公布日：2023.08.11
申請(qǐng)日：2023.05.10
分類號(hào)：B09B3/38(2022.01)I;B09B3/70(2022.01)I;B09B101/30(2022.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種飛灰水洗除鹽除重金屬系統(tǒng),包括飛灰儲(chǔ)料倉存儲(chǔ)垃圾焚燒后產(chǎn)生的飛灰；預(yù)混釜連接至飛灰儲(chǔ)料倉的出口；一級(jí)打漿釜接收水和飛灰混合后得到的混合液；一級(jí)水灰分離系統(tǒng)連接至一級(jí)打漿釜；二級(jí)打漿釜連接至一級(jí)水灰分離系統(tǒng)的一個(gè)出口；二級(jí)水灰分離系統(tǒng)連接至二級(jí)打漿釜；二級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐連接至二級(jí)水灰分離系統(tǒng)的一個(gè)出口；一級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐連接至一級(jí)水灰分離系統(tǒng)的一個(gè)出口；高效混凝沉淀槽連接至一級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐接收水；污泥儲(chǔ)罐連接至高效混凝沉淀槽以接收固體沉淀物；石英砂過濾器連接至高效混凝沉淀槽；蒸發(fā)脫鹽系統(tǒng)連接至石英砂過濾器；冷凝液緩沖罐連接至蒸發(fā)脫鹽系統(tǒng)；系統(tǒng)通過兩級(jí)水灰分離將金屬材料分離。
權(quán)利要求書
1.一種飛灰水洗除鹽除重金屬系統(tǒng),其特征在于,包括:飛灰儲(chǔ)料倉,用于存儲(chǔ)垃圾焚燒后產(chǎn)生的飛灰；預(yù)混釜,連接至飛灰儲(chǔ)料倉的出口,以從所述飛灰儲(chǔ)料倉接收的飛灰和水進(jìn)行混合；一級(jí)打漿釜,一個(gè)入口連接至從所述預(yù)混釜,以接收水和飛灰混合后得到的混合液,并進(jìn)行攪拌得到第一混合液；一級(jí)水灰分離系統(tǒng),一個(gè)入口連接至所述一級(jí)打漿釜,用于將接收到的第一混合液進(jìn)行水灰分離；二級(jí)打漿釜,一個(gè)入口連接至一級(jí)水灰分離系統(tǒng)的一個(gè)出口,以接收第一混合液分離后產(chǎn)生的第一固體物質(zhì),并對(duì)接收的所述第一固體物質(zhì)加水?dāng)嚢璧玫降诙旌弦�；二�?jí)水灰分離系統(tǒng),一個(gè)入口連接至所述二級(jí)打漿釜,用于接收第二混合液,并進(jìn)行水灰分離；二級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐,連接至所述二級(jí)水灰分離系統(tǒng)的一個(gè)出口,以接收第二混合液進(jìn)行水灰分離后得到的水,并將水輸送至一級(jí)打漿釜的另一個(gè)入口；一級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐,連接至所述一級(jí)水灰分離系統(tǒng)的一個(gè)出口,以接收對(duì)第一混合液進(jìn)行水灰分離后得到的水,分別將水輸送至預(yù)混釜的一個(gè)入口和高效混凝沉淀槽；高效混凝沉淀槽,連接至所述一級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐,以接收水并進(jìn)行加藥沉淀；污泥儲(chǔ)罐,連接至所述高效混凝沉淀槽,以接收加藥后產(chǎn)生的固體沉淀物；石英砂過濾器,連接至所述高效混凝沉淀槽,以接收經(jīng)過沉淀處理后得到的水,并對(duì)接收的水進(jìn)行過濾處理；蒸發(fā)脫鹽系統(tǒng),連接至所述石英砂過濾器,以接收經(jīng)過過濾的水；以及冷凝液緩沖罐,連接至所述蒸發(fā)脫鹽系統(tǒng),以接收蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣并進(jìn)行冷凝，將冷凝得到的水輸送至所述二級(jí)打漿釜的另一個(gè)入口。
2.一種飛灰水洗除鹽除重金屬方法,其特征在于,包括：將飛灰儲(chǔ)料倉內(nèi)的飛灰輸送至預(yù)混釜；所述預(yù)混釜將接收到的飛灰和水進(jìn)行混合,所述預(yù)混釜將混合后的水的和灰飛的混合液輸送至一級(jí)打漿釜；所述一級(jí)打漿釜對(duì)從所述預(yù)混釜接收到的水和灰飛的混合液加水,并添加第一PAM溶液,之后并進(jìn)行攪拌,以得到第一混合液；所述第一混合液被輸送至所述一級(jí)水灰分離系統(tǒng)進(jìn)行分離,分離得到的廢水被輸送至一級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐,分離得到的第一固體物質(zhì)被輸送至所述二級(jí)打漿釜；向所述二級(jí)打漿釜內(nèi)加水、第二PAM水溶液和第一固體物質(zhì)進(jìn)行攪拌混合,得到第二混合液,并將所述第二混合液輸送至二級(jí)水灰分離系統(tǒng)；所述二級(jí)水灰分離系統(tǒng)對(duì)接收的所述第二混合液進(jìn)行水灰分離,將分離得到的廢水輸送至二級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐,分離得到的固體物質(zhì)回收利用；所述二級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐將接收到的廢水輸送至所述一級(jí)打漿釜；所述一級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐將廢水回送至所述預(yù)混釜用于和飛灰進(jìn)行混合,或?qū)U水輸送至高效混凝沉淀槽；在所述高效混凝沉淀槽內(nèi)添加沉淀藥劑以進(jìn)行沉淀處理,將產(chǎn)生的固體沉淀物輸送至所述污泥儲(chǔ)罐；所述高效混凝沉淀槽將內(nèi)部的經(jīng)過沉淀得到的清水輸送至石英砂過濾器進(jìn)行過濾,將經(jīng)過過濾的水輸送至蒸發(fā)脫鹽系統(tǒng)；所述蒸發(fā)脫鹽系統(tǒng)對(duì)接收的水進(jìn)行蒸發(fā)處理,蒸發(fā)后得到的固體鹽回收利用,蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣輸送至冷凝液緩沖罐；所述冷凝液緩沖罐將接收的水蒸氣冷凝之后輸送至所述二級(jí)打漿釜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述飛灰水洗除鹽除重金屬方法,其特征在于,所述沉淀藥劑是碳酸鈉、硫化鈉、聚合氯化鋁(PAC)或聚丙烯酰胺(PAM)中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述飛灰水洗除鹽除重金屬方法,其特征在于,在所述預(yù)混釜內(nèi)將水和飛灰按照體積比重1.2:1至1.5:1,飛灰和水在所述預(yù)混釜混合的時(shí)間長度是5分鐘至10分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述飛灰水洗除鹽除重金屬方法,其特征在于,所述一級(jí)打漿釜對(duì)從所述預(yù)混釜接收到的水和灰飛的混合液加水,并添加第一PAM溶液,之后并進(jìn)行攪拌,以得到第一混合液；其中,所述一級(jí)打漿釜內(nèi)的水和灰飛的體積比重3:1至3.5:1；其中,所述攪拌持續(xù)的時(shí)間長度為20分鐘至30分鐘；其中,所述第一PAM溶液當(dāng)中PAM所占的重量百分比為0.3％。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述飛灰水洗除鹽除重金屬方法,其特征在于,向所述二級(jí)打漿釜內(nèi)加水、第二PAM水溶液和第一固體物質(zhì)進(jìn)行攪拌混合,得到第二混合液,并將所述第二混合液輸送至二級(jí)水灰分離系統(tǒng)；其中,所述二級(jí)打漿釜內(nèi)的水和第一固體物質(zhì)的體積比大于等于3：1；其中,所述第二PAM溶液當(dāng)中PAM所占的重量百分比為0.3％；其中,所述二級(jí)打漿釜攪拌持續(xù)的時(shí)間長度是15分鐘至20分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述飛灰水洗除鹽除重金屬方法,其特征在于,所述高效混凝沉淀槽包括依次連通的一級(jí)除氟反應(yīng)區(qū)、二級(jí)除硬反應(yīng)區(qū)、三級(jí)除重金屬反應(yīng)區(qū)、混凝區(qū)、絮凝區(qū)、沉淀區(qū)和緩沖區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述飛灰水洗除鹽除重金屬方法,其特征在于,在所述高效混凝沉淀槽內(nèi)添加沉淀藥劑以進(jìn)行沉淀處理,將產(chǎn)生的固體沉淀物輸送至所述污泥儲(chǔ)罐,具體包括：在所述一級(jí)除氟反應(yīng)區(qū)內(nèi)廢水內(nèi)加入液堿將廢水的pH值至11.0,之后在廢水內(nèi)添加石灰乳并攪拌30分鐘,反應(yīng)形成氟化鈣,去除水中的氟離子；廢水進(jìn)一步進(jìn)所述入二級(jí)除硬反應(yīng)區(qū),在所述二級(jí)除硬反應(yīng)區(qū)內(nèi),向廢水中加入碳酸鈉并攪拌30分鐘,反應(yīng)形成碳酸鈣、碳酸鎂,去除水中的鈣、鎂離子；廢水進(jìn)一步進(jìn)入所述三級(jí)除重金屬反應(yīng)區(qū),在所述三級(jí)除重金屬反應(yīng)區(qū),向廢水中硫化鈉攪拌30分鐘,去除水中形成堿性沉淀的重金屬離子；廢水進(jìn)一步所述混凝區(qū),在所述混凝區(qū),向廢水中加入PAC反應(yīng)持續(xù)15分鐘；廢水進(jìn)一步所述絮凝區(qū),在所述絮凝區(qū),向廢水中加入PAM反應(yīng)15分鐘；廢水進(jìn)一步所述沉淀區(qū)內(nèi)持續(xù)沉淀3小時(shí)至4小時(shí),以得到固體沉淀物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述飛灰水洗除鹽除重金屬方法,其特征在于,在所述廢水進(jìn)一步所述沉淀區(qū)內(nèi)持續(xù)沉淀3小時(shí)至4小時(shí),以得到固體沉淀物之后,還包括：將所述沉淀區(qū)內(nèi)的上部的清水輸送至緩沖區(qū),在所述緩沖區(qū)內(nèi)向清水中加酸以將清水的pH調(diào)整為中性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種飛灰水洗除鹽除重金屬系統(tǒng)和方法,通過兩級(jí)水灰分離，將灰中包含的金屬材料分離除去。
為達(dá)到本發(fā)明之目的,采用如下技術(shù)方案：
第一方面,提供一種飛灰水洗除鹽除重金屬系統(tǒng),包括:
飛灰儲(chǔ)料倉,用于存儲(chǔ)垃圾焚燒后產(chǎn)生的飛灰；
預(yù)混釜,連接至飛灰儲(chǔ)料倉的出口,以從所述飛灰儲(chǔ)料倉接收的飛灰和水進(jìn)行混合；
一級(jí)打漿釜,一個(gè)入口連接至從所述預(yù)混釜,以接收水和飛灰混合后得到的混合液,并進(jìn)行攪拌得到第一混合液；
一級(jí)水灰分離系統(tǒng),一個(gè)入口連接至所述一級(jí)打漿釜,用于將接收到的第一混合液進(jìn)行水灰分離；
二級(jí)打漿釜,一個(gè)入口連接至一級(jí)水灰分離系統(tǒng)的一個(gè)出口,以接收第一混合液分離后產(chǎn)生的第一固體物質(zhì),并對(duì)接收的所述第一固體物質(zhì)加水?dāng)嚢璧玫降诙旌弦海?/span>
二級(jí)水灰分離系統(tǒng),一個(gè)入口連接至所述二級(jí)打漿釜,用于接收第二混合液,并進(jìn)行水灰分離；
二級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐,連接至所述二級(jí)水灰分離系統(tǒng)的一個(gè)出口,以接收第二混合液進(jìn)行水灰分離后得到的水,并將水輸送至一級(jí)打漿釜的另一個(gè)入口；
一級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐,連接至所述一級(jí)水灰分離系統(tǒng)的一個(gè)出口,以接收對(duì)第一混合液進(jìn)行水灰分離后得到的水,分別將水輸送至預(yù)混釜的一個(gè)入口和高效混凝沉淀槽；
高效混凝沉淀槽,連接至所述一級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐,以接收水并進(jìn)行加藥沉淀；
污泥儲(chǔ)罐,連接至所述高效混凝沉淀槽,以接收加藥后產(chǎn)生的固體沉淀物；
石英砂過濾器,連接至所述高效混凝沉淀槽,以接收經(jīng)過沉淀處理后得到的水,并對(duì)接收的水進(jìn)行過濾處理；
蒸發(fā)脫鹽系統(tǒng),連接至所述石英砂過濾器,以接收經(jīng)過過濾的水；以及
冷凝液緩沖罐,連接至所述蒸發(fā)脫鹽系統(tǒng),以接收蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣并進(jìn)行冷凝，將冷凝得到的水輸送至所述二級(jí)打漿釜的另一個(gè)入口。
第二方面,提供一種飛灰水洗除鹽除重金屬方法,包括：
將飛灰儲(chǔ)料倉內(nèi)的飛灰輸送至預(yù)混釜；
所述預(yù)混釜將接收到的飛灰和水進(jìn)行混合,所述預(yù)混釜將混合后的水的和灰飛的混合液輸送至一級(jí)打漿釜；
所述一級(jí)打漿釜對(duì)從所述預(yù)混釜接收到的水和灰飛的混合液加水,并添加第一PAM溶液,之后并進(jìn)行攪拌,以得到第一混合液；
所述第一混合液被輸送至所述一級(jí)水灰分離系統(tǒng)進(jìn)行分離,分離得到的廢水被輸送至一級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐,分離得到的第一固體物質(zhì)被輸送至所述二級(jí)打漿釜；
向所述二級(jí)打漿釜內(nèi)加水、第二PAM水溶液和第一固體物質(zhì)進(jìn)行攪拌混合,得到第二混合液,并將所述第二混合液輸送至二級(jí)水灰分離系統(tǒng)；
所述二級(jí)水灰分離系統(tǒng)對(duì)接收的所述第二混合液進(jìn)行水灰分離,將分離得到的廢水輸送至二級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐,分離得到的固體物質(zhì)回收利用；
所述二級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐將接收到的廢水輸送至所述一級(jí)打漿釜；
所述一級(jí)水洗廢水儲(chǔ)罐將廢水回送至所述預(yù)混釜用于和飛灰進(jìn)行混合,或?qū)U水輸送至高效混凝沉淀槽；
在所述高效混凝沉淀槽內(nèi)添加沉淀藥劑以進(jìn)行沉淀處理,將產(chǎn)生的固體沉淀物輸送至所述污泥儲(chǔ)罐；
所述高效混凝沉淀槽將內(nèi)部的經(jīng)過沉淀得到的清水輸送至石英砂過濾器進(jìn)行過濾,將經(jīng)過過濾的水輸送至蒸發(fā)脫鹽系統(tǒng)；
所述蒸發(fā)脫鹽系統(tǒng)對(duì)接收的水進(jìn)行蒸發(fā)處理,蒸發(fā)后得到的固體鹽回收利用,蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣輸送至冷凝液緩沖罐；所述冷凝液緩沖罐將接收的水蒸氣冷凝之后輸送至所述二級(jí)打漿釜。
在至少一個(gè)實(shí)施方式中,所述沉淀藥劑是碳酸鈉、硫化鈉、聚合氯化鋁(PAC)或聚丙烯酰胺(PAM)中的一種或多種。
在至少一個(gè)實(shí)施方式中,在所述預(yù)混釜內(nèi)將水和飛灰按照體積比重1.2:1至1.5:1,飛灰和水在所述預(yù)混釜混合的時(shí)間長度是5分鐘至10分鐘。
在至少一個(gè)實(shí)施方式中,所述一級(jí)打漿釜對(duì)從所述預(yù)混釜接收到的水和灰飛的混合液加水,并添加第一PAM溶液,之后并進(jìn)行攪拌,以得到第一混合液；
其中,所述一級(jí)打漿釜內(nèi)的水和灰飛的體積比重3:1至3.5:1；
其中,所述攪拌持續(xù)的時(shí)間長度為20分鐘至30分鐘；
其中,所述第一PAM溶液當(dāng)中PAM所占的重量百分比為0.3％。
在至少一個(gè)實(shí)施方式中,向所述二級(jí)打漿釜內(nèi)加水、第二PAM水溶液和第一固體物質(zhì)進(jìn)行攪拌混合,得到第二混合液,并將所述第二混合液輸送至二級(jí)水灰分離系統(tǒng)；
其中,所述二級(jí)打漿釜內(nèi)的水和第一固體物質(zhì)的體積比大于等于3：1；
其中,所述第二PAM溶液當(dāng)中PAM所占的重量百分比為0.3％；
其中,所述二級(jí)打漿釜攪拌持續(xù)的時(shí)間長度是15分鐘至20分鐘。
在至少一個(gè)實(shí)施方式中,所述高效混凝沉淀槽包括依次連通的一級(jí)除氟反應(yīng)區(qū)、二級(jí)除硬反應(yīng)區(qū)、三級(jí)除重金屬反應(yīng)區(qū)、混凝區(qū)、絮凝區(qū)、沉淀區(qū)和緩沖區(qū)。
在至少一個(gè)實(shí)施方式中,在所述高效混凝沉淀槽內(nèi)添加沉淀藥劑以進(jìn)行沉淀處理,將產(chǎn)生的固體沉淀物輸送至所述污泥儲(chǔ)罐,具體包括：
在所述一級(jí)除氟反應(yīng)區(qū)內(nèi)廢水內(nèi)加入液堿將廢水的pH值至11.0,之后在廢水內(nèi)添加石灰乳并攪拌30分鐘,反應(yīng)形成氟化鈣,去除水中的氟離子；
廢水進(jìn)一步進(jìn)所述入二級(jí)除硬反應(yīng)區(qū),在所述二級(jí)除硬反應(yīng)區(qū)內(nèi),向廢水中加入碳酸鈉并攪拌30分鐘,反應(yīng)形成碳酸鈣、碳酸鎂,去除水中的鈣、鎂離子；
廢水進(jìn)一步進(jìn)入所述三級(jí)除重金屬反應(yīng)區(qū),在所述三級(jí)除重金屬反應(yīng)區(qū),向廢水中硫化鈉攪拌30分鐘,去除水中形成堿性沉淀的重金屬離子；
廢水進(jìn)一步所述混凝區(qū),在所述混凝區(qū),向廢水中加入PAC反應(yīng)持續(xù)15分鐘；
廢水進(jìn)一步所述絮凝區(qū),在所述絮凝區(qū),向廢水中加入PAM反應(yīng)15分鐘；
廢水進(jìn)一步所述沉淀區(qū)內(nèi)持續(xù)沉淀3小時(shí)至4小時(shí),以得到固體沉淀物。
在至少一個(gè)實(shí)施方式中,在所述廢水進(jìn)一步所述沉淀區(qū)內(nèi)持續(xù)沉淀3小時(shí)至4小時(shí),以得到固體沉淀物之后,還包括：
將所述沉淀區(qū)內(nèi)的上部的清水輸送至緩沖區(qū),在所述緩沖區(qū)內(nèi)向清水中加酸以將清水的pH調(diào)整為中性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下有益效果：
首先,通過在預(yù)混釜和一級(jí)打漿釜內(nèi)分別將灰和水進(jìn)行混合,并充分?jǐn)嚢杈鶆?/span>,使得灰中包含的金屬材料可以盡可能的溶解在水中,以及在第一聚丙烯酰胺(PAM)溶液的催化作用下,溶解后的金屬材料形成聚合物,從而以利于將灰中的金屬材料清理除去。
所述一級(jí)水灰分離系統(tǒng)對(duì)水、灰、聚合物進(jìn)行分離,其中灰和聚合物以固體形式被分離出,并被輸送至二級(jí)打漿釜。在所述二級(jí)打漿釜再次和水、第二聚丙烯酰胺(PAM)水溶液進(jìn)行混合,混合在灰中的金屬材料在丙烯酰胺的催化作用下形成聚合物,通過在所述二級(jí)打漿釜內(nèi)對(duì)灰進(jìn)行第二次的水溶解、催化沉淀,使得包含在灰中的金屬材料進(jìn)一步的形成聚合物，以利于將金屬材料充灰中清理除去。
之后,經(jīng)過兩次的丙烯酰胺作用而形成的包含有聚合物的固體物質(zhì)在二級(jí)水灰分離系統(tǒng)內(nèi)被分離出來,從而通過兩次打漿釜的打漿、以及丙烯酰胺的兩次聚合沉淀,可以將灰中包含的大量的金屬材料分離出來。
從所述一級(jí)水灰分離系統(tǒng)分離出來的廢水被輸送至高效混凝沉淀槽,在高效混凝沉淀槽內(nèi)加入沉淀藥劑,在沉淀藥劑的作用下廢水中包含的重金屬材料形成沉淀物,從而將溶解在水中之前沒有被分離出來的重金屬材料進(jìn)一步的分離出來，實(shí)現(xiàn)對(duì)灰中的包含的金屬材料的徹底的分離。對(duì)分離后得到的灰和固體鹽,可以分別重復(fù)利用,實(shí)現(xiàn)資源的回收重復(fù)利用。
（發(fā)明人：李鵬程;翟旭平;朱曙）
