CN117960761A - 一种垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及烟气净化技术领域,具体为一种垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统及工作方法,该系统包括低温热解子系统、重金属回收子系统、三级逆流水洗子系统和蒸发分盐子系统。本发明垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统,实现了垃圾焚烧飞灰无害化、减量化、资源化的近零排放:处理后的脱毒泥饼可以直接进行利用,泥饼的重金属含量和二噁英含量均满足《生活垃圾焚烧飞灰污染物控制技术规范》要求;处理后的脱毒滤饼质量为原始飞灰质量的40%;飞灰中的重金属、钠盐、钾盐、钙盐进行回收及资源化利用;低温热解子系统产生的尾气可以直接排放,无需经过传统的烟气处理系统也可满足《生活垃圾焚烧污染物控制标准》,水洗过程无废水产生。

Description

一种垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统及工作方法
技术领域
本发明涉及烟气净化技术领域,特别是涉及一种垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统及工作方法。
背景技术
生活垃圾在焚烧过程中重金属和产生的二噁英随烟气进入到烟气净化系统重,通过SDA脱酸塔和布袋除尘器后烟气中的HCl、重金属、二噁英等污染物得到脱除,烟气排放满足垃圾焚烧污染物排放标准。被捕集下来的飞灰中含有Na、K、Ca等可溶性盐,还含有Cu、Pb、Hg、Zn等重金属以及二噁英,属于危险废物,需要进行处理。目前,常见的处理办法为螯合+填埋,通过螯合剂固化重金属和二噁英,达到重金属浸出要求,再进行填埋,该方法不仅占用大量土地资源,还面临着重金属二次浸出的风险。
因垃圾焚烧飞灰中含有Na、K、Ca可溶性盐和Pb、Cu、Pb、Zn等重金属,具有资源化利用价值,故此,飞灰的资源化利用技术也得到发展,目前已有水洗+水泥窑协同、高温熔融、低温热解的方式,但上述方案均有其优势和局限性。例如:水洗+水泥窑协同受限于水泥的生产容量,飞灰得不到连续的处理,同时因飞灰重金属的存在,对水洗分盐纯度影响较大;高温熔融可以彻底分解二噁英,但熔融耗能巨大,且熔融产生的烟气和二次飞灰仍需要进行处理,资源利用率低;低温热解脱除二噁英的效率不能满足排放要求。上述方案均无法最大化实现资源利用的同时脱除飞灰中的毒性。
CN114988626A公开了一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺,即提出一种飞灰水洗液的处理方法,该方法涉及到除重金属(加药、混凝、絮凝、沉淀)、除重(加入硫酸钠和碳酸钠)、除COD和SS(超滤膜)、分盐(分离膜)。但是该技术方案仍存在以下一些不足之处:①单项流程,处理总周期长;②重金属去除的沉淀过程耗时比较大;③采用膜系统进行分盐的效果一般;④飞灰中二噁英没有进行脱除。
发明内容
针对现有技术中的上述问题,本发明目的是提供一种垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统及工作方法,通过低温热解+重金属回收+三级逆流水洗+蒸发分盐的方法,实现了脱除飞灰毒性且尾气排放达标的同时,达到最大资源化利用的目的。
为了解决上述技术问题,本申请提供了如下技术方案:
一种垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统,包括低温热解子系统、重金属回收子系统、三级逆流水洗子系统和蒸发分盐子系统。
进一步的,所述低温热解子系统包括依次相连的飞灰仓、低温热解炉、烟尘过滤器、喷淋塔和冷凝再热器,通过氮气发生器向所述低温热解炉和烟尘过滤器中通入氮气;低温热解炉的飞灰出口与冷却器连,所述冷却器与缓冲仓相连,所述烟尘过滤器的飞灰出口与缓冲仓相连。
进一步的,烟气中的Hg冷凝沉淀在所述喷淋塔中进行回收;烟气经过所述冷凝再热器后排放至大气中。
进一步的,所述重金属回收子系统包括依次相连的膜处理系统、浓水罐和板框压滤机;
所述缓冲仓的出口与湿式球磨机相连,所述湿式球磨机的出口与一级调浆罐相连;所述板框压滤机的清液出口分别与湿式球磨机、一级调浆罐和浓水罐相连,所述浓水罐上设有硫化钠加入口。
进一步的,所述三级逆流水洗子系统包括依次相连的一级调浆罐、一级水洗压滤机、二级调浆罐、二级水洗压滤机、三级调浆罐、三级水洗压滤机和真空皮带脱水机;
所述喷淋塔和冷凝再热器的水出口均与一级调浆罐相连,所述一级水洗压滤机的清水出口与一级滤液罐相连,所述一级滤液罐的出口与膜处理系统相连;
所述二级水洗压滤机的清水出口与二级滤液罐相连,所述二级滤液罐的出口与一级调浆罐相连,三级水洗压滤机的清水出口与三级滤液罐相连,所述三级滤液罐的出口与二级调浆罐相连。
进一步的,所述三级调浆罐上设有外部水的补水口。
进一步的,所述蒸发分盐子系统包括依次相连的净化反应罐、净化压滤机、净化液缓冲罐、蒸汽冷凝水预热器、加热器、光催化氧化器、分离器、氯化钠稠厚器、氯化钠母液罐、闪蒸器、氯化钾稠厚器和氯化钾母液罐,所述膜处理系统的清液出口与净化反应罐相连;所述氯化钾母液罐的清液出口与所述净化液缓冲罐的入口相连。
进一步的,所述净化反应罐上设有碳酸钠/硫酸钠加入口。
本发明所述垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统的工作方法,包括以下步骤:
(1)原始飞灰经输送装置进入飞灰仓内储存,通过定量给料装置计算处理的原始飞灰;在低温热解炉内飞灰被加热至350-450℃,热解1-2小时;在反应过程中,通过氮气发生器产生的氮气保持低温热解炉处于缺氧状态;热解后的飞灰经过冷却器急冷至60℃并进入缓冲仓内,热解产生的尾气中含有飞灰、HCl、H2O、Hg,经过烟气过滤器后捕集下来飞灰,进入缓冲仓内;为防止二噁英再生成,用氮气发生器对烟尘过滤器进行吹扫;烟尘过滤器出口与喷淋塔相连,喷淋塔内喷入水,捕集烟气中的少量的酸性气体HCl,并降低烟气温度至120℃,烟气中的Hg冷凝沉淀再喷淋塔内进行回收;喷淋塔出口与冷凝再热器连接,烟气进入后先冷凝至60℃再加热至80-90℃后排放至大气中,烟气污染物排放满足标准要求;喷淋塔内的水和冷凝捕集的烟气中的水均进入到三级逆流水洗子系统的一级调浆罐内,确保低温热解子系统无废水排放;
(2)缓冲仓内经低温热解处理后的飞灰进入湿式球磨机,在湿式球磨机内同时加入水、乙二胺四乙酸、添加剂,充分搅拌混合,混合后的溶液进入一级调浆罐;
其中,飞灰与水的比例为1:1~2:1,乙二胺四乙酸的加入量为水洗量的5%-10%;所述添加剂为Al/Fe/Ni-SiO2的混合物,添加剂中Fe/Ni/Al:SiO2的质量比为2:1~1:1 ,添加剂:水洗飞灰的质量比为0.15 ;搅拌时间为15-30min;
(3)三级逆流水洗子系统:一级调浆罐与一级水洗压滤机连接,压滤后的泥浆进入二级调浆罐,清水进入一级滤液罐;二级调浆罐的泥浆进入二级水洗压滤机,压滤后泥浆进入三级调浆罐,清水进入二级滤液罐,二级滤液罐的清水进入一级调浆罐;三级调浆罐泥浆进入三级水洗压滤机,压滤后泥浆进入真空皮带脱水机,清水进入三级滤液罐,三级滤液罐进入二级调浆罐,同时三级调浆罐加入外部水进行水洗补水;通过三级逆流水洗,将飞灰浆液中可溶与不溶的部分分离,分别进行资源化利用;
其中,水灰比为2:1-6:1;每一级水洗时间10-30min;每级压滤机产生的滤饼含水率低于30%;真空皮带脱水机后的脱毒滤饼可直接进行利用,其含水率控制在10-25%;
(4)经三级逆流水洗子系统后,一级滤液罐的水洗液进入膜处理系统,得到富含重金属的浓液,浓液进入浓水罐中,罐内加入硫化钠,硫化钠与重金属反应生成重金属沉淀物,后经过板框压滤机分离,得到Cu、Pb、Zn矿盐滤饼,可用于后续的分离提纯,最终得到重金属;压滤的清液分为三路:一路回到浓水罐循环压滤;一路进入一级调浆罐;一路进入湿式球磨机,用于EDTA循环利用;
其中,膜截留率为60-90%;硫化钠添加量为浓水的0.5-1%;铜、铅、锌矿盐滤饼含水率不高于20%;
(5)蒸发分盐子系统:膜处理系统的清液进入净化反应罐,罐内加入碳酸钠和硫酸钠进行反应,后进入净化压滤机,得到碳酸钙和硫酸钙滤饼,压滤后的清液进入净化液缓冲罐后,进行NaCl和KCl的回收,即依次通过蒸汽冷凝预热器、加热器、光催化氧化反应器、分离器、氯化钠稠厚器、氯化钠母液罐、闪蒸器、氯化钾稠厚器、氯化钾母液罐;光催化氧化器将清液中残留的少量EDTA全部分解;氯化钠稠厚器后得到NaCl;氯化钾稠厚器后得到KCl,氯化钾母液罐内清液进入净化液缓冲罐重复利用,确保无废水产生;
其中,碳酸钠:硫酸钠的比例为2:1-1:1,碳酸钠+硫酸钠的含量为清水的15-35%。
与现有技术相比,本发明垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统及工作方法至少具有以下有益效果:
本发明的垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统,实现了垃圾焚烧飞灰无害化、减量化、资源化的近零排放:
①无害化:处理后的脱毒泥饼可以直接进行利用,泥饼的重金属含量和二噁英含量均满足《生活垃圾焚烧飞灰污染物控制技术规范》要求;
②减量化:处理后的脱毒滤饼质量为原始飞灰质量的40%,即飞灰减量60%;
③资源化:飞灰中的重金属、钠盐、钾盐、钙盐进行回收及资源化利用;
④近零排放:低温热解子系统产生的尾气可以直接排放,无需经过传统的烟气处理系统也可满足《生活垃圾焚烧污染物控制标准》,同时水洗过程无废水产生。
下面结合附图对本发明的垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统及工作方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统的结构示意图。
其中,100-低温热解子系统,101-飞灰仓,102-低温热解炉,103-烟尘过滤器,104-喷淋塔,105-冷凝再热器,106-冷却器,107-缓冲仓,108-氮气发生器;
200-重金属回收子系统,201-湿式球磨机,202-膜处理系统,203-浓水罐,204-板框压滤机;
300-三级逆流水洗子系统,301-一级调浆罐,302-一级水洗压滤机,303-二级调浆罐,304-二级水洗压滤机,305-三级调浆罐,306-三级水洗压滤机,307-真空皮带脱水机,308-一级滤液罐,309-二级滤液罐,310-三级滤液罐;
400-蒸发分盐子系统,401-净化反应罐,402-净化压滤机,403-净化液缓冲罐,404-蒸汽冷凝水预热器,405-加热器,406-光催化氧化器,407-分离器,408-氯化钠稠厚器,409-氯化钠母液罐,410-闪蒸器,411-氯化钾稠厚器,412-氯化钾母液罐。
具体实施方式
如图1所示,一种垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统,包括低温热解子系统100、重金属回收子系统200、三级逆流水洗子系统300和蒸发分盐子系统400。
低温热解子系统100包括依次相连的飞灰仓101、低温热解炉102(可选用的生产厂家:日立造船、北京中科国通或上海乐尔)、烟尘过滤器103、喷淋塔104和冷凝再热器105,通过氮气发生器108向所述低温热解炉102和烟尘过滤器103中通入氮气;低温热解炉102的飞灰出口与冷却器106相连,所述冷却器106与缓冲仓107相连,所述烟尘过滤器103的飞灰出口与缓冲仓107相连。烟气中的Hg冷凝沉淀在所述喷淋塔104中进行回收;烟气经过所述冷凝再热器105后排放至大气中。
金属回收子系统200包括依次相连的膜处理系统202、浓水罐203和板框压滤机204;所述缓冲仓107的出口与湿式球磨机201相连,所述湿式球磨机201的出口与一级调浆罐301相连;所述板框压滤机204的清液出口分别与湿式球磨机201、一级调浆罐301和浓水罐203相连,所述浓水罐203上设有硫化钠加入口。
三级逆流水洗子系统300包括依次相连的一级调浆罐301、一级水洗压滤机302、二级调浆罐303、二级水洗压滤机304、三级调浆罐305、三级水洗压滤机306和真空皮带脱水机307;
所述喷淋塔104和冷凝再热器105的水出口均与一级调浆罐301相连,所述一级水洗压滤机302的清水出口与一级滤液罐308相连,所述一级滤液罐308的出口与膜处理系统202相连;
所述二级水洗压滤机304的清水出口与二级滤液罐309相连,所述二级滤液罐309的出口与一级调浆罐301相连,三级水洗压滤机306的清水出口与三级滤液罐310相连,所述三级滤液罐310的出口与二级调浆罐303相连。三级调浆罐305上设有外部水的补水口。
蒸发分盐子系统400包括依次相连的净化反应罐401、净化压滤机402、净化液缓冲罐403、蒸汽冷凝水预热器404、加热器405、光催化氧化器406、分离器407、氯化钠稠厚器408、氯化钠母液罐409、闪蒸器410、氯化钾稠厚器411和氯化钾母液罐412,所述膜处理系统202的清液出口与净化反应罐401相连;所述氯化钾母液罐412的清液出口与所述净化液缓冲罐403的入口相连。净化反应罐401上设有碳酸钠/硫酸钠加入口。蒸发分盐子系统为成熟的配套系统,供货商可选用中科国润或安徽海螺。
该垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统的工作方法,包括以下步骤:
(1)原始飞灰经输送装置进入飞灰仓内储存,通过定量给料装置计算处理的原始飞灰;定量给料装置一般为旋转给料器或螺旋输送机,再通过失重秤计算输送量;给料量为10-50t/d;
在低温热解炉内,飞灰被加热至350-450℃,热解1-2小时,飞灰中的二噁英发生热解反应,毒性降低;在反应过程中,通过氮气发生器产生的氮气保持低温热解炉处于缺氧状态(氧含量小于0.5%);热解后的飞灰(二噁英含量小于100ng-TEQ/kg)经过冷却器急冷至60℃并进入缓冲仓内,热解产生的尾气(350-450℃)中含有飞灰、HCl、H2O、Hg,经过烟气过滤器后捕集下来飞灰,进入缓冲仓内;为防止二噁英再生成,用氮气发生器对烟尘过滤器进行吹扫;烟尘过滤器出口与喷淋塔相连,喷淋塔内喷入水,捕集烟气中的少量的酸性气体HCl,并降低烟气温度至120℃,烟气中的Hg冷凝沉淀再喷淋塔内进行回收;喷淋塔出口与冷凝再热器连接,烟气进入后先冷凝至60℃再加热至80-90℃后排放至大气中,烟气污染物排放满足标准要求;喷淋塔内的水和冷凝捕集的烟气中的水均进入到三级逆流水洗子系统的一级调浆罐内,确保低温热解子系统无废水排放;
(2)缓冲仓内经低温热解处理后的飞灰进入湿式球磨机,在湿式球磨机内同时加入水、乙二胺四乙酸(EDTA)、添加剂,充分搅拌混合,EDTA可以将飞灰中不溶于水的Cu、Pb、Zn等重金属络合,使其溶于水中;添加剂用于脱除热解飞灰中的二噁英(使其降低至50ng-TEQ/kg),混合后的溶液进入一级调浆罐;
其中,飞灰与水的比例为1:1~2:1,乙二胺四乙酸的加入量为水洗量的5%-10%;所述添加剂为Al/Fe/Ni-SiO2的混合物,添加剂中Fe/Ni/Al:SiO2=2:1~1:1,添加剂:水洗飞灰=0.15 ;搅拌时间为15-30min;
(3)三级逆流水洗子系统:一级调浆罐与一级水洗压滤机连接,压滤后的泥浆进入二级调浆罐,清水进入一级滤液罐;二级调浆罐的泥浆进入二级水洗压滤机,压滤后泥浆进入三级调浆罐,清水进入二级滤液罐,二级滤液罐的清水进入一级调浆罐;三级调浆罐泥浆进入三级水洗压滤机,压滤后泥浆进入真空皮带脱水机,清水进入三级滤液罐,三级滤液罐进入二级调浆罐,同时三级调浆罐加入外部水进行水洗补水;通过三级逆流水洗,将飞灰浆液中可溶与不溶的部分分离,分别进行资源化利用;
其中,水灰比为2:1-6:1;每一级水洗时间10-30min;每级压滤机产生的滤饼含水率低于30%;真空皮带脱水机后的脱毒滤饼可直接进行利用,其含水率可根据实际情况控制在10-25%;
(4)经三级逆流水洗子系统后,一级滤液罐的水洗液进入膜处理系统(通过纳滤膜、超滤膜、反渗透等方法),得到富含重金属的浓液,浓液进入浓水罐中,罐内加入硫化钠,硫化钠与重金属反应生成重金属沉淀物,后经过板框压滤机分离,得到Cu、Pb、Zn矿盐滤饼,可用于后续的分离提纯,最终得到Cu、Pb、Zn等重金属(最终产物主要取决于原始飞灰中重金属的含量多少);压滤的清液分为三路:一路回到浓水罐循环压滤;一路进入一级调浆罐;一路进入湿式球磨机,用于EDTA循环利用;
其中,膜截留率为60-90%;硫化钠添加量为浓水的0.5-1%;铜、铅、锌矿盐滤饼含水率不高于20%;
(5)蒸发分盐子系统:膜处理系统的清液进入净化反应罐,罐内加入碳酸钠和硫酸钠进行反应,后进入净化压滤机,得到碳酸钙和硫酸钙滤饼(可回收利用),压滤后的清液进入净化液缓冲罐后,进行NaCl和KCl的回收,即依次通过蒸汽冷凝预热器、加热器、光催化氧化反应器、分离器、氯化钠稠厚器、氯化钠母液罐、闪蒸器、氯化钾稠厚器、氯化钾母液罐;光催化氧化器将清液中残留的少量EDTA全部分解质;氯化钠稠厚器后得到NaCl盐;氯化钾稠厚器后得到KCl盐,氯化钾母液罐内清液进入净化液缓冲罐重复利用,确保无废水产生;
其中,碳酸钠:硫酸钠的比例为2:1-1:1,碳酸钠+硫酸钠的含量为清水的15-35%。
应用实例:某垃圾焚烧热电厂飞灰资源化利用项目
将本发明垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统在某垃圾焚烧飞灰资源化利用项目中试用,本项目包括低温热解子系统、重金属回收子系统,三级逆流水洗子系统和蒸发分盐子系统,飞灰处理量为10t/d(实际按照400kg/h进行)。
飞灰取自垃圾焚烧线稳定化车间灰库,利用气力输送方式将飞灰输送至飞灰仓内储存,并通过螺旋输送机将飞灰定量输送至低温热解炉内进行反应,热解炉运行数据为400℃,氧含量小于0.5%,反应时间2小时。飞灰在热解炉内进行热分解,热解后的飞灰二噁英含量小于100ng-TEQ/kg。热解产生的气体分别经过烟气过滤器、喷淋塔和冷凝再热器后排出,同时利用氮气发生器产生的氮气确保低温热解炉的决氧状态和对烟尘过滤器进行吹扫。
热解后的飞灰进入湿式球磨机内,同时加入水、EDTA、添加剂,添加剂可确保飞灰二噁英含量低于50ng-TEQ/kg,各加入量为:
加入成分 加入量(kg/h)
300
EDTA 20
添加剂 60
经过30min搅拌后,混合后的飞灰浆液进入三级逆流水洗子系统的一级调浆罐内,通过三级逆流水洗将飞灰浆液中的可溶物与不可溶物分离,其中加入水量为1300kg/h(与球磨机内加入水量共同计算,水灰比为4:1),每级水洗时间30min,真空皮带机脱毒后的滤饼重量为240kg/h,含水量为25%,可直接进行资源化利用。
三级逆流水洗后清水进行膜处理,得到富含重金属的浓液,通过加入硫化钠得到Zn的沉淀物,经过板框压滤后得到锌矿滤饼。
经膜处理后的清液进入蒸发分盐子系统,分别在过程中得到碳酸钙和硫酸钙滤饼、氯化钾和氯化钠,且过程中无废水排出,水可循环利用。
综上所述,本发明垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统将低温热解+飞灰水洗+重金属回收+氯盐回收同步结合,不仅实现了飞灰的脱毒无害化、减量化、资源化,还无需传统的烟气处理系统,可以实现近零排放。
(1)飞灰的无害化:飞灰处理后出的泥饼中重金属含量和二噁英含量均达标,可以直接进行利用;(2)飞灰的减量化:三级逆流水洗处理后的泥饼经真空皮带脱水机后,泥饼的含水率10-25%,泥饼重量为原飞灰重量的60-70%;(3)飞灰的资源化:包括重金属回收以及钠盐、钾盐、钙盐回收;(4)近零排放,尾气经处理后直接可以排放,且无废水排放和二次飞灰。同时飞灰的无害化、减量化、资源化流程同步进行,大幅降低了处理周期。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)原始飞灰经输送装置进入飞灰仓内储存,通过定量给料装置计算处理的原始飞灰;在低温热解炉内飞灰被加热至350-450℃,热解1-2小时;在反应过程中,通过氮气发生器产生的氮气保持低温热解炉处于缺氧状态;热解后的飞灰经过冷却器急冷至60℃并进入缓冲仓内,热解产生的尾气中含有飞灰、HCl、H2O、Hg,经过烟气过滤器后捕集下来飞灰,进入缓冲仓内;为防止二噁英再生成,用氮气发生器对烟尘过滤器进行吹扫;烟尘过滤器出口与喷淋塔相连,喷淋塔内喷入水,捕集烟气中的少量的酸性气体HCl,并降低烟气温度至120℃,烟气中的Hg冷凝沉淀再喷淋塔内进行回收;喷淋塔出口与冷凝再热器连接,烟气进入后先冷凝至60℃再加热至80-90℃后排放至大气中,烟气污染物排放满足标准要求;喷淋塔内的水和冷凝捕集的烟气中的水均进入到三级逆流水洗子系统的一级调浆罐内,确保低温热解子系统无废水排放;
(2)缓冲仓内经低温热解处理后的飞灰进入湿式球磨机,在湿式球磨机内同时加入水、乙二胺四乙酸、添加剂,充分搅拌混合,混合后的溶液进入一级调浆罐;其中,飞灰与水的比例为1:1~2:1,乙二胺四乙酸的加入量为水洗量的5%-10%;所述添加剂为Al/Fe/Ni-SiO2的混合物,添加剂中Fe/Ni/Al:SiO2的质量比为2:1~1:1,添加剂:水洗飞灰的质量比为0.15;搅拌时间为15-30min;
(3)三级逆流水洗子系统:一级调浆罐与一级水洗压滤机连接,压滤后的泥浆进入二级调浆罐,清水进入一级滤液罐;二级调浆罐的泥浆进入二级水洗压滤机,压滤后泥浆进入三级调浆罐,清水进入二级滤液罐,二级滤液罐的清水进入一级调浆罐;三级调浆罐泥浆进入三级水洗压滤机,压滤后泥浆进入真空皮带脱水机,清水进入三级滤液罐,三级滤液罐进入二级调浆罐,同时三级调浆罐加入外部水进行水洗补水;通过三级逆流水洗,将飞灰浆液中可溶与不溶的部分分离,分别进行资源化利用;其中,水灰比为2:1-6:1;每一级水洗时间10-30min;每级压滤机产生的滤饼含水率低于30%;真空皮带脱水机后的脱毒滤饼可直接进行利用,其含水率控制在10-25%;
(4)经三级逆流水洗子系统后,一级滤液罐的水洗液进入膜处理系统,得到富含重金属的浓液,浓液进入浓水罐中,罐内加入硫化钠,硫化钠与重金属反应生成重金属沉淀物,后经过板框压滤机分离,得到Cu、Pb、Zn矿盐滤饼,可用于后续的分离提纯,最终得到重金属;压滤的清液分为三路:一路回到浓水罐循环压滤;一路进入一级调浆罐;一路进入湿式球磨机,用于EDTA循环利用;其中,膜截留率为60-90%;硫化钠添加量为浓水的0.5-1%;铜、铅、锌矿盐滤饼含水率不高于20%;
(5)蒸发分盐子系统:膜处理系统的清液进入净化反应罐,罐内加入碳酸钠和硫酸钠进行反应;其中,碳酸钠:硫酸钠的比例为2:1-1:1,碳酸钠+硫酸钠的含量为清水的15-35%;后进入净化压滤机,得到碳酸钙和硫酸钙滤饼,压滤后的清液进入净化液缓冲罐后,进行NaCl和KCl的回收,即依次通过蒸汽冷凝预热器、加热器、光催化氧化反应器、分离器、氯化钠稠厚器、氯化钠母液罐、闪蒸器、氯化钾稠厚器、氯化钾母液罐;光催化氧化器将清液中残留的少量EDTA全部分解质;氯化钠稠厚器后得到NaCl盐;氯化钾稠厚器后得到KCl盐,氯化钾母液罐内清液进入净化液缓冲罐重复利用,确保无废水产生。
2.权利要求1所述工作方法采用的垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统,其特征在于:包括低温热解子系统(100)、重金属回收子系统(200)、三级逆流水洗子系统(300)和蒸发分盐子系统(400);
所述低温热解子系统(100)包括依次相连的飞灰仓(101)、低温热解炉(102)、烟尘过滤器(103)、喷淋塔(104)和冷凝再热器(105),通过氮气发生器(108)向所述低温热解炉(102)和烟尘过滤器(103)中通入氮气;低温热解炉(102)的飞灰出口与冷却器(106)相连,所述冷却器(106)与缓冲仓(107)相连,所述烟尘过滤器(103)的飞灰出口与缓冲仓(107)相连;
所述重金属回收子系统(200)包括依次相连的膜处理系统(202)、浓水罐(203)和板框压滤机(204);所述缓冲仓(107)的出口与湿式球磨机(201)相连,所述湿式球磨机(201)的出口与一级调浆罐(301)相连;所述板框压滤机(204)的清液出口分别与湿式球磨机(201)、一级调浆罐(301)和浓水罐(203)相连,所述浓水罐(203)上设有硫化钠加入口;
所述三级逆流水洗子系统(300)包括依次相连的一级调浆罐(301)、一级水洗压滤机(302)、二级调浆罐(303)、二级水洗压滤机(304)、三级调浆罐(305)、三级水洗压滤机(306)和真空皮带脱水机(307);所述喷淋塔(104)和冷凝再热器(105)的水出口均与一级调浆罐(301)相连,所述一级水洗压滤机(302)的清水出口与一级滤液罐(308)相连,所述一级滤液罐(308)的出口与膜处理系统(202)相连;所述二级水洗压滤机(304)的清水出口与二级滤液罐(309)相连,所述二级滤液罐(309)的出口与一级调浆罐(301)相连,三级水洗压滤机(306)的清水出口与三级滤液罐(310)相连,所述三级滤液罐(310)的出口与二级调浆罐(303)相连;
所述蒸发分盐子系统(400)包括依次相连的净化反应罐(401)、净化压滤机(402)、净化液缓冲罐(403)、蒸汽冷凝水预热器(404)、加热器(405)、光催化氧化器(406)、分离器(407)、氯化钠稠厚器(408)、氯化钠母液罐(409)、闪蒸器(410)、氯化钾稠厚器(411)和氯化钾母液罐(412),所述膜处理系统(202)的清液出口与净化反应罐(401)相连;所述氯化钾母液罐(412)的清液出口与所述净化液缓冲罐(403)的入口相连。
3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统,其特征在于:烟气中的Hg冷凝沉淀在所述喷淋塔(104)中进行回收;烟气经过所述冷凝再热器(105)后排放至大气中。
4.根据权利要求3所述的垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统,其特征在于:所述三级调浆罐(305)上设有外部水的补水口。
5.根据权利要求4所述的垃圾焚烧飞灰无害化近零排放系统,其特征在于:所述净化反应罐(401)上设有碳酸钠/硫酸钠加入口。
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