公布日：2023.08.11

申請日：2023.05.10

分類號：B09B3/38(2022.01)I;B09B3/70(2022.01)I;B09B101/30(2022.01)N

摘要

本發明公開了一種飛灰水洗除鹽除重金屬系統,包括飛灰儲料倉存儲垃圾焚燒后產生的飛灰；預混釜連接至飛灰儲料倉的出口；一級打漿釜接收水和飛灰混合后得到的混合液；一級水灰分離系統連接至一級打漿釜；二級打漿釜連接至一級水灰分離系統的一個出口；二級水灰分離系統連接至二級打漿釜；二級水洗廢水儲罐連接至二級水灰分離系統的一個出口；一級水洗廢水儲罐連接至一級水灰分離系統的一個出口；高效混凝沉淀槽連接至一級水洗廢水儲罐接收水；污泥儲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；蒸發脫鹽系統連接至石英砂過濾器；冷凝液緩沖罐連接至蒸發脫鹽系統；系統通過兩級水灰分離將金屬材料分離。

權利要求書

1.一種飛灰水洗除鹽除重金屬系統,其特征在于,包括:飛灰儲料倉,用于存儲垃圾焚燒后產生的飛灰；預混釜,連接至飛灰儲料倉的出口,以從所述飛灰儲料倉接收的飛灰和水進行混合；一級打漿釜,一個入口連接至從所述預混釜,以接收水和飛灰混合后得到的混合液,并進行攪拌得到第一混合液；一級水灰分離系統,一個入口連接至所述一級打漿釜,用于將接收到的第一混合液進行水灰分離；二級打漿釜,一個入口連接至一級水灰分離系統的一個出口,以接收第一混合液分離后產生的第一固體物質,并對接收的所述第一固體物質加水攪拌得到第二混合液；二級水灰分離系統,一個入口連接至所述二級打漿釜,用于接收第二混合液,并進行水灰分離；二級水洗廢水儲罐,連接至所述二級水灰分離系統的一個出口,以接收第二混合液進行水灰分離后得到的水,并將水輸送至一級打漿釜的另一個入口；一級水洗廢水儲罐,連接至所述一級水灰分離系統的一個出口,以接收對第一混合液進行水灰分離后得到的水,分別將水輸送至預混釜的一個入口和高效混凝沉淀槽；高效混凝沉淀槽,連接至所述一級水洗廢水儲罐,以接收水并進行加藥沉淀；污泥儲罐,連接至所述高效混凝沉淀槽,以接收加藥后產生的固體沉淀物；石英砂過濾器,連接至所述高效混凝沉淀槽,以接收經過沉淀處理后得到的水,并對接收的水進行過濾處理；蒸發脫鹽系統,連接至所述石英砂過濾器,以接收經過過濾的水；以及冷凝液緩沖罐,連接至所述蒸發脫鹽系統,以接收蒸發產生的水蒸氣并進行冷凝，將冷凝得到的水輸送至所述二級打漿釜的另一個入口。

2.一種飛灰水洗除鹽除重金屬方法,其特征在于,包括：將飛灰儲料倉內的飛灰輸送至預混釜；所述預混釜將接收到的飛灰和水進行混合,所述預混釜將混合后的水的和灰飛的混合液輸送至一級打漿釜；所述一級打漿釜對從所述預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水灰分離系統進行分離,分離得到的廢水被輸送至一級水洗廢水儲罐,分離得到的第一固體物質被輸送至所述二級打漿釜；向所述二級打漿釜內加水、第二PAM水溶液和第一固體物質進行攪拌混合,得到第二混合液,并將所述第二混合液輸送至二級水灰分離系統；所述二級水灰分離系統對接收的所述第二混合液進行水灰分離,將分離得到的廢水輸送至二級水洗廢水儲罐,分離得到的固體物質回收利用；所述二級水洗廢水儲罐將接收到的廢水輸送至所述一級打漿釜；所述一級水洗廢水儲罐將廢水回送至所述預混釜用于和飛灰進行混合,或將廢水輸送至高效混凝沉淀槽；在所述高效混凝沉淀槽內添加沉淀藥劑以進行沉淀處理,將產生的固體沉淀物輸送至所述污泥儲罐；所述高效混凝沉淀槽將內部的經過沉淀得到的清水輸送至石英砂過濾器進行過濾,將經過過濾的水輸送至蒸發脫鹽系統；所述蒸發脫鹽系統對接收的水進行蒸發處理,蒸發后得到的固體鹽回收利用,蒸發產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打漿釜。

3.根據權利要求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.根據權利要求2所述飛灰水洗除鹽除重金屬方法,其特征在于,在所述預混釜內將水和飛灰按照體積比重1.2:1至1.5:1,飛灰和水在所述預混釜混合的時間長度是5分鐘至10分鐘。

5.根據權利要求2所述飛灰水洗除鹽除重金屬方法,其特征在于,所述一級打漿釜對從所述預混釜接收到的水和灰飛的混合液加水,并添加第一PAM溶液,之后并進行攪拌,以得到第一混合液；其中,所述一級打漿釜內的水和灰飛的體積比重3:1至3.5:1；其中,所述攪拌持續的時間長度為20分鐘至30分鐘；其中,所述第一PAM溶液當中PAM所占的重量百分比為0.3％。

6.根據權利要求2所述飛灰水洗除鹽除重金屬方法,其特征在于,向所述二級打漿釜內加水、第二PAM水溶液和第一固體物質進行攪拌混合,得到第二混合液,并將所述第二混合液輸送至二級水灰分離系統；其中,所述二級打漿釜內的水和第一固體物質的體積比大于等于3：1；其中,所述第二PAM溶液當中PAM所占的重量百分比為0.3％；其中,所述二級打漿釜攪拌持續的時間長度是15分鐘至20分鐘。

7.根據權利要求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除氟反應區、二級除硬反應區、三級除重金屬反應區、混凝區、絮凝區、沉淀區和緩沖區。

8.根據權利要求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添加沉淀藥劑以進行沉淀處理,將產生的固體沉淀物輸送至所述污泥儲罐,具體包括：在所述一級除氟反應區內廢水內加入液堿將廢水的pH值至11.0,之后在廢水內添加石灰乳并攪拌30分鐘,反應形成氟化鈣,去除水中的氟離子；廢水進一步進所述入二級除硬反應區,在所述二級除硬反應區內,向廢水中加入碳酸鈉并攪拌30分鐘,反應形成碳酸鈣、碳酸鎂,去除水中的鈣、鎂離子；廢水進一步進入所述三級除重金屬反應區,在所述三級除重金屬反應區,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；廢水進一步所述混凝區,在所述混凝區,向廢水中加入PAC反應持續15分鐘；廢水進一步所述絮凝區,在所述絮凝區,向廢水中加入PAM反應15分鐘；廢水進一步所述沉淀區內持續沉淀3小時至4小時,以得到固體沉淀物。

9.根據權利要求8所述飛灰水洗除鹽除重金屬方法,其特征在于,在所述廢水進一步所述沉淀區內持續沉淀3小時至4小時,以得到固體沉淀物之后,還包括：將所述沉淀區內的上部的清水輸送至緩沖區,在所述緩沖區內向清水中加酸以將清水的pH調整為中性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種飛灰水洗除鹽除重金屬系統和方法,通過兩級水灰分離，將灰中包含的金屬材料分離除去。

為達到本發明之目的,采用如下技術方案：

第一方面,提供一種飛灰水洗除鹽除重金屬系統,包括:

飛灰儲料倉,用于存儲垃圾焚燒后產生的飛灰；

預混釜,連接至飛灰儲料倉的出口,以從所述飛灰儲料倉接收的飛灰和水進行混合；

一級打漿釜,一個入口連接至從所述預混釜,以接收水和飛灰混合后得到的混合液,并進行攪拌得到第一混合液；

一級水灰分離系統,一個入口連接至所述一級打漿釜,用于將接收到的第一混合液進行水灰分離；

二級打漿釜,一個入口連接至一級水灰分離系統的一個出口,以接收第一混合液分離后產生的第一固體物質,并對接收的所述第一固體物質加水攪拌得到第二混合液；

二級水灰分離系統,一個入口連接至所述二級打漿釜,用于接收第二混合液,并進行水灰分離；

二級水洗廢水儲罐,連接至所述二級水灰分離系統的一個出口,以接收第二混合液進行水灰分離后得到的水,并將水輸送至一級打漿釜的另一個入口；

一級水洗廢水儲罐,連接至所述一級水灰分離系統的一個出口,以接收對第一混合液進行水灰分離后得到的水,分別將水輸送至預混釜的一個入口和高效混凝沉淀槽；

高效混凝沉淀槽,連接至所述一級水洗廢水儲罐,以接收水并進行加藥沉淀；

污泥儲罐,連接至所述高效混凝沉淀槽,以接收加藥后產生的固體沉淀物；

石英砂過濾器,連接至所述高效混凝沉淀槽,以接收經過沉淀處理后得到的水,并對接收的水進行過濾處理；

蒸發脫鹽系統,連接至所述石英砂過濾器,以接收經過過濾的水；以及

冷凝液緩沖罐,連接至所述蒸發脫鹽系統,以接收蒸發產生的水蒸氣并進行冷凝，將冷凝得到的水輸送至所述二級打漿釜的另一個入口。

第二方面,提供一種飛灰水洗除鹽除重金屬方法,包括：

將飛灰儲料倉內的飛灰輸送至預混釜；

所述預混釜將接收到的飛灰和水進行混合,所述預混釜將混合后的水的和灰飛的混合液輸送至一級打漿釜；

所述一級打漿釜對從所述預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水灰分離系統進行分離,分離得到的廢水被輸送至一級水洗廢水儲罐,分離得到的第一固體物質被輸送至所述二級打漿釜；

向所述二級打漿釜內加水、第二PAM水溶液和第一固體物質進行攪拌混合,得到第二混合液,并將所述第二混合液輸送至二級水灰分離系統；

所述二級水灰分離系統對接收的所述第二混合液進行水灰分離,將分離得到的廢水輸送至二級水洗廢水儲罐,分離得到的固體物質回收利用；

所述二級水洗廢水儲罐將接收到的廢水輸送至所述一級打漿釜；

所述一級水洗廢水儲罐將廢水回送至所述預混釜用于和飛灰進行混合,或將廢水輸送至高效混凝沉淀槽；

在所述高效混凝沉淀槽內添加沉淀藥劑以進行沉淀處理,將產生的固體沉淀物輸送至所述污泥儲罐；

所述高效混凝沉淀槽將內部的經過沉淀得到的清水輸送至石英砂過濾器進行過濾,將經過過濾的水輸送至蒸發脫鹽系統；

所述蒸發脫鹽系統對接收的水進行蒸發處理,蒸發后得到的固體鹽回收利用,蒸發產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打漿釜。

在至少一個實施方式中,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。

在至少一個實施方式中,在所述預混釜內將水和飛灰按照體積比重1.2:1至1.5:1,飛灰和水在所述預混釜混合的時間長度是5分鐘至10分鐘。

在至少一個實施方式中,所述一級打漿釜對從所述預混釜接收到的水和灰飛的混合液加水,并添加第一PAM溶液,之后并進行攪拌,以得到第一混合液；

其中,所述一級打漿釜內的水和灰飛的體積比重3:1至3.5:1；

其中,所述攪拌持續的時間長度為20分鐘至30分鐘；

其中,所述第一PAM溶液當中PAM所占的重量百分比為0.3％。

在至少一個實施方式中,向所述二級打漿釜內加水、第二PAM水溶液和第一固體物質進行攪拌混合,得到第二混合液,并將所述第二混合液輸送至二級水灰分離系統；

其中,所述二級打漿釜內的水和第一固體物質的體積比大于等于3：1；

其中,所述第二PAM溶液當中PAM所占的重量百分比為0.3％；

其中,所述二級打漿釜攪拌持續的時間長度是15分鐘至20分鐘。

在至少一個實施方式中,所述高效混凝沉淀槽包括依次連通的一級除氟反應區、二級除硬反應區、三級除重金屬反應區、混凝區、絮凝區、沉淀區和緩沖區。

在至少一個實施方式中,在所述高效混凝沉淀槽內添加沉淀藥劑以進行沉淀處理,將產生的固體沉淀物輸送至所述污泥儲罐,具體包括：

在所述一級除氟反應區內廢水內加入液堿將廢水的pH值至11.0,之后在廢水內添加石灰乳并攪拌30分鐘,反應形成氟化鈣,去除水中的氟離子；

廢水進一步進所述入二級除硬反應區,在所述二級除硬反應區內,向廢水中加入碳酸鈉并攪拌30分鐘,反應形成碳酸鈣、碳酸鎂,去除水中的鈣、鎂離子；

廢水進一步進入所述三級除重金屬反應區,在所述三級除重金屬反應區,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；

廢水進一步所述混凝區,在所述混凝區,向廢水中加入PAC反應持續15分鐘；

廢水進一步所述絮凝區,在所述絮凝區,向廢水中加入PAM反應15分鐘；

廢水進一步所述沉淀區內持續沉淀3小時至4小時,以得到固體沉淀物。

在至少一個實施方式中,在所述廢水進一步所述沉淀區內持續沉淀3小時至4小時,以得到固體沉淀物之后,還包括：

將所述沉淀區內的上部的清水輸送至緩沖區,在所述緩沖區內向清水中加酸以將清水的pH調整為中性。

與現有技術相比,本發明具有如下有益效果：

首先,通過在預混釜和一級打漿釜內分別將灰和水進行混合,并充分攪拌均勻,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。

所述一級水灰分離系統對水、灰、聚合物進行分離,其中灰和聚合物以固體形式被分離出,并被輸送至二級打漿釜。在所述二級打漿釜再次和水、第二聚丙烯酰胺(PAM)水溶液進行混合,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,通過在所述二級打漿釜內對灰進行第二次的水溶解、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在二級水灰分離系統內被分離出來,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。

從所述一級水灰分離系統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一步的分離出來，實現對灰中的包含的金屬材料的徹底的分離。對分離后得到的灰和固體鹽,可以分別重復利用,實現資源的回收重復利用。

（發明人：李鵬程;翟旭平;朱曙）