CN115846358B - 一种固废焚烧飞灰资源化处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞灰资源化处理技术领域，公开了一种固废焚烧飞灰资源化处理装置及方法，装置包括三级水洗处理装置，与所述三级水洗处理装置连通的离心分离装置；所述三级水洗处理装置包括支撑结构、第一水洗处理模块、第二水洗处理模块、第三水洗处理模块；方法包括以下步骤：S1、采用三级水洗处理装置对固废焚烧飞灰资源进行三级水洗处理；S1‑1、使清水与飞灰混合，并进行搅拌，得到飞灰泥浆；S1‑2、将飞灰泥浆送入方管处理腔内并采用泥浆压缩装置对泥浆进行反复压缩；S1‑3、采用第三水洗处理模块对飞灰泥浆进行第三次水洗；S2、然后采用离心分离装置进行水土分离；本发明能够进行有效的水洗脱盐处理，改善水洗飞灰的处理质量。

Description

一种固废焚烧飞灰资源化处理装置及方法

技术领域

本发明涉及飞灰资源化处理技术领域，具体是涉及一种固废焚烧飞灰资源化处理装置及方法。

背景技术

中国生活垃圾的焚烧处理比例在逐年上升，随着大城市的迅速发展，以及能源危机，焚烧技术得到了越来越多的采用，但是其产物焚烧飞灰是危险废弃物，目前的一些处理技术在处理飞灰上，由于没有进行预处理提前脱盐，在实际处理效果上总会面临各种不足，目前人们处理垃圾焚烧飞灰，大多数人只关注重金属、二噁英，而很少有人关注飞灰中超过20%的可溶性氯盐。当前重金属解毒、二噁英降解技术已经成熟，所以飞灰处置的难题是氯离子的去除。在飞灰处理之前进行“水洗脱氯”预处理，是目前飞灰中氯离子去除的最佳途径。只有提前进行预处理才能使飞灰的最终处理更无害、更彻底、更资源化。通过对飞灰进行脱氯处理，可使用脱氯飞灰制备水泥，实现资源化利用。

现有技术提供的飞灰水洗处理装置，仅采用清洗水源对飞灰进行单一清洗，导致水洗处理质量差，不能较好的对飞灰进行脱氯处理，造成后期资源化处理中导致建材中的氯含量超标，达不到相关国家标准。

发明内容

本发明解决的技术问题是：现有技术飞灰水洗装置对飞灰的水洗效果差，不能较好的对飞灰进行脱氯处理。

本发明的技术方案是：一种固废焚烧飞灰资源化处理装置，包括三级水洗处理装置，与所述三级水洗处理装置连通的离心分离装置；

所述三级水洗处理装置包括垂直于地面设置的支撑结构，设置在所述支撑结构上端的第一水洗处理模块，设置在所述支撑结构下端的第三水洗处理模块，以及设置在支撑结构上的第二水洗处理模块；

所述第二水洗处理模块上端连通第一水洗处理模块、下端连通第三水洗处理模块；

所述第一水洗处理模块包括安装在所述支撑结构上端的第一水洗处理腔，设置在所述第一水洗处理腔上端的飞灰进料管，设置在所述第一水洗处理腔内部的混料器，以及设置在所述第一水洗处理腔内的水洗环；

所述第二水洗处理模块包括垂直设置在所述第一水洗处理腔下方的方管处理腔，设置在所述方管处理腔的泥浆压缩装置，以及设置在所述第一水洗处理腔与方管处理腔之间的送料连接器；

所述方管处理腔包括与所述送料连接器连接的顶部连接板，与所述第三水洗处理模块连接的底部连接板，以及四组设置在所述顶部连接板、底部连接板之间的分料处理腔；

所述分料处理腔上端连通送料连接器、下端连通第三水洗处理模块；

所述泥浆压缩装置包括四组分别设置在所述分料处理腔内部的双活塞压缩器；

所述双活塞压缩器包括水平固定在所述分料处理腔中部的固定挡板，垂直设置在所述固定挡板上端的第一螺纹丝杆，垂直设置在所述固定挡板下端的第二螺纹丝杆，分别活动设置在所述第一螺纹丝杆、第二螺纹丝杆上的活塞板；

所述活塞板中部设置有与第一螺纹丝杆、第二螺纹丝杆螺纹连接的螺纹连接环；所述活塞板边部与分料处理腔内壁滑动接触；所述活塞板与固定挡板上均设置有过泥通孔；

所述第一螺纹丝杆、第二螺纹丝杆的中心轴线与分料处理腔的中心轴线重合。

进一步地，所述送料连接器包括设置在顶部连接板上且连通第一水洗处理腔的进料腔，四根上端连通所述进料腔、下端分别与分料处理腔连通的送料管，以及设置在所述进料腔内部的螺旋进料器。

说明：通过螺旋进料器的旋转能够将进料腔内的飞灰泥浆送入下方的分料处理腔，在分料处理腔内能够对飞灰泥浆进行第二次水洗处理；有效改善对飞灰水洗脱氯的处理质量。

进一步地，所述第一水洗处理腔上端设置有进料口；

所述飞灰进料管包括设置在进料口上的抽取泵，一端连接所述抽取泵的飞灰进料管本体，以及设置在所述飞灰进料管本体另一端的进料头。

说明：通过抽取泵产生的负压能够将粉末状的飞灰抽至飞灰进料管本体内；飞灰进料管为柔性管道，便于进料头与储放飞灰的装置进连接，利用抽取泵的负压将飞灰抽至第一水洗处理腔内，能够有效的降低飞灰进料时产生的扬尘现象；避免造成工作环境污染，不利于工作人员的身心健康。

进一步地，所述混料器包括垂直设置在所述第一水洗处理腔中心轴线上的旋转轴，设置在所述旋转轴下端用于驱动旋转轴转动的电动机，均匀设置在所述旋转轴上的搅拌环，以及连接所述搅拌环与旋转轴的第一搅拌叶片。

说明：通过均匀设置的搅拌环、第一搅拌叶片能够有效的提升混料器的搅拌效率；搅拌环与第一搅拌叶片能够在旋转轴的驱动下进高速旋转；可对清水与飞灰进行有效的搅拌。

进一步地，所述搅拌环侧面垂直设置有多个均匀分布的安装板，均匀设置在所述安装板上的连接轴，以及安装在所述连接轴上的第二搅拌叶片。

说明：通过在搅拌环侧面垂直设置安装板，并在安装板上设置第一搅拌叶片，能够进一步增加混料器的搅拌范围，有效增强对飞灰与清水的混合质量；改善水洗效果。

进一步地，所述水洗环包括设置在所述第一水洗处理腔上内壁上的环形注水通道，均匀设置在所述环形注水通道上的喷射器；

所述环形注水通道与储放水源的水箱连通。

说明：通过环形注水通道以及喷射器能够对第一水洗处理腔内均匀注入清水，保证清水与飞灰能够成分混合均匀；从而确保第一水洗处理的水洗效果。

进一步地，所述离心分离装置包括与所述第三水洗处理模块连通的离心罐，设置在所述离心罐中心的离心电机，安装在所述离心电机上端的泥水分离盘，以及设置在所述泥水分离盘下方的隔离罩；所述离心罐上端设有离心罐进料口。

所述隔离罩外壁与离心罐内壁之间形成排泥腔；所述隔离罩内部为排水腔。

说明：通过将飞灰泥浆通入到泥水分离盘上，离心电机通过驱动泥水分离盘高速转动；使得在飞灰与清洗水在离心力作用下实现分离。

进一步地，所述泥水分离盘包括水平安装在离心电机上的滤水盘，以及设置在所述滤水盘上的溢流筒；所述溢流筒上均匀设置有离心溢流槽；所述滤水盘上设置有过水孔。

说明：在离心力的作用下飞灰泥浆向滤水盘边缘移动，并与溢流筒接触，由于溢流筒为喇叭状，当由于离心力产生向上的力大于泥浆的重力与摩擦力时使得泥浆向上运动通过离心溢流槽进入排泥腔内；较轻的清洗水由于收到的离心较小在滤水盘上通过过水孔排出，完成飞灰与清洗水的离心分离。

基于上述一种固废焚烧飞灰资源化处理装置的处理方法，包括以下步骤：

S1、采用三级水洗处理装置对固废焚烧飞灰资源进行三级水洗处理；

S1-1、首先采用飞灰进料管的进料端插入飞灰堆，通过飞灰进料管上的负压装置产生的负压将飞灰抽至第一水洗处理腔内；然后通过水洗环注入清水，按照水土比2~3:1使清水与飞灰混合，并通过混料器进行搅拌，搅拌时长为15~25min，得到飞灰泥浆；

S1-2、通过送料连接器将第一水洗处理腔内的飞灰泥浆送入方管处理腔内并采用泥浆压缩装置对泥浆进行反复压缩；

双活塞压缩器的第一螺纹丝杆、第二螺纹丝杆分别进行转动驱动活塞板上下进行运动，活塞板与固定挡板对飞灰泥浆进行挤压，使分料处理腔内部的飞灰泥浆反复穿过过泥通孔；处理时长15~25min；

S1-3、采用第三水洗处理模块对飞灰泥浆进行第三次水洗；注入清水调整飞灰泥浆的水土比为3~5:1；水洗处理时长为10~20min；

S2、然后采用离心分离装置进行水土分离；将第三水洗处理模块处理完的飞灰泥浆通入离心罐内的泥水分离盘上，离心罐内的离心电机驱动泥水分离盘转动，转速为1500~3000rpm；在离心力的作用下飞灰通过离心溢流槽进入排泥腔；清洗水通过滤水盘进入过水孔，完成飞灰与清洗水的分离。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种固废焚烧飞灰资源化处理装置，本装置通过三级水洗处理装置能够对垃圾焚烧产生的飞灰进行有效的水洗脱盐处理；利用三级水洗处理装置可以去除垃圾焚烧飞灰中的氯，保留飞灰中的铝、硅、钙等元素，便于使水洗后的飞灰用作水泥原料；本装置通过在第二级水洗处理装置内设置双活塞压缩器，能够对飞灰泥浆进行挤压压缩；相较于单一的搅拌处理，通过改变飞灰泥浆的外部压力，能够促进飞灰中的氯化钠、氯化钾被清吸水吸收的效率；能够改善水洗飞灰的处理质量，缩短处理时间；本发明提供的飞灰水洗处理方法工艺简便，能耗低，能够对大规模的飞灰进行水洗处理。

附图说明

图1是本发明实施例1整体的结构示意图；

图2是本发明实施例1第一水洗处理模块的结构示意图；

图3是本发明实施例1泥浆压缩装置的结构示意图；

图4是本发明实施例1离心分离装置的结构示意图；

图5是本发明实施例3混料器的结构示意图；

其中，1-三级水洗处理装置、10-支撑结构、2-离心分离装置、20-离心罐、21-离心电机、22-泥水分离盘、23-隔离罩、24-排泥腔、25-排水腔、220-滤水盘、221-溢流筒、222-离心溢流槽、3-第一水洗处理模块、30-第一水洗处理腔、31-飞灰进料管、32-混料器、33-水洗环、300-进料口、310-抽取泵、311-飞灰进料管本体、312-进料头、330-环形注水通道、331-喷射器、320-转轴、323-电动机、321-搅拌环、322-第一搅拌叶片、324-安装板、325-连接轴、326-第二搅拌叶片、4-第二水洗处理模块、40-方管处理腔、41-泥浆压缩装置、42-送料连接器、400-顶部连接板、401-底部连接板、402-分料处理腔、410-固定挡板、411-第一螺纹丝杆、412-第二螺纹丝杆、413-活塞板、414-螺纹连接环、415-过泥通孔、420-进料腔、421-送料管、5-第三水洗处理模块。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种固废焚烧飞灰资源化处理装置，包括三级水洗处理装置1，与所述三级水洗处理装置1连通的离心分离装置2；

所述三级水洗处理装置1包括垂直于地面设置的支撑结构10，设置在所述支撑结构10上端的第一水洗处理模块3，设置在所述支撑结构下端的第三水洗处理模块5，以及设置在支撑结构10上的第二水洗处理模块4；

所述第二水洗处理模块4上端连通第一水洗处理模块3、下端连通第三水洗处理模块5；

如图2所示，所述第一水洗处理模块3包括安装在所述支撑结构10上端的第一水洗处理腔30，设置在所述第一水洗处理腔30上端的飞灰进料管31，设置在所述第一水洗处理腔30内部的混料器32，以及设置在所述第一水洗处理腔30内的水洗环33；

所述第二水洗处理模块4包括垂直设置在所述第一水洗处理腔30下方的方管处理腔40，设置在所述方管处理腔40的泥浆压缩装置41，以及设置在所述第一水洗处理腔30与方管处理腔40之间的送料连接器42；

所述方管处理腔40包括与所述送料连接器42连接的顶部连接板400，与所述第三水洗处理模块5连接的底部连接板401，以及四组设置在所述顶部连接板400、底部连接板401之间的分料处理腔402；

所述分料处理腔402上端连通送料连接器42、下端连通第三水洗处理模块5；

如图3所示，所述泥浆压缩装置41包括四组分别设置在所述分料处理腔402内部的双活塞压缩器；

所述双活塞压缩器包括水平固定在所述分料处理腔402中部的固定挡板410，垂直设置在所述固定挡板410上端的第一螺纹丝杆411，垂直设置在所述固定挡板410下端的第二螺纹丝杆412，分别设置在所述第一螺纹丝杆411、第二螺纹丝杆412上的活塞板413；

所述活塞板413中部设置有与第一螺纹丝杆411、第二螺纹丝杆412螺纹连接的螺纹连接环414；所述活塞板413边部与分料处理腔402内壁滑动接触；所述活塞板413与固定挡板410上均设置有过泥通孔415；

所述第一螺纹丝杆411、第二螺纹丝杆412的中心轴线与分料处理腔402的中心轴线重合；

所述送料连接器42包括设置在顶部连接板400上且连通第一水洗处理腔30的进料腔420，四根上端连通所述进料腔420、下端分别与分料处理腔402连通的送料管421，以及设置在所述进料腔420内部的螺旋进料器。

所述第一水洗处理腔30上端设置有进料口300；

所述飞灰进料管31包括设置在进料口300上的抽取泵310，一端连接所述抽取泵310的飞灰进料管本体311，以及设置在所述飞灰进料管本体311另一端的进料头312。

所述水洗环33包括设置在所述第一水洗处理腔30上内壁上的环形注水通道330，均匀设置在所述环形注水通道330上的喷射器331；

所述环形注水通道330与储放水源的水箱连通。

如图4所示，所述离心分离装置2包括与所述第三水洗处理模块5连通的离心罐20，设置在所述离心罐20中心的离心电机21，安装在所述离心电机21上端的泥水分离盘22，以及设置在所述泥水分离盘22下方的隔离罩23；所述离心罐20上端设有离心罐进料口。

所述隔离罩23外壁与离心罐20内壁之间形成排泥腔24；所述隔离罩23内部为排水腔25。

所述泥水分离盘22包括水平安装在离心电机21上的滤水盘220，以及设置在所述滤水盘220上的溢流筒221；所述溢流筒221上均匀设置有离心溢流槽222；所述滤水盘220上设置有过水孔。

混料器32采用常规搅拌器；

其中，离心电机21、抽取泵310、螺旋进料器、第一螺纹丝杆411、第二螺纹丝杆412均采用现有技术产品，且具体的产品型号本领域内技术人员可根据需要进行选择。

实施例2

采用实施例1一种固废焚烧飞灰资源化处理装置的处理方法，包括以下步骤：

S1、采用三级水洗处理装置1对固废焚烧飞灰资源进行三级水洗处理；

S1-1、首先采用飞灰进料管31的进料端插入飞灰堆，通过飞灰进料管31上的负压装置产生的负压将飞灰抽至第一水洗处理腔30内；然后通过水洗环33注入清水，按照水土比2:1使清水与飞灰混合，并通过混料器32进行搅拌，搅拌时长为15min，得到飞灰泥浆；

S1-2、通过送料连接器42将第一水洗处理腔30内的飞灰泥浆送入方管处理腔40内并采用泥浆压缩装置41对泥浆进行反复压缩；

双活塞压缩器的第一螺纹丝杆411、第二螺纹丝杆412分别进行转动驱动活塞板413上下进行运动，活塞板413与固定挡板410对飞灰泥浆进行挤压，使分料处理腔402内部的飞灰泥浆反复穿过过泥通孔415；处理时长15min；

S1-3、采用第三水洗处理模块5对飞灰泥浆进行第三次水洗；注入清水调整飞灰泥浆的水土比为5:1；水洗处理时长为10min；

S2、然后采用离心分离装置2进行水土分离；将第三水洗处理模块5处理完的飞灰泥浆通入离心罐20内的泥水分离盘22上，离心罐20内的离心电机21驱动泥水分离盘22转动，转速为1500pm；在离心力的作用下飞灰通过离心溢流槽222进入排泥腔24；清洗水通过滤水盘220进入过水孔，完成飞灰与清洗水的分离。

实施例3

与实施例1相比不同的是：

如图5所示，所述混料器32包括垂直设置在所述第一水洗处理腔30中心轴线上的旋转轴320，设置在所述旋转轴320下端用于驱动旋转轴320转动的电动机323，均匀设置在所述旋转轴320上的搅拌环321，以及连接所述搅拌环321与旋转轴320的第一搅拌叶片322。

所述搅拌环321侧面垂直设置有6个均匀分布的安装板324，均匀设置在所述安装板324上的连接轴325，以及安装在所述连接轴325上的第二搅拌叶片326。

其中，电动机323均采用现有技术产品，且具体的产品型号本领域内技术人员可根据需要进行选择。

Claims (9)

1.一种固废焚烧飞灰资源化处理装置，其特征在于，包括三级水洗处理装置（1），与所述三级水洗处理装置（1）连通的离心分离装置（2）；

所述三级水洗处理装置（1）包括垂直于地面设置的支撑结构（10），设置在所述支撑结构（10）上端的第一水洗处理模块（3），设置在所述支撑结构下端的第三水洗处理模块（5），以及设置在支撑结构（10）上的第二水洗处理模块（4）；

所述第二水洗处理模块（4）上端连通第一水洗处理模块（3）、下端连通第三水洗处理模块（5）；

所述第一水洗处理模块（3）包括安装在所述支撑结构（10）上端的第一水洗处理腔（30），设置在所述第一水洗处理腔（30）上端的飞灰进料管（31），设置在所述第一水洗处理腔（30）内部的混料器（32），以及设置在所述第一水洗处理腔（30）内的水洗环（33）；

所述第二水洗处理模块（4）包括垂直设置在所述第一水洗处理腔（30）下方的方管处理腔（40），设置在所述方管处理腔（40）内部的泥浆压缩装置（41），以及设置在所述第一水洗处理腔（30）与方管处理腔（40）之间的送料连接器（42）；

所述方管处理腔（40）包括与所述送料连接器（42）连接的顶部连接板（400），与所述第三水洗处理模块（5）连接的底部连接板（401），以及四组设置在所述顶部连接板（400）、底部连接板（401）之间的分料处理腔（402）；

所述分料处理腔（402）上端连通送料连接器（42）、下端连通第三水洗处理模块（5）；

所述泥浆压缩装置（41）包括四组分别设置在所述分料处理腔（402）内部的双活塞压缩器；

所述双活塞压缩器包括水平固定在所述分料处理腔（402）中部的固定挡板（410），垂直设置在所述固定挡板（410）上端的第一螺纹丝杆（411），垂直设置在所述固定挡板（410）下端的第二螺纹丝杆（412），分别设置在所述第一螺纹丝杆（411）、第二螺纹丝杆（412）上的活塞板（413）；

所述活塞板（413）中部设置有与第一螺纹丝杆（411）、第二螺纹丝杆（412）螺纹连接的螺纹连接环（414）；所述活塞板（413）边部与分料处理腔（402）内壁滑动接触；所述活塞板（413）与固定挡板（410）上均设置有过泥通孔（415）；

所述第一螺纹丝杆（411）、第二螺纹丝杆（412）的中心轴线与分料处理腔（402）的中心轴线重合。

2.根据权利要求1所述的一种固废焚烧飞灰资源化处理装置，其特征在于，所述送料连接器（42）包括设置在顶部连接板（400）上且连通第一水洗处理腔（30）的进料腔（420），四根上端连通所述进料腔（420）、下端分别与分料处理腔（402）连通的送料管（421），以及设置在所述进料腔（420）内部的螺旋进料器。

3.根据权利要求2所述的一种固废焚烧飞灰资源化处理装置，其特征在于，所述第一水洗处理腔（30）上端设置有进料口（300）；

所述飞灰进料管（31）包括设置在进料口（300）上的抽取泵（310），一端连接所述抽取泵（310）的飞灰进料管本体（311），以及设置在所述飞灰进料管本体（311）另一端的进料头（312）。

4.根据权利要求3所述的一种固废焚烧飞灰资源化处理装置，其特征在于，所述混料器（32）包括垂直设置在所述第一水洗处理腔（30）中心轴线上的旋转轴（320），设置在所述旋转轴（320）下端用于驱动旋转轴（320）转动的电动机（323），均匀设置在所述旋转轴（320）上的搅拌环（321），以及连接所述搅拌环（321）与旋转轴（320）的第一搅拌叶片（322）。

5.根据权利要求4所述的一种固废焚烧飞灰资源化处理装置，其特征在于，所述搅拌环（321）侧面垂直设置有多个均匀分布的安装板（324），均匀设置在所述安装板（324）上的连接轴（325），以及安装在所述连接轴（325）上的第二搅拌叶片（326）。

6.根据权利要求5所述的一种固废焚烧飞灰资源化处理装置，其特征在于，所述水洗环（33）包括设置在所述第一水洗处理腔（30）上内壁上的环形注水通道（330），均匀设置在所述环形注水通道（330）上的喷射器（331）；

所述环形注水通道（330）与储放水源的水箱连通。

7.根据权利要求6所述的一种固废焚烧飞灰资源化处理装置，其特征在于，所述离心分离装置（2）包括与所述第三水洗处理模块（5）连通的离心罐（20），设置在所述离心罐（20）中心的离心电机（21），安装在所述离心电机（21）上端的泥水分离盘（22），以及设置在所述泥水分离盘（22）下方的隔离罩（23）；所述离心罐（20）上端设有离心罐进料口；

所述隔离罩（23）外壁与离心罐（20）内壁之间形成排泥腔（24）；所述隔离罩（23）内部为排水腔（25）。

8.根据权利要求7所述的一种固废焚烧飞灰资源化处理装置，其特征在于，所述泥水分离盘（22）包括水平安装在离心电机（21）上的滤水盘（220），以及设置在所述滤水盘（220）上的溢流筒（221）；所述溢流筒（221）上均匀设置有离心溢流槽（222）；所述滤水盘（220）上设置有过水孔。

9.根据权利要求8所述的一种固废焚烧飞灰资源化处理装置的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用三级水洗处理装置（1）对固废焚烧飞灰资源进行三级水洗处理；

S1-1、首先采用飞灰进料管（31）的进料端插入飞灰堆，通过飞灰进料管（31）上的负压装置产生的负压将飞灰抽至第一水洗处理腔（30）内；然后通过水洗环（33）注入清水，按照水土比2~3:1使清水与飞灰混合，并通过混料器（32）进行搅拌，搅拌时长为15~25min，得到飞灰泥浆；

S1-2、通过送料连接器（42）将第一水洗处理腔（30）内的飞灰泥浆送入方管处理腔（40）内并采用泥浆压缩装置（41）对泥浆进行反复压缩；

双活塞压缩器的第一螺纹丝杆（411）、第二螺纹丝杆（412）分别进行转动驱动活塞板（413）上下进行运动，活塞板（413）与固定挡板（410）对飞灰泥浆进行挤压，使分料处理腔（402）内部的飞灰泥浆反复穿过过泥通孔（415）；处理时长15~25min；

S1-3、采用第三水洗处理模块（5）对飞灰泥浆进行第三次水洗；注入清水调整飞灰泥浆的水土比为3~5:1；水洗处理时长为10~20min；

S2、然后采用离心分离装置（2）进行水土分离；将第三水洗处理模块（5）处理完的飞灰泥浆通入离心罐（20）内的泥水分离盘（22）上，离心罐（20）内的离心电机（21）驱动泥水分离盘（22）转动，转速为1500~3000rpm；在离心力的作用下飞灰通过离心溢流槽（222）进入排泥腔（24）；清洗水通过滤水盘（220）进入过水孔，完成飞灰与清洗水的分离。

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