗,有效降低投资与运行成本,为飞灰水洗资源化回收提供新的途径。
本发明通过多级纳滤膜串并浓缩氯化钙,有效实现氯化钙与氯化钠/氯化钾的分离,并氯化钾浮选分离技术与次氯酸钠制备技术相结合,分离氯化钾与氯化钠,并将氯化钠溶液制成附加值更高的次氯酸钠溶液,不仅实现了低附加值氯化杂盐的资源化利用,还极大的降低了氯化盐蒸发结晶回收所需的耗能。
本发明引入无机废盐酸用于中和飞灰,使飞灰中大量的氢氧化钙、碳酸钙溶出,并通过迭代复溶提升浓度,转化为氯化钙产品,达到以废治废的效果,且飞灰酸溶后洗脱率远远高于传统飞灰水洗工艺,极大的降低后续飞灰高温熔融的成本。
本发明采用自动式刮刀卸料离心机的清洗方式对飞灰脱氯,飞灰搅拌后进入自动式刮刀卸料离心机中多次清洗,并优化盐水回流管路及利用途径,极大提升了高盐水含盐量,既有效减少清洗水量,又避免传统飞灰水洗脱氯的多级设备的复杂性。
附图说明
图1是发明中系统的连接结构示意图;
其中,1-固液反应釜,2-脱水机,3-滤液水箱,4-第一混沉池,5-第一中间水箱,6-第一树脂罐,7-贮存水箱,8-固液搅拌釜,9-清洗水箱,10-自动式刮刀卸料离心机,11-废水收集水箱,12-第二混沉池,13-第二中间水箱,14-第二树脂罐,15-第二纳滤膜系统,16-第一纳滤膜系统,17-第三纳滤膜系统,18-第三树脂罐,19-浮选槽,20-浮选分离器,21-次氯酸钠发生器,22-次氯酸钠储槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明,本实施例不构成对本发明的限制。
如图1所示的一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收系统,包括固液反应釜1、脱水机2、滤液水箱3、第一混沉池4、第一中间水箱5、第一树脂罐6、贮存水箱7、固液搅拌釜8、清洗水箱9、自动式刮刀卸料离心机10、废水收集水箱11、第二混沉池12、第二中间水箱13、第二树脂罐14、纳滤膜系统组、第三树脂罐18、浮选槽19、浮选分离器20、次氯酸钠发生器21、次氯酸钠储槽22,固液反应釜1顶部的补水口与滤液水箱3通过水泵连接,固液反应釜1通过污泥泵与脱水机2连接,脱水机2的出液口与第一中间水箱5连接,脱水机2底部的滤饼出口与固液搅拌釜8连接,滤液水箱3通过废水提升泵与第一混沉池4连接,第一混沉池4出液口与第一中间水箱5连接,第一混沉池4底部污泥通过泵与固液搅拌釜8连接,第一中间水箱5经过提升泵与第一树脂罐6连接,第一树脂罐6与贮存水箱7连接,固液搅拌釜8顶部的补水口与清洗水箱9、废水收集箱通过水泵连接,固液搅拌釜8通过污泥泵与自动式刮刀卸料离心机10连接,自动式刮刀卸料离心机10通过清洗水泵与清洗水箱9连接,自动式刮刀卸料离心机10出液口与废水收集水箱11连接,自动式刮刀卸料离心机10底部的滤饼出口与外部的干燥设备及等离子体熔融系统连接,干燥设备为真空耙式干燥机、桨叶干燥机或闪蒸干燥机,废水收集水箱11通过废水提升泵与第二混沉池12连接,第二混沉池12出液口与第二中间水箱13连接,第二混沉池12底部污泥通过泵与固液搅拌釜8连接,第二中间水箱13经过提升泵与第二树脂罐14的连接,第二树脂罐14与第三树脂罐18之间通过纳滤膜系统组连接,第三树脂罐18与浮选槽19连接,浮选槽19、浮选分离器20、次氯酸钠发生器21与次氯酸钠储槽22依次进行连接。
纳滤膜系统组包括第一纳滤膜系统16、第二纳滤膜系统15和第三纳滤膜系统17,第二树脂罐14与第一纳滤膜系统16连接,第一纳滤膜系统16浓水与第二纳滤膜系统15连接,第一纳滤膜系统16产水与第三纳滤膜系统17连接,第二纳滤膜系统15浓水与固液反应釜1连接,第二纳滤膜系统15产水与第三纳滤膜系统17连接,第三纳滤膜系统17浓水与第二中间水箱13连接,第二纳滤膜系统15产水与第三树脂罐18连接。
一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收方法,具体包括如下步骤:
(1)固液混合:将飞灰与废盐酸按1:0.5~5的质量比进入固液反应釜1中搅拌,并调节混合液酸碱度pH值为3~13,搅拌时间为10~120min,将飞灰混合充分后排入脱水机2进行脱水,脱水机2为沉降离心机、板框压滤机、真空带式过滤机、自动式刮刀卸料离心机10中的一种或多种,酸洗液密度大于1.3g/cm3,pH值为7~9,酸洗液部分排入滤液水箱3,控制酸洗液密度大于1.3,以保证氯化钠/氯化钾不溶于酸洗液中,若低于1.3则需将部分滤液通过泵送至固液反应釜11中继续反应提浓,酸洗液进入后续水处理进行处理,滤饼进入固液搅拌釜8内进行清洗。
(2)氯化钙回收:提浓后的酸洗液通过废水提升泵进入第一混沉池4并加药脱除重金属,所得清液调节pH值进入第一树脂罐6脱除残余重金属后通入贮存水箱7中,制成氯化钙液体,其氯化钙溶液>25%,氯化钠<5%。
(3)飞灰清洗:脱水机2脱水后将含有氯化钠、氯化钾等的滤饼进入固液搅拌釜8中与水洗液混合搅拌,混合充分后高浓度混合料用供料泵输入自动式刮刀卸料离心机10中,高盐过滤滤液排入废水收集水箱11,高盐过滤滤液含盐量>15%,控制自动式刮刀卸料离心机10从进料速进入清洗速后打开清洗水泵,对自动式刮刀卸料离心机10中的滤饼进行多次多级清洗,初期清洗液作为补水直接进入固液搅拌釜8水洗飞灰,中期清洗液回流清洗水箱9循环清洗,清洗液为无机废酸、无机废碱、水、氨水、氢氧化钠、碳酸钠溶液的一种或几种,后期工业水或冷凝水直接清洗滤饼,并提高离心分离速度,滤饼成低含水量,离心脱水后的滤饼经自动刮刀卸料后进入干燥机中干燥,滤饼干燥后的滤饼含水率为0~5%,滤饼干燥后的滤饼干基含氯量低于0.5%,将清洗后含氯的盐水收集后回流至固液搅拌釜8复溶飞灰,且废水收集箱部分盐水回流至固液搅拌釜8复溶飞灰以提高高盐水含盐量,减少外补水量,飞灰整体洗脱率>50%。
(4)熔融玻璃化:脱水后的滤饼卸料后输入外部干燥机与造粒机,造粒机的制粒粒径为1-300mm,加入的添加剂制成的颗粒物质进入等离子体熔融炉高温熔融后熔渣冷却形成玻璃体,添加剂为砂石、硅藻土、碳酸钠、硅酸钠中的一种或几种。
(5)高盐水资源化利用:废水收集箱中水洗高盐水水进入第二混沉池12,第二混沉池12中pH值为8~10,并加入混凝剂调理去除重金属,形成的重金属污泥脱水后委外处理,混凝剂为氨水、氢氧化钠、硫化钠、重金属捕集剂中的一种或几种,上层液流入第二中间水箱13,进一步经过第二树脂罐14脱出残余硫酸根后进入第一纳滤膜系统16截留氯化钙,控制进水压滤与回流比,实现氯化钙与氯化钠、氯化钾的分离,膜浓水进入第二纳滤膜系统15中进一步提浓后浓液排入固液反应釜1中回收氯化钙溶液,第一纳滤膜系统16与第二纳滤膜系统15产水进入第三纳滤膜系统17后脱进一步脱除氯化钙,第三纳滤膜系统17浓水回流至第二中间水箱13,产水通过第三树脂罐18树脂软化后进入浮选槽19,第一纳滤膜系统16、第二纳滤膜系统15与第三纳滤膜系统17的进料压为10~40 bar。
(6)氯化盐回收:产水进入浮选槽19,并加入浮选剂,浮选氯化钾,并通过浮选分离器20将氯化钾分离出来,滤液后续进入次氯酸钠发生器21中,电解形成次氯酸钠消毒剂,其中滤液中进料盐含量>15%,电流效率>85%。
本发明根据氯化钙与氯化钠/氯化钾不同密度兑合液溶解度变化规律,通过迭代复溶,实现氯化钙与氯化钠/氯化钾的有效分离,制成氯化钙溶液产品,避免高温蒸发分盐工艺的高能耗,有效降低投资与运行成本,为飞灰水洗资源化回收提供新的途径。
本发明通过多级纳滤膜串并浓缩氯化钙,有效实现氯化钙与氯化钠/氯化钾的分离,并氯化钾浮选分离技术与次氯酸钠制备技术相结合,分离氯化钾与氯化钠,并将氯化钠溶液制成附加值更高的次氯酸钠溶液,不仅实现了低附加值氯化杂盐的资源化利用,还极大的降低了氯化盐蒸发结晶回收所需的耗能。
本发明引入无机废盐酸用于中和飞灰,使飞灰中大量的氢氧化钙、碳酸钙溶出,并通过迭代复溶提升浓度,转化为氯化钙产品,达到以废治废的效果,且飞灰酸溶后洗脱率远远高于传统飞灰水洗工艺,极大的降低后续飞灰高温熔融的成本。
本发明采用自动式刮刀卸料离心机10的清洗方式对飞灰脱氯,飞灰搅拌后进入自动式刮刀卸料离心机10中多次清洗,并优化盐水回流管路及利用途径,极大提升了高盐水含盐量,既有效减少清洗水量,又避免传统飞灰水洗脱氯的多级设备的复杂性。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,不用于限制本发明,本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收系统,其特征在于,包括固液反应釜、脱水机、滤液水箱、第一混沉池、第一中间水箱、第一树脂罐、贮存水箱、固液搅拌釜、清洗水箱、自动式刮刀卸料离心机、废水收集水箱、第二混沉池、第二中间水箱、第二树脂罐、纳滤膜系统组、第三树脂罐、浮选槽、浮选分离器、次氯酸钠发生器、次氯酸钠储槽,所述固液反应釜顶部的补水口与滤液水箱通过水泵连接,所述固液反应釜通过污泥泵与脱水机连接,所述脱水机的出液口与第一中间水箱连接,所述脱水机底部的滤饼出口与固液搅拌釜连接,所述滤液水箱通过废水提升泵与第一混沉池连接,所述第一混沉池出液口与第一中间水箱连接,所述第一混沉池底部污泥通过泵与固液搅拌釜连接,所述第一中间水箱经过提升泵与第一树脂罐连接,所述第一树脂罐与贮存水箱连接,所述固液搅拌釜顶部的补水口与清洗水箱、废水收集箱通过水泵连接,所述固液搅拌釜通过污泥泵与自动式刮刀卸料离心机连接,所述自动式刮刀卸料离心机通过清洗水泵与清洗水箱连接,所述自动式刮刀卸料离心机出液口与废水收集水箱连接,所述自动式刮刀卸料离心机底部的滤饼出口与外部的干燥设备及等离子体熔融系统连接,所述废水收集水箱通过废水提升泵与第二混沉池连接,所述第二混沉池出液口与第二中间水箱连接,所述第二混沉池底部污泥通过泵与固液搅拌釜连接,所述第二中间水箱经过提升泵与第二树脂罐的连接,所述第二树脂罐与第三树脂罐之间通过纳滤膜系统组连接,所述第三树脂罐与浮选槽连接,所述浮选槽、浮选分离器、次氯酸钠发生器与次氯酸钠储槽依次进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收系统,其特征在于:所述纳滤膜系统组包括第一纳滤膜系统、第二纳滤膜系统和第三纳滤膜系统,所述第二树脂罐与第一纳滤膜系统连接,所述第一纳滤膜系统浓水与第二纳滤膜系统连接,所述第一纳滤膜系统产水与第三纳滤膜系统连接,所述第二纳滤膜系统浓水与固液反应釜连接,所述第二纳滤膜系统产水与第三纳滤膜系统连接,所述第三纳滤膜系统浓水与第二中间水箱连接,所述第二纳滤膜系统产水与第三树脂罐连接。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收系统,其特征在于:所述干燥设备为真空耙式干燥机、桨叶干燥机或闪蒸干燥机。
4.一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收方法,其特征在于:具体包括如下步骤:
(1)固液混合:将飞灰与废盐酸按比例进入固液反应釜中搅拌,并调节混合液酸碱度,将飞灰混合充分后排入脱水机进行脱水,酸洗液部分回流至固液反应釜中提浓,控制酸洗液密度大于1.3,以保证氯化钠/氯化钾不溶于酸洗液中,酸洗液进入后续水处理进行处理,滤饼进入固液搅拌釜内进行清洗;
(2)氯化钙回收:酸洗液通过废水提升泵进入第一混沉池并加药脱除重金属,所得清液调节pH值进入第一树脂罐脱除残余重金属后通入贮存水箱中,制成氯化钙液体,其氯化钙溶液>25%,氯化钠<5%;
(3)飞灰清洗:脱水机脱水后的滤饼进入固液搅拌釜中与水洗液混合搅拌,混合充分后高浓度混合料用供料泵输入自动式刮刀卸料离心机中,高盐过滤滤液排入废水收集水箱,控制自动式刮刀卸料离心机从进料速进入清洗速后打开清洗水泵,对自动式刮刀卸料离心机中的滤饼进行多次清洗,初期清洗液直接进入固液搅拌釜水洗飞灰,中期清洗液回流清洗水箱循环清洗,后期工业水或冷凝水直接清洗滤饼,保证滤饼含氯量,并提高分离离心速度,滤饼成低含水量,离心脱水后的滤饼经自动刮刀卸料后进入干燥机中干燥,将清洗后含氯的盐水收集后回流至固液搅拌釜复溶飞灰,且废水收集箱部分盐水回流至固液搅拌釜复溶飞灰以提高高盐水含盐量,减少外补水量;
(4)熔融玻璃化:脱水后的滤饼卸料后输入外部干燥机与造粒机,加入的添加剂制成的颗粒物质进入等离子体熔融炉高温熔融后熔渣冷却形成玻璃体;
(5)高盐水资源化利用:废水收集箱中水洗高盐水水进入第二混沉池,并加入混凝剂调理去除重金属,形成的重金属污泥脱水后委外处理,上层液流入第二中间水箱,进一步经过第二树脂罐脱出残余硫酸根后进入第一纳滤膜系统截留氯化钙,膜浓水进入第二纳滤膜系统中进一步提浓后浓液排入固液反应釜中回收氯化钙溶液,第一纳滤膜系统与第二纳滤膜系统产水进入第三纳滤膜系统后脱进一步脱除氯化钙,第三纳滤膜系统浓水回流至第二中间水箱,产水通过树脂软化后进入浮选槽;
(6)氯化盐回收:产水进入浮选槽,并加入浮选剂,浮选氯化钾,并通过浮选分离器将氯化钾分离出来,滤液后续进入次氯酸钠发生器中,电解形成次氯酸钠消毒剂。
5.根据权利要求4所述的一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收方法,其特征在于:所述(1)中将飞灰与废盐酸按比例按照1:0.5~5的质量比进入搅拌釜中搅拌,搅拌时间为10~120min,混合液pH值为3~13,飞灰与盐酸充分混合后排入脱水机,所述脱水机为沉降离心机、板框压滤机、真空带式过滤机、自动式刮刀卸料离心机中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收方法,其特征在于:所述(1)中酸洗液密度大于1.3g/cm3,pH值为7~9。
7.根据权利要求4所述的一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收方法,其特征在于:所述(3)中滤饼清洗方式为多级清洗,滤液含盐量>15%,清洗液为无机废酸、无机废碱、水、氨水、氢氧化钠、碳酸钠溶液的一种或几种,滤饼干燥后的滤饼含水率为0~5%,滤饼干燥后的滤饼干基含氯量低于0.5%,飞灰整体洗脱率>50%。
8.根据权利要求4所述的一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收方法,其特征在于:所述(4)中添加剂为砂石、硅藻土、碳酸钠、硅酸钠中的一种或几种,所述造粒机的制粒粒径为1-300mm。
9. 根据权利要求4所述的一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收方法,其特征在于:所述(5)中第二混沉池中pH值为8~10,混凝剂为氨水、氢氧化钠、硫化钠、重金属捕集剂中的一种或几种,第一纳滤膜系统、第二纳滤膜系统与第三纳滤膜系统的进料压为10~40 bar。
10.根据权利要求4所述的一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收方法,其特征在于:所述(6)中滤液中进料盐含量>15%,电流效率>85%。
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