CN117339982A - 一种高温飞灰资源化处理系统与处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温飞灰资源化处理系统，包括：水洗脱氯单元；水洗液净化单元；岩棉制备单元；蒸发制盐单元；余热回收单元。本发明提供一种高温飞灰资源化处理系统与处理方法，通过该系统的构建，将清洁后的飞灰作为岩棉制备的原料，制备建材岩棉；同时，飞灰处理过程中所产生的废弃物得到有效处置；飞灰清洁过程中的余热可用于后续蒸发制盐的使用，达到节能减排的目的。
Description
技术领域
本发明属于垃圾处理技术领域，尤其涉及一种高温飞灰资源化处理系统与处理方法。
背景技术
飞灰是由垃圾燃烧所产生的固体颗粒物，因其含有有害成分而被归属为危险废物，目前针对飞灰主要的处理方式为“稳定化固化+生活垃圾填埋场填埋”，但实际飞灰处理过程中，焚烧飞灰后续很难再对飞灰进行清洁处理，飞灰处理已成为城市生活垃圾处理亟待解决的问题。
“稳定化固化+生活垃圾填埋场填埋”的方式对飞灰进行处理，飞灰进行固化稳定化，进入填埋场进行独立分区，这种处理方式，后续会存在飞灰埋场重金属超标、飞灰填埋场积存渗滤液等等问题，而且，飞灰填埋场的建立，为达到飞灰填埋稳定的目的，修建成本也较高。
在对飞灰进行资源化处置方面，现有技术中，一般是将飞灰处理后，用于水泥等建材的制备，然而，这种资源化处置方面，飞灰中的有害物质处置不够彻底，且资源化利用过程中所产生的废弃物处置不当会造成二次污染，此外，对于飞灰的资源化处置能耗较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种高温飞灰资源化处理系统与处理方法，通过该系统的构建，将清洁后的飞灰作为岩棉制备的原料，制备建材岩棉；同时，飞灰处理过程中所产生的废弃物得到有效处置；飞灰清洁过程中的余热可用于后续蒸发制盐的使用，达到节能减排的目的。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种高温飞灰资源化处理系统，包括：
水洗脱氯单元，用于通过水洗脱氯的方法对飞灰中的可溶性氯盐进行去除，获取水洗脱氯飞灰以及飞灰水洗液；
水洗液净化单元，用于水洗脱氯单元中飞灰水洗液中的固体悬浮物以及重金属进行去除，获取溶碱沉淀以及水洗净化液；
岩棉制备单元，用于对经由水洗脱氯单元处理后的水洗脱氯飞灰进行烘干，与其他原料一起经高温熔融脱毒后，制备成品岩棉；
蒸发制盐单元，用于对水洗液净化单元中的水洗净化液进行蒸发浓缩，得到成品钠盐和成品钾盐；
余热回收单元，用于对岩棉制备单元中的烟气的余热进行回收，并为蒸发制盐单元供能。
进一步地，所述水洗脱氯单元包括依次连接的第一水洗反应器、第一固液分离装置、第二固液分离装置以及第三固液分离装置；
所述第一固液分离装置上的两个出料口分别连通有第一滤液反应器以及第二水洗反应器，所述第二固液分离装置上的两个出料口分别连通有第二滤液反应器和第三水洗反应器，所述第三固液分离装置上的一个出料口通过管道连通有第三滤液反应器，所述第三固液分离装置上的另一个出料口连通至岩棉制备单元；
所述第一水洗反应器、第一滤液反应器、第二水洗反应器、第二滤液反应器、第三水洗反应器以及第三滤液反应器上均连通有转料泵；
与所述第一水洗反应器连通的转料泵的出料口通过管道连通至第一固液分离装置；
与所述第一滤液反应器连通的转料泵的出料口通过管道连通至水洗液净化单元，所述第二水洗反应器上的转料泵的出料口通过管道连通至第二固液分离装置；
与所述第二滤液反应器连通的转料泵的出料口通过管道分别连通至第二水洗反应器以及第一水洗反应器，所述第三水洗反应器上的转料泵的出料口通过管道连通至第三固液分离装置；
与所述第三滤液反应器连通的转料泵的出料口通过管道分别连通至第三水洗反应器以及第二水洗反应器。
进一步地，所述水洗液净化单元包括通过管道依次连通的沉淀池、第一脱钙反应池、第二脱钙反应池、除重金属反应器、中和反应器以及稳定水池；
所述沉淀池上还连通有污泥井，所述污泥井上连通有污泥提升泵，所述污泥提升泵的出料口连通至水洗脱氯单元；
所述第一脱钙反应池以及第二脱钙反应池上均连通有提升泵；
所述第一脱钙反应池上还连接有第一脱钙固液分离装置，经所述第一脱钙反应池沉降的浆液进入第一脱钙固液分离装置内进行固液分离；
所述第二脱钙反应池上还连接有第二脱钙固液分离装置，经所述第二脱钙反应池沉降的浆液进入第二脱钙固液分离装置内进行固液分离；
所述除重金属反应器上还连接有重金属固液分离装置，经所述除重金属反应器沉降的浆液进入重金属固液分离装置内进行固液分离；
所述稳定水池的两个出料口分别连通有溶碱提升泵以及蒸发制盐进料泵，所述溶碱提升泵的出料口分别与碳酸钠溶解箱、硫酸钠溶解箱连通，所述蒸发制盐进料泵的出料口与蒸发制盐单元连通；
所述水洗液净化单元还包括碳酸钠溶解箱、硫酸钠溶解箱、重金属加药罐以及盐酸罐，所述碳酸钠溶解箱、硫酸钠溶解箱、重金属加药罐以及盐酸罐上的出料口均连通有加药泵；
所述碳酸钠溶解箱上的加药泵的出料口连通至第二脱钙反应池，所述硫酸钠溶解箱上的加药泵的出料口连通至第一脱钙反应池，所述重金属加药罐上的加药泵的出料口连通至除重金属反应器，所述盐酸罐上的加药泵的出料口连通至中和反应器。
进一步地，所述岩棉制备单元包括飞灰造粒器、配料装置、熔融装置、成型装置以及收包装置；
所述飞灰造粒器的进料口连通至水洗脱氯单元；
所述配料装置包括多个依次设立的储料仓，每个所述储料仓上安装有用于称量物料的计量称，所述储料仓的出料口连通有烘干炉，所述烘干炉的出料口连通有斗式提升机，所述斗式提升机的出料口连通至熔融装置；
所述熔融装置包括依次连接的熔融缓冲仓、进料器以及电弧熔炉，所述斗式提升机的出料口连通至熔融缓冲仓的进料口；
所述电弧熔炉上安装有旋风除尘器，所述旋风除尘器上安装有高温袋式除尘器；
所述成型装置包括顺次连接的超高速离心机、集棉输送机、摆锤铺面机、打折打压机、固化输送炉以及冷却机；
所述超高速离心机上还安装有粘合剂添加器；
所述集棉输送机上还安装有除尘组件，所述除尘组件包括依次连接的岩棉格栅除尘器、负压风机以及湿式除尘器；
所述成型装置还包括废料回收机；
所述固化输送炉上还安装有热风循环风机，所述热风循环风机的进风口连通有热风箱；
所述收包装置包括顺次连接的纵切机、裁条机、剖板机、伺服横切机以及自动包装机；
所述收包装置还包括码垛机器人以及废板破碎机，所述废板破碎机的出料口连接至废料回收机；
所述收包装置上还包括袋式除尘器；
所述高温袋式除尘器以及袋式除尘器均连通至负压风机。
进一步地，所述蒸发制盐单元包括顺次连接的冷凝水预热器、不凝汽预热器、强制循环系统、钠稠厚器、钠离心机、钠母液罐、搪瓷釜、钾稠厚器、钾离心机以及钾母液罐；
所述强制循环系统上还安装有钠出料泵，所述钠出料泵上的出料口通过管道与钠稠厚器连通；
所述强制循环系统还安装有强制循环泵；
所述钠母液罐上安装有钠母液泵，所述钠母液泵上的出料口通过管道分别与强制循环系统以及搪瓷釜连通；
所述钾母液罐上安装有钾母液泵，所述钾母液泵上的出料口通过管道与强制循环系统连通；
所述余热回收单元包括余热锅炉，所述余热锅炉的烟气入口与电弧熔炉的烟气出口连通，所述余热锅炉上的蒸汽出口连通有蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机的出料口连通至强制循环系统；
所述余热回收单元还包括冷凝水池，所述冷凝水预热器上连通有冷却塔，所述冷却塔的出水端连通至冷凝水池；
所述强制循环系统上还连通有洗气塔，所述洗气塔的出料口连通至蒸汽压缩机；
所述强制循环系统上还连通有蒸馏水罐，所述蒸馏水罐上安装有蒸馏水泵，所述蒸馏水泵的出料口连通至冷凝水预热器。
第二方面，本发明提供一种高温飞灰资源化处理系统的处理方法，该方法包括以下步骤：
步骤a：飞灰的水洗脱氯
使用计量称对飞灰进行称量后，飞灰进入第一水洗反应器内进行一级水洗，其中，飞灰与清洗水的质量比为1:3，经第一水洗反应器水洗后，获取飞灰浆液，所述飞灰浆液经由第一水洗反应器上的转料泵泵入第一固液分离装置内进行固液分离，获取飞灰水洗液和一级水洗物，所述飞灰水洗液经由第一滤液反应器上的转料泵泵入沉淀池内，所述一级水洗物经由第二水洗反应器上的转料泵泵入第二固液分离装置内，获取一级滤液和二级水洗物，所述一级滤液经由第二滤液反应器上的转料泵泵入第一水洗反应器或第二水洗反应器内，所述二级水洗物经由第三水洗反应器上的转料泵泵入第三固液分离装置内，获取二级滤液和水洗脱氯飞灰，所述二级滤液经由第三滤液反应器上的转料泵泵入第二水洗反应器或第三水洗反应器内；
步骤b：飞灰水洗液的净化
所述飞灰水洗液经由第一滤液反应器上的转料泵输送至水洗液净化单元内进行净化处理，获取溶碱沉淀以及水洗净化液；
步骤c：成品岩棉原料的混合
所述水洗脱氯飞灰进入飞灰造粒器内进行造粒，获取飞灰颗粒，按照质量百分比：飞灰颗粒30-50％、玄武岩20-30％、矿渣30-50％、辅料1-3％、粘结剂0.5-2％的配比称取原料，其中，飞灰颗粒、玄武岩、矿渣以及辅料经由多个储料仓上的计量称进行称重，粘结剂称重后投入粘合剂添加器内进行存储；
步骤d：成绵物料的制备
所述飞灰颗粒、玄武岩、矿渣以及辅料称重后，投入烘干炉进行烘干，再经由斗式提升机移入熔融缓冲仓内，获取混合物料，所述混合物料经由进料器送至电弧熔炉内，在1600℃下进行熔融后，再进入超高速离心机内进行离心成棉，离心过程中，通过粘合剂添加器向超高速离心机内投入粘合剂，离心完成后，获取成绵物料；
步骤e：成品岩棉的制备
所述成绵物料经集棉输送机输送，摆锤铺面机铺成平面，后续打折打压机打折打压、固化输送炉固化，再输送至冷却机冷却成型，获取成型物料，所述成型物料依次经由纵切机、裁条机、剖板机、伺服横切机进行裁切定型，再经由自动包装机以及码垛机器人进行成品收包，获取成品岩棉；
步骤f:钠盐的制备
将所述水洗净化液经由蒸发制盐进料泵依次输送至冷凝水预热器、不凝汽预热器内后，进入强制循环系统进行处理，获取钠原液，所述钠原液经由钠出料泵连通至钠稠厚器，获取钠稠液，所述钠稠液进入钠离心机进行离心后，获取钠盐以及一级离心液；
步骤g：钾盐的制备
所述一级离心液进入钠母液罐内进行存储，测定一级离心液中的盐浓度，当离心液中的盐浓度＜10％时，将钠母液罐内的一级离心液经由钠母液泵输送至强制循环系统进行处理，当一级离心液中的盐浓度≧10％时，将钠母液罐内的一级离心液经由钠母液泵输送至搪瓷釜内，获取钾原液，将所述钾原液输送至钾稠厚器内进行处理，获取钾稠液，所述钾稠液进入钾离心机内进行离心后，获取钾盐以及二级离心液，所述二级离心液输送至钾母液罐内，经由钾母液罐上的钾母液泵输送至强制循环系统进行处理。
进一步地，步骤b中，净化处理的具体步骤为：
S1：所述飞灰水洗液经由第一滤液反应器上的转料泵输送至沉淀池内进行沉淀处理，获取一级污泥以及一级洗液；
S2：所述一级污泥经由沉淀池上的提升泵输送至第一水洗反应器内进行再处理，所述一级洗液进入第一脱钙反应池内，通过硫酸钠溶解箱上的加药泵向第一脱钙反应池内添加硫酸钠溶液，获取二级污泥以及二级洗液；
S3：所述二级污泥经由第一脱钙固液分离装置进行处理，获取固相的硫酸钙污泥，所述二级洗液经由第一脱钙反应池上的提升泵输送至第二脱钙反应池内，通过碳酸钠溶解箱上的加药泵向第二脱钙反应池内添加碳酸钠溶液，获取三级污泥以及三级洗液；
S4：所述三级污泥经由二次脱钙固液分离装置进行处理，获取固相的碳酸钙污泥，所述三级洗液经由第二脱钙反应池上的提升泵输送至除重金属反应器内，通过重金属加药罐上的加药泵向所述除重金属反应器内添加重金属去除剂，反应后，获取一级沉淀以及一级处理水；
S5：所述一级沉淀进入重金属固液分离装置内进行处理，获取重金属沉淀物，所述一级处理水进入中和反应器内，通过盐酸罐上的加药泵向所述中和反应器内添加盐酸，获取中和产物，所述中和产物输送至稳定水池内进行处理，获取溶碱沉淀以及水洗净化液。
进一步地，所述辅料为白云石。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提供一种高温飞灰资源化处理系统，通过该系统的构建，将清洁后的飞灰作为岩棉制备的原料，制备建材岩棉，所制备的岩棉，根据销售情况符合GB/T 11835－2007《绝热用岩棉、矿渣棉及制品》、GB/T 19686－2005《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》、GB/T 3830－1998《船用岩棉及其制品》、GB/T 25975－2010等要求。
2、本发明提供一种高温飞灰资源化处理系统，在飞灰处理过程中，将固体废弃物经由相应的固液分离装置进行分离，进行后续的统一资源化处置，避免固体废弃物随废水排出，造成二次污染，该资源化处理系统中产生的废液在各单元之间循环处置，废液处置彻底，且可达到减少废水排放的目的。
3、本发明提供一种高温飞灰资源化处理系统，飞灰清洁过程中的余热可用于后续蒸发制盐的使用，不仅对飞灰达到资源化处置的目的，而且还达到节能的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明提供的一种高温飞灰资源化处理系统组成示意图；
图2是本发明的水洗脱氯单元的组成示意图；
图3是本发明的水洗液净化单元的组成示意图；
图4是本发明的岩棉制备单元流程图；
图5是本发明的岩棉制备单元局部组成示意图；
图6是本发明的岩棉制备单元局部组成示意图；
图7是本发明的岩棉制备单元局部组成示意图；
图8是本发明的蒸发制盐单元以及余热回收单元的组成示意图；
图9是本发明提供的一种高温飞灰资源化处理系统的处理方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种高温飞灰资源化处理系统，包括：
水洗脱氯单元1，用于通过水洗脱氯的方法对飞灰中的可溶性氯盐进行去除，获取水洗脱氯飞灰以及飞灰水洗液；
水洗液净化单元2，用于水洗脱氯单元1中飞灰水洗液中的固体悬浮物以及重金属进行去除，获取溶碱沉淀以及水洗净化液；
岩棉制备单元3，用于对经由水洗脱氯单元1处理后的水洗脱氯飞灰进行烘干，与其他原料一起经高温熔融脱毒后，制备成品岩棉；
蒸发制盐单元4，用于对水洗液净化单元2中的水洗净化液进行蒸发浓缩，得到成品钠盐和成品钾盐；
余热回收单元5，用于对岩棉制备单元3中的烟气的余热进行回收，并为蒸发制盐单元4供能。
如图2所示，水洗脱氯单元1包括依次连接的第一水洗反应器11、第一固液分离装置12、第二固液分离装置13以及第三固液分离装置14；
第一固液分离装置12上的两个出料口分别连通有第一滤液反应器121以及第二水洗反应器122，第二固液分离装置13上的两个出料口分别连通有第二滤液反应器131和第三水洗反应器132，第三固液分离装置14上的一个出料口通过管道连通有第三滤液反应器141，第三固液分离装置14上的另一个出料口连通至岩棉制备单元3；
第一水洗反应器11、第一滤液反应器121、第二水洗反应器122、第二滤液反应器131、第三水洗反应器132以及第三滤液反应器141上均连通有转料泵；
与第一水洗反应器11连通的转料泵的出料口通过管道连通至第一固液分离装置12；
与第一滤液反应器121连通的转料泵的出料口通过管道连通至水洗液净化单元2，第二水洗反应器122上的转料泵的出料口通过管道连通至第二固液分离装置13；
与第二滤液反应器131连通的转料泵的出料口通过管道分别连通至第二水洗反应器122以及第一水洗反应器11，第三水洗反应器132上的转料泵的出料口通过管道连通至第三固液分离装置14；
与第三滤液反应器141连通的转料泵的出料口通过管道分别连通至第三水洗反应器132以及第二水洗反应器122。
如图3所示，水洗液净化单元2包括通过管道依次连通的沉淀池21、第一脱钙反应池22、第二脱钙反应池23、除重金属反应器24、中和反应器25以及稳定水池26；
其中，与第一滤液反应器121连通的转料泵的出料口通过管道连通至沉淀池21；
沉淀池21上还连通有污泥井211，污泥井211上连通有污泥提升泵212，污泥提升泵212的出料口连通至水洗脱氯单元1；
第一脱钙反应池22以及第二脱钙反应池23上均连通有提升泵；
第一脱钙反应池22上还连接有第一脱钙固液分离装置221，经第一脱钙反应池22沉降的浆液进入第一脱钙固液分离装置221内进行固液分离；
第二脱钙反应池23上还连接有第二脱钙固液分离装置231，经第二脱钙反应池23沉降的浆液进入第二脱钙固液分离装置231内进行固液分离；
除重金属反应器24上还连接有重金属固液分离装置241，经除重金属反应器24沉降的浆液进入重金属固液分离装置241内进行固液分离；
稳定水池26的两个出料口分别连通有溶碱提升泵261以及蒸发制盐进料泵262，溶碱提升泵261的出料口分别与碳酸钠溶解箱27、硫酸钠溶解箱28连通，蒸发制盐进料泵262的出料口与蒸发制盐单元4连通；
水洗液净化单元2还包括碳酸钠溶解箱27、硫酸钠溶解箱28、重金属加药罐29以及盐酸罐30，碳酸钠溶解箱27、硫酸钠溶解箱28、重金属加药罐29以及盐酸罐30上的出料口均连通有加药泵；
碳酸钠溶解箱27上的加药泵的出料口连通至第二脱钙反应池23，硫酸钠溶解箱28上的加药泵的出料口连通至第一脱钙反应池22，重金属加药罐29上的加药泵的出料口连通至除重金属反应器24，盐酸罐30上的加药泵的出料口连通至中和反应器25；
通过第一脱钙固液分离装置221、第二脱钙固液分离装置231以及重金属固液分离装置241，分别用于硫酸钙、碳酸钙以及重金属污泥的分离，分离后的硫酸钙、碳酸钙以及重金属污泥可经资源化处置后使用，减少污染物的排放，达到硫酸钙、碳酸钙以及重金属污泥资源化利用的目的。
如图4至图7所示，岩棉制备单元3包括飞灰造粒器31、配料装置32、熔融装置6、成型装置7以及收包装置8；
飞灰造粒器31的进料口连通至水洗脱氯单元1，具体地，飞灰造粒器31的进料口连通至第三固液分离装置14上的另一个出料口；
配料装置32包括多个依次设立的储料仓321，每个储料仓321上安装有用于称量物料的计量称322，储料仓321的出料口连通有烘干炉323，烘干炉323的出料口连通有斗式提升机324，斗式提升机324的出料口连通至熔融装置6；
熔融装置6包括依次连接的熔融缓冲仓61、进料器62以及电弧熔炉63，斗式提升机324的出料口连通至熔融缓冲仓61的进料口；
电弧熔炉63上安装有旋风除尘器65，旋风除尘器65上安装有高温袋式除尘器66；
高温袋式除尘器66获取的物料可再输送至烘干炉323进行使用；
成型装置7包括顺次连接的超高速离心机71、集棉输送机72、摆锤铺面机73、打折打压机74、固化输送炉75以及冷却机76；
超高速离心机71上还安装有粘合剂添加器77，经由电弧熔炉63高温熔融后的物料进入超高速离心机71进行处置，此过程中，通过粘合剂添加器77向物料内投入粘合剂；
集棉输送机72上还安装有除尘组件721，除尘组件721包括依次连接的岩棉格栅除尘器722、负压风机723以及湿式除尘器724；
成型装置7还包括废料回收机78；
岩棉格栅除尘器722、湿式除尘器724产生的除尘物料经过废料回收机78，输送至熔融缓冲仓61进行再利用；
固化输送炉75上还安装有热风循环风机751，热风循环风机751的进风口连通有热风箱752；
收包装置8包括顺次连接的纵切机81、裁条机82、剖板机83、伺服横切机84以及自动包装机85；
收包装置8还包括码垛机器人86以及废板破碎机87，废板破碎机87的出料口连接至废料回收机78；
收包装置8上还包括袋式除尘器88；
高温袋式除尘器66以及袋式除尘器88均连通至负压风机723；
实际生产时，纵切机81、裁条机82、剖板机83、伺服横切机84产生的灰尘经由袋式除尘器88处理；
废板破碎机87用于对纵切机81、裁条机82、剖板机83、伺服横切机84过程中产生的碎板进行破碎处理后输送至废料回收机78进行回收；
通过本该岩棉制备单元3的设置，对成品岩棉制备中所产生的灰尘以及裁切废料进行回收处置后重新进入岩棉制备单元3内作为原料进行使用，减少废弃物排放，防止污染环境，生产过程绿色清洁。
如图8所示，蒸发制盐单元4包括顺次连接的冷凝水预热器41、不凝汽预热器42、强制循环系统43、钠稠厚器44、钠离心机45、钠母液罐46、搪瓷釜47、钾稠厚器48、钾离心机49以及钾母液罐50；
强制循环系统43上还安装有钠出料泵431，钠出料泵431上的出料口通过管道与钠稠厚器44连通；
强制循环系统43还安装有强制循环泵432；
钠母液罐46上安装有钠母液泵461，钠母液泵461上的出料口通过管道分别与强制循环系统43以及搪瓷釜47连通；
钾母液罐50上安装有钾母液泵501，钾母液泵501上的出料口通过管道与强制循环系统43连通；
余热回收单元5包括余热锅炉51，余热锅炉51的烟气入口与电弧熔炉63的烟气出口连通，余热锅炉51上的蒸汽出口连通有蒸汽压缩机52，蒸汽压缩机52的出料口连通至强制循环系统43；
余热回收单元5还包括冷凝水池53；
冷凝水预热器41上连通有冷却塔411，冷却塔411的出水端连通至冷凝水池53；
冷凝水池53还用于对该高温飞灰资源化处理系统中的各单元进行清洁水的供给；
强制循环系统43上还连通有洗气塔433，洗气塔433的出料口连通至蒸汽压缩机52；
强制循环系统43上还连通有蒸馏水罐434，蒸馏水罐434上安装有蒸馏水泵435，蒸馏水泵435的出料口连通至冷凝水预热器41；
通过这种设置，用于对水洗液净化单元2中的水洗净化液进行蒸发浓缩，得到成品钠盐和成品钾盐，蒸发制盐单元4中产生的冷凝水经热量回收后输送至冷凝水池53重新进入该高温飞灰资源化处理系统进行使用，实现该高温飞灰资源化处理系统废水零排放，而余热回收单元5将岩棉制备单元3中产生的余热进行回收，应用于蒸发制盐单元4内，减少能耗。
实施例2
如图9所示，本实施例提供一种高温飞灰资源化处理系统的处理方法，该方法包括以下步骤：
步骤a：飞灰的水洗脱氯
使用计量称对飞灰进行称量后，飞灰进入第一水洗反应器11内进行一级水洗，其中，飞灰与清洗水的质量比为1:3，经第一水洗反应器11水洗后，获取飞灰浆液，飞灰浆液经由第一水洗反应器11上的转料泵泵入第一固液分离装置12内进行固液分离，获取飞灰水洗液和一级水洗物，飞灰水洗液经由第一滤液反应器121上的转料泵泵入沉淀池21内，一级水洗物经由第二水洗反应器122上的转料泵泵入第二固液分离装置13内，获取一级滤液和二级水洗物，一级滤液经由第二滤液反应器131上的转料泵泵入第一水洗反应器11或第二水洗反应器122内，二级水洗物经由第三水洗反应器132上的转料泵泵入第三固液分离装置14内，获取二级滤液和水洗脱氯飞灰，二级滤液经由第三滤液反应器141上的转料泵泵入第二水洗反应器122或第三水洗反应器132内；
其中，第二水洗反应器122、第三水洗反应器132分别用于将一级水洗物以及二级水洗物进行水洗；
其中，一级滤液中，C l-含量为8-10％，三级水洗物中氯离子浓度不大于1％；
步骤b：飞灰水洗液的净化
飞灰水洗液经由第一滤液反应器121上的转料泵输送至水洗液净化单元2内进行净化处理，获取溶碱沉淀以及水洗净化液；
净化处理的具体步骤为：
S1：飞灰水洗液经由第一滤液反应器121上的转料泵输送至沉淀池21内进行沉淀处理，获取一级污泥以及一级洗液；
S2：一级污泥经由沉淀池21上的提升泵输送至第一水洗反应器11内进行再处理，一级洗液进入第一脱钙反应池22内，通过硫酸钠溶解箱28上的加药泵向第一脱钙反应池22内添加足量的浓度为10-20％的硫酸钠溶液，获取二级污泥以及二级洗液；
S3：二级污泥经由第一脱钙固液分离装置221进行处理，获取固相的硫酸钙污泥，二级洗液经由第一脱钙反应池22上的提升泵输送至第二脱钙反应池23内，通过碳酸钠溶解箱27上的加药泵向第二脱钙反应池23内添加足量的浓度为10-20％的碳酸钠溶液，获取三级污泥以及三级洗液；
S4：三级污泥经由二次脱钙固液分离装置231进行处理，获取固相的碳酸钙污泥，三级洗液经由第二脱钙反应池23上的提升泵输送至除重金属反应器24内，通过重金属加药罐29上的加药泵向除重金属反应器24内添加重金属去除剂，反应后，获取一级沉淀以及一级处理水；
其中，重金属去除剂的添加量与三级洗液的质量体积比≤0.5％；
S5：一级沉淀进入重金属固液分离装置241内进行处理，获取重金属沉淀物，一级处理水进入中和反应器25内，通过盐酸罐30上的加药泵向中和反应器25内添加盐酸，反应后，获取中和产物，中和产物输送至稳定水池26内进行处理，获取溶碱沉淀以及水洗净化液；
其中，重金属沉淀物的产生量＜原灰量*0.1％；
步骤c：成品岩棉原料的混合
水洗脱氯飞灰进入飞灰造粒器31内进行造粒，获取飞灰颗粒，按照质量百分比：飞灰颗粒30-50％、玄武岩20-30％、矿渣30-50％、辅料1-3％、粘结剂0.5-2％的配比称取原料，其中，飞灰颗粒、玄武岩、矿渣以及辅料经由多个储料仓321上的计量称322进行称重，粘结剂称重后投入粘合剂添加器77内进行存储；
其中，辅料为白云石；
步骤d：成绵物料的制备
飞灰颗粒、玄武岩、矿渣以及辅料称重后，投入烘干炉33进行烘干，再经由斗式提升机331移入熔融缓冲仓61内，获取混合物料，混合物料经由进料器62送至电弧熔炉63内，在1600℃下进行熔融后，再进入超高速离心机71内进行离心成棉，离心过程中，通过粘合剂添加器77向超高速离心机71内投入粘合剂，离心完成后，获取成绵物料；
步骤e：成品岩棉的制备
成绵物料经集棉输送机72输送，摆锤铺面机73铺成平面，后续打折打压机74打折打压、固化输送炉75固化，再输送至冷却机76冷却成型，获取成型物料，成型物料依次经由纵切机81、裁条机82、剖板机83、伺服横切机84进行裁切定型，再经由自动包装机85以及码垛机器人86进行成品收包，获取成品岩棉；
所制备的成品岩棉销售情况符合GB/T 11835－2007《绝热用岩棉、矿渣棉及制品》、GB/T 19686－2005《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》、GB/T3830－1998《船用岩棉及其制品》、GB/T 25975－2010等要求；
所制备的成品岩棉的性能参数见表1；
表1成品岩棉的性能参数
步骤f:钠盐的制备
将水洗净化液经由蒸发制盐进料泵262依次输送至冷凝水预热器41、不凝汽预热器42内后，进入强制循环系统43进行处理，获取钠原液，钠原液经由钠出料泵431连通至钠稠厚器44，获取钠稠液，钠稠液进入钠离心机45进行离心后，获取钠盐以及一级离心液；
步骤g：钾盐的制备
一级离心液进入钠母液罐46内进行存储，测定一级离心液中的盐浓度，当离心液中的盐浓度＜10％时，将钠母液罐46内的一级离心液经由钠母液泵461输送至强制循环系统43进行处理，当一级离心液中的盐浓度≧10％时，将钠母液罐46内的一级离心液经由钠母液泵461输送至搪瓷釜47内，获取钾原液，将钾原液输送至钾稠厚器48内进行处理，获取钾稠液，钾稠液进入钾离心机49内进行离心后，获取钾盐以及二级离心液，二级离心液输送至钾母液罐50内，经由钾母液罐50上的钾母液泵501输送至强制循环系统43进行处理。
本发明提供一种高温飞灰资源化处理系统，通过该系统的设置，将清洁后的飞灰作为岩棉制备的原料，制备建材岩棉，同时可对飞灰处理过程中所产生的废弃物得到有效处置，而且，飞灰清洁过程中的余热可用于后续蒸发制盐的使用，达到节能减排的目的；本发明还提供一种高温飞灰资源化处理系统的处理方法，通过该方法的设置，为高温飞灰资源化处理系统的使用提供了参考依据。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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发明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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (8)
1.一种高温飞灰资源化处理系统，其特征在于，包括：
水洗脱氯单元(1)，用于通过水洗脱氯的方法对飞灰中的可溶性氯盐进行去除，获取水洗脱氯飞灰以及飞灰水洗液；
水洗液净化单元(2)，用于水洗脱氯单元(1)中飞灰水洗液中的固体悬浮物以及重金属进行去除，获取溶碱沉淀以及水洗净化液；
岩棉制备单元(3)，用于对经由水洗脱氯单元(1)处理后的水洗脱氯飞灰进行烘干，与其他原料一起经高温熔融脱毒后，制备成品岩棉；
蒸发制盐单元(4)，用于对水洗液净化单元(2)中的水洗净化液进行蒸发浓缩，得到成品钠盐和成品钾盐；
余热回收单元(5)，用于对岩棉制备单元(3)中的烟气的余热进行回收，并为蒸发制盐单元(4)供能。
2.根据权利要求1所述的一种高温飞灰资源化处理系统，其特征在于：所述水洗脱氯单元(1)包括依次连接的第一水洗反应器(11)、第一固液分离装置(12)、第二固液分离装置(13)以及第三固液分离装置(14)；
所述第一固液分离装置(12)上的两个出料口分别连通有第一滤液反应器(121)以及第二水洗反应器(122)，所述第二固液分离装置(13)上的两个出料口分别连通有第二滤液反应器(131)和第三水洗反应器(132)，所述第三固液分离装置(14)上的一个出料口通过管道连通有第三滤液反应器(141)，所述第三固液分离装置(14)上的另一个出料口连通至岩棉制备单元(3)；
所述第一水洗反应器(11)、第一滤液反应器(121)、第二水洗反应器(122)、第二滤液反应器(131)、第三水洗反应器(132)以及第三滤液反应器(141)上均连通有转料泵；
与所述第一水洗反应器(11)连通的转料泵的出料口通过管道连通至第一固液分离装置(12)；
与所述第一滤液反应器(121)连通的转料泵的出料口通过管道连通至水洗液净化单元(2)，所述第二水洗反应器(122)上的转料泵的出料口通过管道连通至第二固液分离装置(13)；
与所述第二滤液反应器(131)连通的转料泵的出料口通过管道分别连通至第二水洗反应器(122)以及第一水洗反应器(11)，所述第三水洗反应器(132)上的转料泵的出料口通过管道连通至第三固液分离装置(14)；
与所述第三滤液反应器(141)连通的转料泵的出料口通过管道分别连通至第三水洗反应器(132)以及第二水洗反应器(122)。
3.根据权利要求1所述的一种高温飞灰资源化处理系统，其特征在于：所述水洗液净化单元(2)包括通过管道依次连通的沉淀池(21)、第一脱钙反应池(22)、第二脱钙反应池(23)、除重金属反应器(24)、中和反应器(25)以及稳定水池(26)；
所述沉淀池(21)上还连通有污泥井(211)，所述污泥井(211)上连通有污泥提升泵(212)，所述污泥提升泵(212)的出料口连通至水洗脱氯单元(1)；
所述第一脱钙反应池(22)以及第二脱钙反应池(23)上均连通有提升泵；
所述第一脱钙反应池(22)上还连接有第一脱钙固液分离装置(221)，经所述第一脱钙反应池(22)沉降的浆液进入第一脱钙固液分离装置(221)内进行固液分离；
所述第二脱钙反应池(23)上还连接有第二脱钙固液分离装置(231)，经所述第二脱钙反应池(23)沉降的浆液进入第二脱钙固液分离装置(231)内进行固液分离；
所述除重金属反应器(24)上还连接有重金属固液分离装置(241)，经所述除重金属反应器(24)沉降的浆液进入重金属固液分离装置(241)内进行固液分离；
所述稳定水池(26)的两个出料口分别连通有溶碱提升泵(261)以及蒸发制盐进料泵(262)，所述溶碱提升泵(261)的出料口分别与碳酸钠溶解箱(27)、硫酸钠溶解箱(28)连通，所述蒸发制盐进料泵(262)的出料口与蒸发制盐单元(4)连通；
所述水洗液净化单元(2)还包括碳酸钠溶解箱(27)、硫酸钠溶解箱(28)、重金属加药罐(29)以及盐酸罐(30)，所述碳酸钠溶解箱(27)、硫酸钠溶解箱(28)、重金属加药罐(29)以及盐酸罐(30)上的出料口均连通有加药泵；
所述碳酸钠溶解箱(27)上的加药泵的出料口连通至第二脱钙反应池(23)，所述硫酸钠溶解箱(28)上的加药泵的出料口连通至第一脱钙反应池(22)，所述重金属加药罐(29)上的加药泵的出料口连通至除重金属反应器(24)，所述盐酸罐(30)上的加药泵的出料口连通至中和反应器(25)。
4.根据权利要求1所述的一种高温飞灰资源化处理系统，其特征在于：所述岩棉制备单元(3)包括飞灰造粒器(31)、配料装置(32)、熔融装置(6)、成型装置(7)以及收包装置(8)；
所述飞灰造粒器(31)的进料口连通至水洗脱氯单元(1)；
所述配料装置(32)包括多个依次设立的储料仓(321)，每个所述储料仓(321)上安装有用于称量物料的计量称(322)，所述储料仓(321)的出料口连通有烘干炉(323)，所述烘干炉(323)的出料口连通有斗式提升机(324)，所述斗式提升机(324)的出料口连通至熔融装置(6)；
所述熔融装置(6)包括依次连接的熔融缓冲仓(61)、进料器(62)以及电弧熔炉(63)，所述斗式提升机(324)的出料口连通至熔融缓冲仓(61)的进料口；
所述电弧熔炉(63)上安装有旋风除尘器(65)，所述旋风除尘器(65)上安装有高温袋式除尘器(66)；
所述成型装置(7)包括顺次连接的超高速离心机(71)、集棉输送机(72)、摆锤铺面机(73)、打折打压机(74)、固化输送炉(75)以及冷却机(76)；
所述超高速离心机(71)上还安装有粘合剂添加器(77)；
所述集棉输送机(72)上还安装有除尘组件(721)，所述除尘组件(721)包括依次连接的岩棉格栅除尘器(722)、负压风机(723)以及湿式除尘器(724)；
所述成型装置(7)还包括废料回收机(78)；
所述固化输送炉(75)上还安装有热风循环风机(751)，所述热风循环风机(751)的进风口连通有热风箱(752)；
所述收包装置(8)包括顺次连接的纵切机(81)、裁条机(82)、剖板机(83)、伺服横切机(84)以及自动包装机(85)；
所述收包装置(8)还包括码垛机器人(86)以及废板破碎机(87)，所述废板破碎机(87)的出料口连接至废料回收机(78)；
所述收包装置(8)上还包括袋式除尘器(88)；
所述高温袋式除尘器(66)以及袋式除尘器(88)均连通至负压风机(723)。
5.根据权利要求1所述的一种高温飞灰资源化处理系统，其特征在于：所述蒸发制盐单元(4)包括顺次连接的冷凝水预热器(41)、不凝汽预热器(42)、强制循环系统(43)、钠稠厚器(44)、钠离心机(45)、钠母液罐(46)、搪瓷釜(47)、钾稠厚器(48)、钾离心机(49)以及钾母液罐(50)；
所述强制循环系统(43)上还安装有钠出料泵(431)，所述钠出料泵(431)上的出料口通过管道与钠稠厚器(44)连通；
所述强制循环系统(43)还安装有强制循环泵(432)；
所述钠母液罐(46)上安装有钠母液泵(461)，所述钠母液泵(461)上的出料口通过管道分别与强制循环系统(43)以及搪瓷釜(47)连通；
所述钾母液罐(50)上安装有钾母液泵(501)，所述钾母液泵(501)上的出料口通过管道与强制循环系统(43)连通；
所述余热回收单元(5)包括余热锅炉(51)，所述余热锅炉(51)的烟气入口与电弧熔炉(63)的烟气出口连通，所述余热锅炉(51)上的蒸汽出口连通有蒸汽压缩机(52)，所述蒸汽压缩机(52)的出料口连通至强制循环系统(43)；
所述余热回收单元(5)还包括冷凝水池(53)，所述冷凝水预热器(41)上连通有冷却塔(411)，所述冷却塔(411)的出水端连通至冷凝水池(53)；
所述强制循环系统(43)上还连通有洗气塔(433)，所述洗气塔(433)的出料口连通至蒸汽压缩机(52)；
所述强制循环系统(43)上还连通有蒸馏水罐(434)，所述蒸馏水罐(434)上安装有蒸馏水泵(435)，所述蒸馏水泵(435)的出料口连通至冷凝水预热器(41)。
6.一种权利要求1-5任一项所述的高温飞灰资源化处理系统的资源化处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤a：飞灰的水洗脱氯
使用计量称对飞灰进行称量后，飞灰进入第一水洗反应器(11)内进行一级水洗，其中，飞灰与清洗水的质量比为1:3，经第一水洗反应器(11)水洗后，获取飞灰浆液，所述飞灰浆液经由第一水洗反应器(11)上的转料泵泵入第一固液分离装置(12)内进行固液分离，获取飞灰水洗液和一级水洗物，所述飞灰水洗液经由第一滤液反应器(121)上的转料泵泵入沉淀池(21)内，所述一级水洗物经由第二水洗反应器(122)上的转料泵泵入第二固液分离装置(13)内，获取一级滤液和二级水洗物，所述一级滤液经由第二滤液反应器(131)上的转料泵泵入第一水洗反应器(11)或第二水洗反应器(122)内，所述二级水洗物经由第三水洗反应器(132)上的转料泵泵入第三固液分离装置(14)内，获取二级滤液和水洗脱氯飞灰，所述二级滤液经由第三滤液反应器(141)上的转料泵泵入第二水洗反应器(122)或第三水洗反应器(132)内；
步骤b：飞灰水洗液的净化
所述飞灰水洗液经由第一滤液反应器(121)上的转料泵输送至水洗液净化单元(2)内进行净化处理，获取溶碱沉淀以及水洗净化液；
步骤c：成品岩棉原料的混合
所述水洗脱氯飞灰进入飞灰造粒器(31)内进行造粒，获取飞灰颗粒，按照质量百分比：飞灰颗粒30-50％、玄武岩20-30％、矿渣30-50％、辅料1-3％、粘结剂0.5-2％的配比称取原料，其中，飞灰颗粒、玄武岩、矿渣以及辅料经由多个储料仓(321)上的计量称(322)进行称重，粘结剂称重后投入粘合剂添加器(77)内进行存储；
步骤d：成绵物料的制备
所述飞灰颗粒、玄武岩、矿渣以及辅料称重后，投入烘干炉(33)进行烘干，再经由斗式提升机(331)移入熔融缓冲仓(61)内，获取混合物料，所述混合物料经由进料器(62)送至电弧熔炉(63)内，在1600℃下进行熔融后，再进入超高速离心机(71)内进行离心成棉，离心过程中，通过粘合剂添加器(77)向超高速离心机(71)内投入粘合剂，离心完成后，获取成绵物料；
步骤e：成品岩棉的制备
所述成绵物料经集棉输送机(72)输送，摆锤铺面机(73)铺成平面，后续打折打压机(74)打折打压、固化输送炉(75)固化，再输送至冷却机(76)冷却成型，获取成型物料，所述成型物料依次经由纵切机(81)、裁条机(82)、剖板机(83)、伺服横切机(84)进行裁切定型，再经由自动包装机(85)以及码垛机器人(86)进行成品收包，获取成品岩棉；
步骤f:钠盐的制备
将所述水洗净化液经由蒸发制盐进料泵(262)依次输送至冷凝水预热器(41)、不凝汽预热器(42)内后，进入强制循环系统(43)进行处理，获取钠原液，所述钠原液经由钠出料泵(431)连通至钠稠厚器(44)，获取钠稠液，所述钠稠液进入钠离心机(45)进行离心后，获取钠盐以及一级离心液；
步骤g：钾盐的制备
所述一级离心液进入钠母液罐(46)内进行存储，测定一级离心液中的盐浓度，当离心液中的盐浓度＜10％时，将钠母液罐(46)内的一级离心液经由钠母液泵(461)输送至强制循环系统(43)进行处理，当一级离心液中的盐浓度≧10％时，将钠母液罐(46)内的一级离心液经由钠母液泵(461)输送至搪瓷釜(47)内，获取钾原液，将所述钾原液输送至钾稠厚器(48)内进行处理，获取钾稠液，所述钾稠液进入钾离心机(49)内进行离心后，获取钾盐以及二级离心液，所述二级离心液输送至钾母液罐(50)内，经由钾母液罐(50)上的钾母液泵(501)输送至强制循环系统(43)进行处理。
7.根据权利要求6所述的一种高温飞灰资源化处理系统的资源化处理方法，其特征在于：步骤b中，净化处理的具体步骤为：
S1：所述飞灰水洗液经由第一滤液反应器(121)上的转料泵输送至沉淀池(21)内进行沉淀处理，获取一级污泥以及一级洗液；
S2：所述一级污泥经由沉淀池(21)上的提升泵输送至第一水洗反应器(11)内进行再处理，所述一级洗液进入第一脱钙反应池(22)内，通过硫酸钠溶解箱(28)上的加药泵向第一脱钙反应池(22)内添加硫酸钠溶液，获取二级污泥以及二级洗液；
S3：所述二级污泥经由第一脱钙固液分离装置(221)进行处理，获取固相的硫酸钙污泥，所述二级洗液经由第一脱钙反应池(22)上的提升泵输送至第二脱钙反应池(23)内，通过碳酸钠溶解箱(27)上的加药泵向第二脱钙反应池(23)内添加碳酸钠溶液，获取三级污泥以及三级洗液；
S4：所述三级污泥经由二次脱钙固液分离装置(231)进行处理，获取固相的碳酸钙污泥，所述三级洗液经由第二脱钙反应池(23)上的提升泵输送至除重金属反应器(24)内，通过重金属加药罐(29)上的加药泵向所述除重金属反应器(24)内添加重金属去除剂，反应后，获取一级沉淀以及一级处理水；
S5：所述一级沉淀进入重金属固液分离装置(241)内进行处理，获取重金属沉淀物，所述一级处理水进入中和反应器(25)内，通过盐酸罐(30)上的加药泵向所述中和反应器(25)内添加盐酸，获取中和产物，所述中和产物输送至稳定水池(26)内进行处理，获取溶碱沉淀以及水洗净化液。
8.根据权利要求6所述的一种高温飞灰资源化处理系统的资源化处理方法，其特征在于：所述辅料为白云石。
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| CN118122759A (zh) * | 2024-05-08 | 2024-06-04 | 北京中科国润环保科技有限公司 | 一种固体废物高效脱盐工艺方法 |
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2023
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