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CN116197206A - 一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法 - Google Patents

一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法，对利用钠基脱酸净化垃圾焚烧烟气产生的飞灰进行水洗，通过钠基脱酸飞灰水洗可最大限度的降低水洗残渣的数量，并实现灰水比1:3能够达到飞灰水洗水泥窑协同处置标准。一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法，包括以下过程：飞灰进行一级水洗，一级水洗分离重固相、轻固相、液体三相，一级水洗中水使用的是二级水洗中的母液；一级水洗湿渣中的重固相进行二级水洗固液分离，二级水洗分离固液两相；二级水洗中水使用的是三级水洗中的母液；二级水洗湿渣进入三级水洗固液分离，三级水洗分离固液两相；三级水洗流程中水使用的是新鲜水；新鲜水进水温度为37~46℃，粉灰与新鲜水的比例＞1:3、水洗流程停留时间大于30min。

Description

一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法。
背景技术
目前垃圾焚烧飞灰大多为钙基（氢氧化钙）烟气净化得到的飞灰。其处置主要有两种方法，一是在飞灰中加入螯合剂和水泥，固化后填埋。二是将飞灰进行水洗，水洗渣进入水泥窑协同处置，水洗后的盐未能得以很好的处置。
传统钙基（氢氧化钙）烟气脱酸技术产生垃圾焚烧量3-5%的飞灰，总量巨大。螯合固化填埋不仅需要占用大量的土地资源，同时由于存在稳定失效、渗漏等原因存在二次污染的风险。螯合固化填埋后给后期处置带来更大的困难。
基于钙基水洗飞灰减量不大，水洗渣占飞灰总量60%-70%。同时飞灰中硫酸钙不能被洗出，在水泥窑协同处置过程中再次排出有害气体二氧化硫，形成新的污染。钙基飞灰水洗出来大量的钙盐没有太大的利用价值，且后期处置难度大成本高。
因此，现有技术中有选择用纳基（碳酸氢钠）对垃圾焚烧烟气进行净化，其将产生的飞灰通过水洗将其中的可溶性盐分离出来，水洗后的残渣用于水泥生产原料，分离出的盐作为化工原料加以利用。
三级逆流水洗是飞灰水洗常用的水洗工艺，其特点是用最少的水洗更多的盐。基于三级逆流水洗这个大技术方向的基础中，现有技术中公开了较多的钙基三级逆流水洗工艺，但是现有技术中还没有钠基三级逆流水洗工艺的公开。
而申请人在研究过程中，发现如果按照钙基飞灰水洗工艺公开的方法，那么采用灰水1:3这个比例来洗的话，洗不干净钠基飞灰，这是因为钠基飞灰中可溶性盐的比例比钙基飞灰中可溶性盐比例高出20%以上。钙基飞灰中可溶性盐主要是氯化钙和氯化钾。钠基飞灰中可溶性盐的组分主要是硫酸钠、氯化钠和氯化钾。因此，直接采用钙基水洗工艺无法达到洗涤效果。
发明内容
本发明的目的在于提供基于一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法，对利用钠基（碳酸氢钠）脱酸净化垃圾焚烧烟气产生的飞灰进行水洗，通过钠基脱酸飞灰水洗可最大限度的降低水洗残渣的数量，并实现灰水比1:3能够达到飞灰水洗水泥窑协同处置标准。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法，包括以下过程：
飞灰进行一级水洗，一级水洗分离重固相、轻固相、液体三相，一级水洗中水使用的是二级水洗中的母液；
一级水洗湿渣中的重固相进行二级水洗固液分离，二级水洗分离固液两相；二级水洗中水使用的是三级水洗中的母液；
二级水洗湿渣进入三级水洗固液分离，三级水洗分离固液两相；三级水洗流程中水使用的是新鲜水；
新鲜水进水温度为37~46℃，粉灰与新鲜水的比例＞1:3、水洗流程停留时间大于30min。
作为一种优选技术方案，一级水洗母液中添加PAM溶液及硫化钠溶进行悬浮液沉降处理和去除高价金属离子，将经过沉降的一级水洗母液进行固液分离、粗滤、精滤后送入下一工段。
作为一种优选技术方案，粉灰和新鲜水的比例1:3。
作为一种优选技术方案，新鲜水进水温度为40℃。
作为一种优选技术方案，水洗流程停留时间为30min。
作为一种优选技术方案，三级水洗湿渣含湿率≤25%。
附图说明
图1为本发明中的混盐的相图；
图2为三级水洗渣含水率与氯离子含量对比。
具体实施方式
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法，下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法，包括以下过程：
一级水洗：飞灰进入一级水洗流程（在洗涤罐中洗涤），一级水洗固液分离一级水洗分离出固固液三相，温度在40℃；一次性分离出溶液中的重固相和轻固相；
一级水洗母液中添加PAM溶液及硫化钠溶进行悬浮液沉降处理和去除高价金属离子，将经过沉降的一级水洗母液进行固液分离、粗滤、精滤后送入下一工段。下一工段是指对母液进行分盐处理。
二级水洗：一级水洗分离出的湿渣进入二级水洗流程，洗涤后进行固液分离。
三级水洗：二级水洗分离出的湿渣进入三级水洗流程，洗涤后固液分离，三级水洗离心机采用过滤式平板离心机以确保分离出的固相含湿率≤25%。三级水洗流程中水使用的是新鲜水；
本发明所述水洗工艺能实现洗涤后渣中氯离子含量低于1%。
由于在钠基垃圾焚烧飞灰中，含有轻固相、重固相，其中，轻固相的含量低于1%。因此，在一级水洗过程中，必须要分离出水洗母液、重固相、轻固相。轻固相主要为烟气净化过程中加入的活性炭及二噁英等有机组分。
二级离心分离重固相和二洗母液。
三级离心机才用了平板离心机分离，平板离心机其处理后的滤渣含水量会更低，而氯离子存在于水中，含水量低，就会使得滤渣中氯离子含量更低。
进一步的，本实施例中，对洗涤温度进行了控制，钠基对烟气进行处理后的飞灰中含有混盐，根据混盐的相图，40℃时是混盐溶解的峰值，此时混盐的溶解度最好。
再进一步的，洗涤时间越长，洗涤约干净，但是洗涤时间越长，就会导致能耗更高、处理量变低，因此，需要找到一个平衡值。
再进一步的，灰水比是很重要的指标，一般来说，用水量越大，那么飞灰在水中溶解量就更大，水洗得更干净，但是用水量一大，会导致后续的水洗液处理过程能耗变高，因此，在尽量降低用水量的前提下，如何能将飞灰洗干净（按照技术指标，是指渣中氯离子含量1%），是非常重要的一点。
进一步，在本发明中，一级水洗时分离出重固相、轻固相是非常核心的工艺步骤，因为必须要将轻固相和重固相分别分离后，对后续水洗盐的充分溶出有关键作用。因为若不分离出轻固相，轻固相会在后续水洗过程中吸附氯离子，导致氯离子难以洗出。
本实施例，一洗分离时分离出三相是非常重要的，具体如下表所示：
表1：
Figure 460827DEST_PATH_IMAGE002
本实施例中，对滤渣的含湿率进行控制，对含湿率的控制与灰水比、水洗温度、洗涤时长及离心机的选择皆密切相关。水洗过程渣的含湿量，具体如下表所示：
表2：洗涤参数及效果
Figure 158394DEST_PATH_IMAGE004
水洗过程中在灰水比、洗涤温度、停留时间及三级水洗出渣含湿率发生变化情况下，洗涤效果变化如下表。
表3：温度对洗涤效果的影响
Figure 672551DEST_PATH_IMAGE005
表4：洗涤时间对洗涤效果的影响
Figure 54379DEST_PATH_IMAGE007
表5含湿率对洗涤效果的影响
Figure 570548DEST_PATH_IMAGE008
表6：灰水比对洗涤效果的影响
Figure DEST_PATH_IMAGE009
从表3中可以看出，在水洗时间为30min、三级滤渣含湿率控制在25%、灰水比为1:3这三个参数不变，水洗温度在37~46℃变化时，三级滤渣中氯离子含量＜1%，而在温度为40℃的时候由于其溶解度最大洗涤效果最佳，超过40℃效果变化不大。因此，40℃温度可确定为最佳洗涤温度。
从表4中可以看出在水洗温度为40℃、三级滤渣含湿率控制在25%、灰水比为1:3不变的情况下，改变水洗时间，水洗时间为30min时氯离子含量为0.84%，超过30分钟的洗涤时间并不能明显提高洗涤效果。因而确定30分钟洗涤时间是经济有效的洗涤时间。
从表5中可以看出，在水洗温度为40℃、水洗停留时间为30min、灰水比为1:3不变情况下，改变三级水洗渣含湿率，当含湿率为25%时渣中氯离子为0.84%，进一步减少含湿率难度较大，同时氯离子含量并没有明显降低。
从表6中可以看出，在水洗温度为40℃、水洗停留时间为30min、三级含湿率控制在25%不变情况下、改变灰水比，当灰水比为1:3以上时氯离子含量为0.85%，超过1:3的灰水比对滤渣中氯离子含量影响并不大。但是用水量越大，水洗母液的后续处理能耗就越高，因此确定1:3的灰水比为最佳点。
总的来说，飞灰水洗工艺需要综合考虑到能耗、处理量、尽量少的水洗更多飞灰，因此需要对水洗停留时间、水洗温度、三级湿渣含湿率及灰水比进行综合控制。
下表为当水洗时间、水洗温度、三级湿渣含湿率发生变化时，若要使得三级湿渣氯离子含量低于1%时，对应的用水量（灰水比）：
表7：温度、时间和含湿率对灰水比的影响
Figure DEST_PATH_IMAGE010
从此表中可以看出，若停留时间、水洗温度、三级湿渣含湿率控制不好，则需要使用更多的水，能耗更高。
值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法，其特征在于，包括以下过程：
飞灰进行一级水洗，一级水洗分离重固相、轻固相、液体三相，一级水洗中水使用的是二级水洗中的母液；
一级水洗湿渣中的重固相进行二级水洗固液分离，二级水洗分离固液两相；二级水洗中水使用的是三级水洗中的母液；
二级水洗湿渣进入三级水洗固液分离，三级水洗分离固液两相；三级水洗流程中水使用的是新鲜水；
新鲜水进水温度为37~46℃，粉灰与新鲜水的比例＞1:3、水洗流程停留时间大于30min。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法，其特征在于，一级水洗母液中添加PAM溶液及硫化钠溶进行悬浮液沉降处理和去除高价金属离子，将经过沉降的一级水洗母液进行固液分离、粗滤、精滤后送入下一工段。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法，其特征在于，粉灰和新鲜水的比例1:3。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法，其特征在于，新鲜水进水温度为40℃。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法，其特征在于，水洗流程停留时间为30min。
6.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧钠基飞灰水洗方法，其特征在于，三级水洗湿渣含湿率≤25%。
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