CN110282797A - 基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收***及方法，该方法为将高盐高酸废水进入废水调节池匀质匀量，废水由供料泵提至混凝沉淀池，并向混沉淀池中加入药剂，将废水中重金属及悬浮物进行去除，沉淀池固液分离后的废水经中间水池后由泵泵入过滤或软化***进行深度处理，高盐水进入蒸发结晶***进行分步分离氯化钠、氯化钾，母液回流混凝沉淀池分离硫酸盐。本发明有效去除水中污染物，回收回用水，针对性的开发钠、钾、氯、硫酸根等四元体系盐分离***，得到符合相应标准的工业副产品，解决了高盐废水“零排放”工艺中杂盐分离回收问题，解决了等离子体熔融后二次飞灰的再利用问题。

Description

基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收***及方法
技术领域
本发明涉及危险废物处理处置与资源化回收领域，具体涉及一种基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离及回收***。
背景技术
近年来，垃圾焚烧以其减量化、无害化、资源化的优势，逐步成为我国生活垃圾处理的主流趋势。但是焚烧过程产生的大量飞灰富含高浓度的氯盐、高含量且极易浸出的重金属和痕量的持久性有机污染物(二恶英、呋喃)，被世界各国列为危险废弃物。熔融固化可将飞灰减量化、无害化及资源化做到极致，是目前最先进的飞灰处置技术之一，等离子体熔融具备高效率处置飞灰而越来越受重视。但垃圾焚烧飞灰中存在大量的易溶性盐，主要以KCl、NaCl、MgCl2、ZnCl2、CaCl2等氯盐的形式存在，无机氯盐还会在等离子体熔融时随烟气挥发出来易形成二次飞灰，造成二次污染。烟气湿法处理是解决等离子体熔融烟气二次污染行之有效的方法，但其将烟气中氯化物洗脱下形成高盐废水水质成分复杂，且经过处理尤其是蒸发结晶后所得杂盐（主要为氯化钠、氯化钾、硫酸钠等）仍属危废，因此如何将高盐废水中的杂盐有效分离出来是二次飞灰综合利用亟待解决的问题。
中国专利CN201210011044与CN201610889351主要针对氯化钠与氯化钾、氯化钠与硫酸钠两种杂盐进行分离，但高盐水中三种以上杂盐分离，尤其是钠、钾、氯、硫酸根等四元复杂体系中的盐分离较少。本发明基于高盐水水质特点，针对性的开发钠、钾、氯、硫酸根等四元体系盐分离***，得到符合相应标准的工业副产品，解决了高盐废水“零排放”工艺中杂盐分离回收问题，解决了等离子体熔融后二次飞灰的再利用问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收方法，。
为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：一种基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离及回收方法，包括如下步骤：
（1）将调节池中高盐废水匀质匀量后，由供料泵将废水打入一级混凝沉淀池，加入药剂混凝沉淀分离；
（2）沉淀分离后的上层高盐水进入废水深度处理***处理，去除水中残余的悬浮物与微量的重金属离子或钙镁离子后排入蒸发结晶***；
（3）高盐水在蒸发结晶***中先预热后，依次经过强制循环、分离、压缩、结晶、离心、二次冷却结晶、二次离心后得到氯化钠、氯化钾结晶盐，分离后的母液罐中含有硫酸盐，回流至二级混凝沉淀***中再次药剂去除，得到硫酸钙进行回收，母液回流至中间水池后循环蒸发结晶分盐；
（1）将得到的氯化钠、氯化钾结晶盐分别用少量的冷凝水进行清洗后离心干燥，得到高纯度盐。
进一步地，步骤（1）中所述的高盐废水为垃圾焚烧飞灰经等离子体熔融处理后的烟气洗脱废水；所述高盐废水中氯化氢的含量为1～8%，氯化钠含量5～20%，氯化钾含量3～10%，硫酸钠含量0.5～2%，氯化钙镁含量0.5～1%，氯化重金属含量4～7%，重金属主要为Mn、Cr、Zn、Pb、Cd、Cu、Hg、Ni其中的一种或几种。
进一步地，步骤（1）中一级混凝沉淀池采用机械搅拌、水力搅拌、空气搅拌中一种或几种，其混凝沉淀时间为10～120min。
进一步地，所述步骤（1）中一级混凝沉淀池采用多级混凝沉淀工艺，所加混凝药剂为氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠、氢氧化钙、氧化钙中的一种或几种。
进一步地，步骤（1）中沉淀之后的重金属污泥为Mn(OH)2、Cr(OH)2、Cd(OH)2、Ni(OH)2、Ca(OH)2、Mg(OH)2中的一种或几种，沉淀之后的重金属污泥经清洗、脱水、干化后采用固定化技术处理后做建材原料。
进一步地，步骤（2）中废水深度处理***主要为砂滤器、袋式过滤器、精密过滤器、离子交换树脂中的一种或几种。
进一步地，所述步骤（3）中控制高盐水预热温度为70～90℃，强制循环温度为85～120℃，二次冷却结晶温度为20～60℃，分离压力控制为-0.1～0Mpa。
进一步地，所述步骤（3）中二级混凝沉淀***所加混凝药剂为氯化钙、氢氧化钙、氧化钙中的一种或几种。
本发明还公开了一种基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离及回收***，其特征在于：包括调节池、供料泵、混凝沉淀池一、水箱、水泵二、离子交换软化树脂罐、板式换热器、加热器、分离室、压缩风机、晶浆泵、稠厚器一、离心机一、稠厚器二、离心机二、母液罐、母液泵和混凝沉淀池二；所述调节池通过供料泵与混凝沉淀池一连接，将调节池内的高盐废水输送至混凝沉淀池一内；所述的混凝沉淀池一上设置有药剂添加口；混凝沉淀池一的上部设置上清液出口，底部设置泥浆出口；所述的上清液出口与水箱连接，将上清液存储至水箱内，所述的水箱上设置有酸碱调节口；所述的水箱通过水泵二与所述的离子交换软化树脂罐连接，将水箱内的上清液泵入离子交换软化树脂罐；所述的离子交换软化树脂罐与板式换热器的冷媒入口连接；所述板式换热器的冷媒出口通过轴流泵与加热器连接；加热器与所述的分离室连接将加热后的液体进行汽液分离；分离室顶部设置蒸汽出口；底部设置母液出口；所述蒸汽出口通过压缩风机与所述的加热器的热源入口连接；所述的母液出口通过晶浆泵抽至稠厚器一对晶体浓缩；所述稠厚器一设置上层母液出口和晶体出口；所述的上层母液出口与所述的稠厚器二连接；所述的晶体出口通过离心机一与所述的稠厚器二连接；所述的稠厚器二上设置有冷却组件；所述稠厚器二通过离心机二与母液罐连接；离心机二通过母液泵与混凝沉淀池二连接。
本发明的有益效果：本发明不仅有效解决等离子体熔融处理后高盐废水中的重金属脱氯资源化，避免重金属氯化盐的二次污染，还能将钠、钾、氯、硫酸根等四元复杂体系中的盐进行分离，得到相应产品，解决了高盐废水“零排放”工艺中杂盐分离回收问题。
附图说明
为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的***流程图。
图中：1-调节池；2-水泵一；3-混凝沉淀池一；4-水箱；5-水泵二；6-离子交换软化树脂罐；7-板式换热器；8-加热器；9-分离室；10-压缩风机；11-轴流泵；12-晶浆泵；13-稠厚器一；14-离心机一；15-稠厚器二；16-离心机二；17-母液罐；18-母液泵；19-混凝沉淀池二。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，为本发明的一种基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收***，包括调节池1、供料泵2、混凝沉淀池一3、水箱4、水泵二5、离子交换软化树脂罐6、板式换热器7、加热器8、分离室9、压缩风机10、晶浆泵11、稠厚器一12、离心机一14、稠厚器二15、离心机二16、母液罐16、母液泵17和混凝沉淀池二18。本发明的调节池1通过供料泵2与混凝沉淀池一3连接，飞灰经等离子体熔融后氯盐洗脱后形成高盐废水收集至调节池1中匀质匀量，由水泵2抽至混凝沉淀池一3。本发明的混凝沉淀池一上设置有多个药剂添加口。通过药剂添加口向混凝沉淀池一3内加入相应的絮凝药剂（氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠、氢氧化钙等）。本发明的混凝沉淀池一3的上部设置上清液出口，底部设置泥浆出口；所述的上清液出口与水箱连接。混凝沉淀池一3中部泥浆通过泥浆出口排至污泥脱水***后经清洗、脱水、干化后资源化利用。上清液通过上清液出口排至中间水箱4临时贮存。
本发明的水箱4上设置有酸碱调节口；在水箱4中调节酸碱度至pH为6～8，水箱4通过水泵二5与离子交换软化树脂罐6连接，将水箱4内的上清液泵入离子交换软化树脂罐6内进行离子交换；所述的离子交换软化树脂罐与板式换热器的冷媒入口连接；板式换热器热媒是强制循环器8的蒸汽冷凝水，约100℃。所述板式换热器的冷媒出口通过轴流泵与加热器连接；加热器与所述的分离室连接将加热后的液体进行汽液分离；分离室顶部设置蒸汽出口；底部设置母液出口；所述蒸汽出口通过压缩风机10与所述的加热器的热源入口连接，液体蒸发形成蒸汽经压缩风机10再压缩后形成高温蒸汽作为加热器的热源。所述的母液出口通过晶浆泵12抽至稠厚器一13对晶体浓缩；所述稠厚器一13设置上层母液出口和晶体出口；所述的上层母液出口与所述的稠厚器二15连接；所述的晶体出口通过离心机一14与所述的稠厚器二15连接；晶体沉降后由离心机一14离心所得氯化钠结晶盐，离心母液与稠厚器一13上层液均进入稠厚器二15。所述稠厚器二15通过离心机二16与母液罐17连接；母液罐17通过母液泵18与混凝沉淀池二19连接。稠厚器二15上设置有冷却组件；冷却组件采用冷却水循环冷却，降温至50℃，形成晶体经离心机二16后得到氯化钾结晶盐。分离后的母液进入母液罐17，开启母液泵18，将部分母液回流至加热器进行循环分离，部分排至混凝沉淀池19，并加入氢氧化钙形成硫酸钙，经清洗、脱水后形成石膏，混凝沉淀池19固液分离后上清液回流至中间水箱4再循环利用。
一种基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收方法，包括如下步骤：
（1）将调节池中高盐废水匀质匀量后，由供料泵将废水打入一级混凝沉淀池，所述的高盐废水为垃圾焚烧飞灰经等离子体熔融处理后的烟气洗脱废水；所述高盐废水中氯化氢的含量为1～8%，氯化钠含量5～20%，氯化钾含量3～10%，硫酸钠含量0.5～2%，氯化钙镁含量0.5～1%，氯化重金属含量4～7%，重金属主要为Mn、Cr、Zn、Pb、Cd、Cu、Hg、Ni其中的一种或几种；一级混凝沉淀池采用多级混凝沉淀工艺，所加混凝药剂为氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠、氢氧化钙、氧化钙中的一种或几种；向一级混凝沉淀池中加入药剂混凝沉淀分离；一级混凝沉淀池采用机械搅拌、水力搅拌、空气搅拌中一种或几种，其混凝沉淀时间为10～120min；沉淀之后的重金属污泥为Mn(OH)2、Cr(OH)2、Cd(OH)2、Ni(OH)2、Ca(OH)2、Mg(OH)2中的一种或几种，沉淀之后的重金属污泥经清洗、脱水、干化后采用固定化技术处理后做建材原料。
（2）沉淀分离后的上层高盐水进入废水深度处理***处理，去除水中残余的悬浮物与微量的重金属离子或钙镁离子后排入蒸发结晶***；废水深度处理***可以为砂滤器、袋式过滤器、精密过滤器、离子交换树脂中的一种或几种。
（3）高盐水在蒸发结晶***中先预热后，依次经过强制循环、分离、压缩、结晶、离心、二次冷却结晶、二次离心步骤，控制高盐水预热温度为70～90℃，强制循环温度为85～120℃，二次冷却结晶温度为20～60℃，分离压力控制为-0.1～0Mpa，得到氯化钠、氯化钾结晶盐，分离后的母液罐中含有硫酸盐，回流至二级混凝沉淀***中再次药剂去除，得到硫酸钙进行回收，母液回流至中间水池后循环蒸发结晶分盐；二级混凝沉淀***所加混凝药剂为氯化钙、氢氧化钙、氧化钙中的一种或几种；
（4）将得到的氯化钠、氯化钾结晶盐分别用少量的冷凝水进行清洗后离心干燥，得到高纯度盐。
上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。

Claims (9)

1.基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收，其特征在于：包括如下步骤：
将调节池中高盐废水匀质匀量后，由供料泵将废水打入一级混凝沉淀池，加入药剂混凝沉淀分离；
沉淀分离后的上层高盐水进入废水深度处理***处理，去除水中残余的悬浮物与微量的重金属离子或钙镁离子后排入蒸发结晶***；
高盐水在蒸发结晶***中先预热后，依次经过强制循环、分离、压缩、结晶、离心、二次冷却结晶、二次离心后得到氯化钠、氯化钾结晶盐，分离后的母液罐中含有硫酸盐，回流至二级混凝沉淀***中再次药剂去除，得到硫酸钙进行回收，母液回流至中间水池后循环蒸发结晶分盐；
将得到的氯化钠、氯化钾结晶盐分别用少量的冷凝水进行清洗后离心干燥，得到高纯度盐。
2.根据权利要求1所述的基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收，其特征在于：步骤（1）中所述的高盐废水为垃圾焚烧飞灰经等离子体熔融处理后的烟气洗脱废水；所述高盐废水中氯化氢的含量为1～8%，氯化钠含量5～20%，氯化钾含量3～10%，硫酸钠含量0.5～2%，氯化钙镁含量0.5～1%，氯化重金属含量4～7%，重金属主要为Mn、Cr、Zn、Pb、Cd、Cu、Hg、Ni其中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收，其特征在于：步骤（1）中一级混凝沉淀池采用机械搅拌、水力搅拌、空气搅拌中一种或几种，其混凝沉淀时间为10～120min。
4.根据权利要求1所述的基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收，其特征在于：所述步骤（1）中一级混凝沉淀池采用多级混凝沉淀工艺，所加混凝药剂为氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠、氢氧化钙、氧化钙中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收，其特征在于：步骤（1）中沉淀之后的重金属污泥为Mn(OH)2、Cr(OH)2、Cd(OH)2、Ni(OH)2、Ca(OH)2、Mg(OH)2中的一种或几种，沉淀之后的重金属污泥经清洗、脱水、干化后采用固定化技术处理后做建材原料。
6.根据权利要求1所述的基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收，其特征在于：步骤（2）中废水深度处理***主要为砂滤器、袋式过滤器、精密过滤器、离子交换树脂中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收，其特征在于：所述步骤（3）中控制高盐水预热温度为70～90℃，强制循环温度为85～120℃，二次冷却结晶温度为20～60℃，分离压力控制为-0.1～0Mpa。
8.根据权利要求1所述的基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收，其特征在于：所述步骤（3）中二级混凝沉淀***所加混凝药剂为氯化钙、氢氧化钙、氧化钙中的一种或几种。
9.基于飞灰等离子体熔融后的氯盐分离和回收***，其特征在于：包括调节池、供料泵、混凝沉淀池一、水箱、水泵二、离子交换软化树脂罐、板式换热器、加热器、分离室、压缩风机、晶浆泵、稠厚器一、离心机一、稠厚器二、离心机二、母液罐、母液泵和混凝沉淀池二；所述调节池通过供料泵与混凝沉淀池一连接，将调节池内的高盐废水输送至混凝沉淀池一内；所述的混凝沉淀池一上设置有药剂添加口；混凝沉淀池一的上部设置上清液出口，底部设置泥浆出口；所述的上清液出口与水箱连接，将上清液存储至水箱内，所述的水箱上设置有酸碱调节口；所述的水箱通过水泵二与所述的离子交换软化树脂罐连接，将水箱内的上清液泵入离子交换软化树脂罐；所述的离子交换软化树脂罐与板式换热器的冷媒入口连接；所述板式换热器的冷媒出口通过轴流泵与加热器连接；加热器与所述的分离室连接将加热后的液体进行汽液分离；分离室顶部设置蒸汽出口；底部设置母液出口；所述蒸汽出口通过压缩风机与所述的加热器的热源入口连接；所述的母液出口通过晶浆泵抽至稠厚器一对晶体浓缩；所述稠厚器一设置上层母液出口和晶体出口；所述的上层母液出口与所述的稠厚器二连接；所述的晶体出口通过离心机一与所述的稠厚器二连接；所述的稠厚器二上设置有冷却组件；所述稠厚器二通过离心机二与母液罐连接；离心机二通过母液泵与混凝沉淀池二连接。
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