一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的装置及工艺的制作方法

1.本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的装置及工艺。


背景技术：

2.随着我国城市经济的高速发展，城市垃圾产量与日俱增，年均增长8～10％。国内外城市生活垃圾的基本处理方式为填埋、焚烧和堆肥，焚烧法因其占地面积少、处理时间短、减量化显著(减质量一般可达70％，减体积可达90％)、无害化处理较彻底以及可回收垃圾焚烧余热等优势，已逐渐成为城市垃圾处理的趋势。
3.焚烧飞灰是指在垃圾焚烧厂烟气净化系统收集而得的焚烧残余物，国内每吨垃圾焚烧的飞灰产生量为30～200kg，其中炉排炉较少为30-50kg，流化床较高为100-150kg。飞灰因其中含有浸出毒性很高的重金属、可溶性盐类和有机氯化物(多氯联苯和二噁英)，被普遍认为是一种危险废物，对环境威胁极大。焚烧飞灰的表面和内部均富集大量重金属，其中以zn和pb最多，浸出浓度高达35.84mg/l和5.98mg/l，直接填埋会严重污染地下水质。
4.目前，国内主要采用水泥固化和螯合剂稳定的方法处置飞灰，固化后的飞灰主要运至生活垃圾填埋场填埋。少量经过预处理水洗后通过水泥窑协同处置后制备水泥，飞灰中含有大量的氢氧化钙及氯盐，氯盐含量过高，氢氧化钙浆液的粘度大，水洗过程混合无法均匀、过滤时容易堵，导致水洗脱氯效果低下，影响后续水泥窑协同处置或其他无害化处理。水洗后的飞灰过滤渣重量为原始飞灰的1.1～1.3倍，导致水泥窑协同处置或无害化处理的负担过重，特别是在没有水泥窑协同处置装置的地区，无害化处理费用高，导致飞灰的处理成本急剧加大。
5.因此，需要对现有技术进行改进。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是提供一种高效的一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的装置及工艺。
7.为解决上述技术问题，本发明提供一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的工艺，包括以下步骤：
8.步骤一、飞灰与水加入到第一水洗过滤装置中进行浆化洗涤，飞灰与水按照质量比1：1～10混合洗涤，然后过滤，得到第一水洗过滤装置过滤后的滤液和第一水洗过滤装置过滤后的滤饼；
9.步骤二、将第一水洗过滤装置过滤后的滤饼加入到第二反应装置中，再加入盐酸进行反应，盐酸的质量含量为10-31％，控制反应终点ph为1.0-4.0之间；得到第二反应装置反应后的酸性浆液；
10.步骤三、将第二反应装置反应后的酸性浆液加入到第一酸洗过滤装置中进行过滤，得到第一酸洗过滤装置过滤后的酸性滤饼和第一酸洗过滤装置过滤后的酸性滤液；
11.步骤四、将第一酸洗过滤装置过滤后的酸性滤饼加入到第二水洗过滤装置中，然后加入水，第一酸洗过滤装置过滤后的酸性滤饼与水按照质量比1：1～10混合洗涤，然后过滤，得到第二水洗过滤装置过滤后的滤液和第二水洗过滤装置过滤后的滤饼；
12.步骤五、将第二水洗过滤装置过滤后的滤饼无害化处理。
13.作为对本发明一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的工艺的改进：还包括以下步骤：
14.步骤六、将第一水洗过滤装置过滤后的滤液加入到第一反应装置中进行预处理，加入碳酸钠进行反应，除去第一水洗过滤装置过滤后的滤液中的钙镁离子，剩下的滤液主要成分为氯化钠和氯化钾，作为第一反应装置预处理后的滤液；
15.步骤七、将第一反应装置预处理后的滤液加入到结晶分盐装置中进行蒸发结晶，得到符合标准的氯化钠晶体，氯化钠晶体过滤包装后外售；
16.然后再冷却结晶，得到符合标准的氯化钾晶体，氯化钾晶体过滤包装后外售，母液循环回蒸发结晶系统；
17.结晶分盐装置得到的蒸汽冷凝水加入到水洗工序的第一水洗过滤装置中循环使用。
18.作为对本发明一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的工艺的改进：还包括以下步骤：
19.步骤八、将第一酸洗过滤装置过滤后的酸性滤液和第二水洗过滤装置过滤后的滤液共同加入到第三反应装置中混合，加入液碱或氢氧化钙，调节ph到9-12，将滤液中的重金属、铝离子和镁离子转为氢氧化物后析出，然后过滤，剩下的主要为氯化钙溶液，作为第三反应装置反应后的溶液；
20.步骤九、将第三反应装置反应后的溶液加入到第一过滤装置中过滤，得到第一过滤装置过滤后的滤饼和第一过滤装置过滤后的滤液；
21.步骤十、将第一过滤装置过滤后的滤液加入蒸发浓缩装置中进行蒸发浓缩；蒸发浓缩装置的蒸汽冷凝水部分回到第二次水洗工序中的第二水洗过滤装置回用，多余的部分外排。
22.作为对本发明一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的工艺的改进：
23.步骤十蒸发浓缩有以下三种处理方法：
24.1)浓缩到氯化钙含量在50-65％之间，然后加入到冷却结晶装置中进行冷却结晶，得到片状二水氯化钙，再干燥后得到符合标准的片状二水氯化钙外售；
25.2)浓缩到氯化钙含量在35-45％之间，然后进行沸腾造粒，制备无水颗粒氯化钙；
26.3)浓缩到氯化钙含量在35-45％之间后以符合标准的液体氯化钙产品外售。
27.作为对本发明一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的工艺的改进：
28.在步骤一中：
29.混合洗涤过滤可以采用一次洗涤，一次过滤；也可以进行2-4次逆流洗涤然后过滤；
30.第一水洗过滤装置中加入的水的一部分为结晶分盐装置得到的蒸汽冷凝水；
31.在步骤四中：
32.混合洗涤过滤可以采用一次洗涤，一次过滤；也可以进行2-4次逆流洗涤然后过滤；
33.第二水洗过滤装置中加入的水全部或部分为蒸发浓缩装置得到的蒸汽冷凝水。
34.作为对本发明一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的工艺的改进：
35.步骤五的无害化处理包括去除二噁英后实现无害化处理，或去水泥窑协同处置实现无害化处理。
36.本发明还提供一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的装置，包括第一水洗过滤装置、第二反应装置、第一酸洗过滤装置和第二水洗过滤装置；
37.所述第一水洗过滤装置的滤渣出口与第二反应装置的进口连接；
38.所述第二反应装置的出口与第一酸洗过滤装置的进口连接；
39.所述第一酸洗过滤装置的滤渣出口与第二水洗过滤装置的进口连接。
40.作为对本发明一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的装置的改进：
41.还包括第一反应装置和结晶分盐装置；
42.所述第一水洗过滤装置的滤液出口与第一反应装置的进口连接；
43.所述第一反应装置的出口与结晶分盐装置的进口连接；
44.所述结晶分盐装置的冷凝水出口与第一水洗过滤装置的进口连接。
45.作为对本发明一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的装置的改进：
46.还包括第三反应装置、第一过滤装置、蒸发浓缩装置、冷却结晶装置和干燥装置
47.所述第一酸洗过滤装置的滤液出口与第三反应装置的进口连接；
48.所述第二水洗过滤装置的滤液出口与第三反应装置的进口连接；
49.所述第三反应装置的出口与第一过滤装置的进口连接；
50.所述第一过滤装置的滤液出口与蒸发浓缩装置的进口连接；
51.所述蒸发浓缩装置的冷凝水出口与第二水洗过滤装置的进口连接；
52.所述蒸发浓缩装置的固体出口与冷却结晶装置的进口连接；
53.所述冷却结晶装置的出口与干燥装置的进口连接。
54.作为对本发明一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的装置的改进：
55.所述第一水洗过滤装置和第二水洗过滤装置用于加水后过滤溶液；
56.所述第一酸洗过滤装置和第一过滤装置用于过滤溶液；
57.所述第一反应装置、第二反应装置和第三反应装置用于飞灰的反应；
58.所述结晶分盐装置用于蒸发结晶和冷却结晶；
59.所述冷却结晶装置用于冷却结晶；
60.所述干燥装置用于干燥。
61.本发明一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的装置及工艺的技术优势为：
62.1、实现了飞灰的无害化处置，通过第一次水洗、酸洗、第二次水洗，将飞灰中的危害物氯离子、可溶性盐、重金属都洗出，剩余的飞灰渣的主要成分为二氧化硅、硫酸钙和少量的二噁英，通过高温催化氧化解毒或水泥窑协同处置，实现了飞灰的完全无害化处理；
63.2、实现了垃圾焚烧飞灰的减量化，资源化，将飞灰中的碳酸钙氧化钙转换为片状二水氯化钙或无水颗粒氯化钙外售，飞灰中的钾离子和钠离子，以氯化钾和氯化钠的结晶后外售，本工艺将飞灰中的主要成分钙、钠、钾、氯等元素进行了资源化，经过第一次水洗、酸洗、第二次水洗后的飞灰渣的质量约是原始飞灰质量的30％左右，实现了减量化，大大的降低了飞灰解毒工序或水泥窑协同处理的处置量和成本。
64.因此本发明整个工艺把飞灰的各个成分得以利用，达到了全元素回收的效果，具
有重要的经济效益和社会效益。
附图说明
65.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
66.图1是本发明一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的装置的模块示意图。
具体实施方式
67.下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
68.实施例1、一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的装置，如图1所示，包括第一水洗过滤装置1、第一反应装置2、结晶分盐装置3、第二反应装置4、第一酸洗过滤装置5、第二水洗过滤装置6、第三反应装置7、第一过滤装置8、蒸发浓缩装置9、冷却结晶装置10和干燥装置11。
69.第一水洗过滤装置1的滤液出口与第一反应装置2的进口连接；
70.第一反应装置2的出口与结晶分盐装置3的进口连接；
71.结晶分盐装置3的冷凝水出口与第一水洗过滤装置1的进口连接；
72.第一水洗过滤装置1的滤渣出口与第二反应装置4的进口连接；
73.第二反应装置4的出口与第一酸洗过滤装置5的进口连接；
74.第一酸洗过滤装置5的滤渣出口与第二水洗过滤装置6的进口连接；
75.第一酸洗过滤装置5的滤液出口与第三反应装置7的进口连接；
76.第二水洗过滤装置6的滤液出口与第三反应装置7的进口连接；
77.第三反应装置7的出口与第一过滤装置8的进口连接；
78.第一过滤装置8的滤液出口与蒸发浓缩装置9的进口连接；
79.蒸发浓缩装置9的冷凝水出口与第二水洗过滤装置6的进口连接；
80.蒸发浓缩装置9的固体出口与冷却结晶装置10的进口连接；
81.冷却结晶装置10的出口与干燥装置11的进口连接。
82.第一水洗过滤装置1和第二水洗过滤装置6用于加水后过滤溶液；
83.第一酸洗过滤装置5和第一过滤装置8用于过滤溶液；
84.第一反应装置2、第二反应装置4和第三反应装置7用于飞灰的反应；
85.结晶分盐装置3用于蒸发结晶和冷却结晶；
86.冷却结晶装置10用于冷却结晶；
87.干燥装置11用于干燥。
88.一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的工艺，包括以下步骤：
89.步骤一、飞灰与水加入到第一水洗过滤装置(1)中进行浆化洗涤，浆化后的飞灰与水按照质量比1：2(范围为1：1到1：10)混合洗涤，然后过滤，得到第一水洗过滤装置(1)过滤后的滤液和第一水洗过滤装置(1)过滤后的滤饼；
90.混合洗涤过滤可以采用一次洗涤，一次过滤；也可以进行2-4次逆流洗涤然后过滤；
91.第一水洗过滤装置1中加入的水的一部分为结晶分盐装置3得到的蒸汽冷凝水；
92.步骤二、将第一水洗过滤装置1过滤后的滤饼加入到第二反应装置4中，再加入盐
酸(质量含量为10-31％)进行反应，控制反应终点ph为1.0-4.0之间；得到第二反应装置4反应后的酸性浆液；
93.步骤三、将第二反应装置4反应后的酸性浆液加入到第一酸洗过滤装置5中进行过滤，得到第一酸洗过滤装置5过滤后的酸性滤饼和第一酸洗过滤装置5过滤后的酸性滤液；
94.步骤四、将第一酸洗过滤装置5过滤后的酸性滤饼加入到第二水洗过滤装置6中，然后加入水，第一酸洗过滤装置5过滤后的酸性滤饼与水按照质量比1：5混合洗涤，然后过滤，得到第二水洗过滤装置6过滤后的滤液和第二水洗过滤装置6过滤后的滤饼；
95.混合洗涤过滤可以采用一次洗涤，一次过滤；也可以进行2-4次逆流洗涤然后过滤；
96.第二水洗过滤装置6中加入的水全部或部分为蒸发浓缩装置9得到的蒸汽冷凝水；
97.步骤五、将第二水洗过滤装置6过滤后的滤饼无害化处理；
98.无害化处理包括去除二噁英后实现无害化处理，或去水泥窑协同处置实现无害化处理；
99.步骤六、将第一水洗过滤装置1过滤后的滤液加入到第一反应装置2中进行预处理，加入碳酸钠进行反应，除去第一水洗过滤装置1过滤后的滤液中的钙镁离子，剩下的滤液主要成分为氯化钠氯化钾，作为第一反应装置2预处理后的滤液；
100.步骤七、将第一反应装置2预处理后的滤液加入到结晶分盐装置3中进行蒸发结晶，得到符合标准的氯化钠晶体，氯化钠晶体过滤包装后外售；
101.然后再冷却结晶，得到符合标准的氯化钾晶体，氯化钾晶体过滤包装后外售，母液循环回蒸发结晶系统。
102.结晶分盐装置3得到的蒸汽冷凝水加入到水洗工序的第一水洗过滤装置1中循环使用。
103.步骤八、将第一酸洗过滤装置5过滤后的酸性滤液和第二水洗过滤装置6过滤后的滤液共同加入到第三反应装置7中混合，加入液碱或氢氧化钙，调节ph到9-12，将滤液中的重金属、铝离子、镁离子转为氢氧化物后析出，然后过滤，剩下的主要为氯化钙溶液，作为第三反应装置7反应后的溶液；
104.步骤九、将第三反应装置7反应后的溶液加入到第一过滤装置8中过滤，得到第一过滤装置8过滤后的滤饼和第一过滤装置8过滤后的滤液；
105.步骤十、将第一过滤装置8过滤后的滤液加入蒸发浓缩装置9中进行蒸发浓缩，蒸发浓缩装置9的蒸汽冷凝水部分回到第二次水洗工序中的第二水洗过滤装置6回用，多余的部分外排。蒸发浓缩具体有以下三种处理方法：
106.(1)浓缩到氯化钙含量在50-65％之间，然后加入到冷却结晶装置10中进行冷却结晶，得到片状二水氯化钙，再干燥后得到符合标准的片状二水氯化钙。蒸发浓缩装置9的蒸汽冷凝水部分回到第二次水洗工序中的第二水洗过滤装置6回用，多余的部分外排或外售；
107.(2)浓缩到氯化钙含量在35-45％之间，然后进行沸腾造粒，制的无水颗粒氯化钙。蒸发浓缩的蒸汽冷凝水部分回到第二次水洗工序中的第二水洗过滤装置6回用，多余的部分外排或外售；
108.(3)浓缩到氯化钙含量在35-45％之间后外售，蒸发浓缩的蒸汽冷凝水部分回到第二次水洗工序中的第二水洗过滤装置6回用，多余的部分外排或外售。
109.最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。