一种飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用系统及方法，所述的系统包括飞灰漂洗及固液分离单元、飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元、飞灰水洗液预处理单元和MVR蒸发结晶及钾钠分离单元，所述的飞灰漂洗及固液分离单元分别与所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元和飞灰水洗液预处理单元连接，所述的飞灰水洗液预处理单元分别与所述的MVR蒸发结晶及钾钠分离单元和所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元连接。本发明专利技术的系统是一个资源循环综合利用的系统，完全无废水和废渣的排放；本发明专利技术的飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用方法简单，系统设置合理，结合水泥窑工艺特点，实现了垃圾焚烧飞灰无害化、减量化和资源化的大规模处置。

A System and Method for Cooperative Disposal and Comprehensive Utilization of Fly Ash Washing Cement Kiln

【技术实现步骤摘要】
一种飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用系统及方法
本专利技术属于飞灰处理
，具体涉及一种飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用系统及方法。
技术介绍
生活垃圾焚烧飞灰是指垃圾焚烧发电厂在烟气净化系统收集而得到的残余物，其产量约为焚烧垃圾量的3-5％，垃圾焚烧飞灰同时富集了大量的重金属和二噁英，其中Pb、Zn和Cd等多种重金属的浸出水平已经达到危险废物的鉴别标准，对环境造成严重毒害作用，因此，世界各国将飞灰列为危险废弃物。到2020年底，直辖市、计划单列市和省会城市(建成区)生活垃圾无害化处理率将达到100％；同时，垃圾焚烧处理设施规模达到59.14万吨/日，占总体规模的54％，焚烧将成为垃圾处理的主流技术。届时，飞灰年产生量将会达到1000万吨。目前处置飞灰的主流技术是固化稳定化后填埋，固化稳定化的方式有螯合剂稳定化和水泥固化，存在的问题是：一、螯合剂本身有毒；且螯合具有针对性，对飞灰的适应性差；二、固化增容，增加填埋用地；三、固化飞灰的长期稳定性差，有毒物质再释放风险高；四、占用土地；五、填埋只是暂存而非处置，污染物未经有效消解和转化，存在极大隐患。鉴于以上原因，特提出本专利技术。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的以上问题，本专利技术提供了一种飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用系统及方法，本专利技术的方法实现了飞灰水洗水泥窑协同处置及资源的综合利用，飞灰通过水洗和水处理工艺将飞灰中的不溶物、重金属及二噁英与飞灰中的可溶性盐进行分离，二噁英经过高温煅烧分解，重金属离子被有效固化在水泥熟料晶格中，实现了飞灰的无害化处置和水泥生产原料的替代，飞灰中的可溶盐经MVR蒸发结晶及钾钠盐份离单元处理实现盐水分离和分质提纯，得到水洗氯化钾和水洗氯化钠产品，蒸发产生的蒸馏水全部回用于水洗阶段，减少飞灰水洗水的使用量，本专利技术的系统是一个资源循环综合利用的系统，完全无废水和废渣的排放。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用系统，包括飞灰漂洗及固液分离单元、飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元、飞灰水洗液预处理单元和MVR蒸发结晶及钾钠分离单元，所述的飞灰漂洗及固液分离单元分别与所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元和飞灰水洗液预处理单元连接，所述的飞灰水洗液预处理单元分别与所述的MVR蒸发结晶及钾钠分离单元和所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元连接。进一步的，所述的飞灰漂洗及固液分离单元包括依次连接的飞灰料仓、预搅拌罐、一级水洗搅拌罐、一级卧螺离心机A、二级水洗搅拌罐、二级卧螺离心机A、三级水洗搅拌罐和三级卧螺离心机A。进一步的，所述的一级卧螺离心机A还依次连接有一级滤液池和一级卧螺离心机B，所述的二级卧螺离心机A还依次连接有二级滤液池和二级卧螺离心机B，所述的三级卧螺离心机A还依次连接有三级滤液池和三级卧螺离心机B。进一步的，一级卧螺离心机B分别与所述的二级水洗搅拌罐和所述的飞灰水洗预处理单元连接，二级卧螺离心机B分别与所述的预搅拌罐和所述的三级水洗搅拌罐连接，三级卧螺离心机B分别与所述的二级水洗搅拌罐和所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元连接。进一步的，三级卧螺离心机A与所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元连接。进一步的，所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元包括依次连接的湿泥料仓、螺旋输送机、犁刀混合机、入料溜子、烘干机、布袋收尘器、飞灰成品仓和返混料仓，所述的返混料仓还与犁刀混合机连接。进一步的，湿泥料仓与飞灰水洗液预处理单元连接，所述的飞灰成品仓与水泥窑连接。进一步的，所述的飞灰水洗液预处理单元包括依次连接的反应池、沉淀池、砂滤系统、中和反应罐和精滤系统，所述的精滤系统与所述的MVR蒸发结晶及钾钠分离单元连接，所述的沉淀池与所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元连接。进一步的，所述的MVR蒸发结晶及钾钠分离单元包括依次连接的冷凝水板式换热器、不凝气板式换热器、生蒸汽板式换热器、降膜蒸发器、结晶分离器、稠厚器和出盐离心机。进一步的，所述的稠厚器还依次连接有母液罐、强制循环蒸发器、冷凝水罐，所述的冷凝水罐分别与冷凝水板式换热器和降膜蒸发器连接，所述的结晶分离器还与强制循环蒸发器连接。进一步的，所述的强制循环蒸发器还依次连接有保温沉降池、冷却结晶器，所述的母液罐还连接有卧螺离心机，所述的冷却结晶器与所述的卧螺离心机连接，保温沉降池还与母液罐连接。进一步的，冷凝水板式换热器还连接有冷凝水池，所述的冷凝水池与所述的飞灰水洗液预处理单元连接。本专利技术还提供了一种飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用方法，所述的方法利用所述的系统进行，具体包括如下步骤：(1)将生活垃圾焚烧的飞灰经过飞灰漂洗及固液分离单元进行分离，得到湿泥和飞灰水洗液；(2)所述的湿泥经过飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元进行处理后，得到飞灰粉体和废气，飞灰粉体输送至水泥窑内进行高温煅烧，飞灰中的二噁英进行分解，重金属离子被固化在水泥熟料晶格中；(3)所述的飞灰水洗液经过飞灰水洗液预处理单元处理后，得到湿泥和清液，湿泥经过飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元进行处理，清液进入到MVR蒸发结晶及钾钠分离单元，得到氯化钾和氯化钠产品。进一步的，步骤(2)中高温煅烧的温度400-600℃，煅烧时间8-14s。进一步的，所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元的烘干热源采用水泥窑头余热热风，进风温度为210-230℃，排放烟气温度为90-110℃，最后烘干飞灰的含水率为0.5-1.5％。进一步的，进风温度为220℃，排放烟气温度为100℃。选择本专利技术的进风温度和排放烟气温度，使得最后烘干的飞灰中的含水率较低且不会产生静电，干燥后的飞灰进入飞灰成品仓，部分作为返混料进入返混料仓，剩余的进入水泥窑进行高温煅烧，本专利技术人发现采用本专利技术的进风温度210-230℃，排放烟气温度90-110℃下烘干的飞灰在水泥窑进行煅烧时需要的温度仅需400-600℃，煅烧时间为8-14s，与现有技术相比，不仅降低了煅烧的温度而且还能降低煅烧的时间，节约了能源和时间起到了意料不到的技术效果。进一步的，步骤(3)中清液的含盐量为8-12％，首先经过预热升温至60-100℃，然后经降膜蒸发器进行浓缩，含盐量升高至25-27％，浓缩后的盐浆进入结晶分离器结晶析出盐份，结晶分离器锥部固含量为5-25％时，通过转料泵转到稠厚器中，稠厚器出料固含量为10-40％，稠厚器中的浓缩液进入出盐离心机离心分离，得到氯化钠。进一步的，结晶分离器中的上清液通过强制循环蒸发器加热循环，同时连续抽取一定量的结晶分离器中的上清液进入保温沉降池，保温沉降池中的上清液进入到冷却结晶器冷却结晶析出氯化钾，随后经过卧螺离心机分离，得到氯化钾产品。采用本专利技术的MVR蒸发结晶及钾钠分离单元得到氯化钾和氯化钠产品，本专利技术的处理单元可以提高氯化钾和氯化钠的纯度，氯化钾的纯度可以达到92％，氯化钠的纯度达到95％，实现了资源的循环利用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)采用本专利技术的系统可以将各个不同的处理过程综合起来，组成一个完整的资源综合利用系统，飞灰通过水洗和水处理工艺将飞灰中的不溶物、重金属及二噁英与飞灰中的可溶性盐进行分离，二噁英经过高温煅烧分解，重金属离子被有效固化在水泥熟料晶格中，实现了飞灰的无害化处置和水泥生产原料的替本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用系统，其特征在于，包括飞灰漂洗及固液分离单元、飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元、飞灰水洗液预处理单元和MVR蒸发结晶及钾钠分离单元，所述的飞灰漂洗及固液分离单元分别与所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元和飞灰水洗液预处理单元连接，所述的飞灰水洗液预处理单元分别与所述的MVR蒸发结晶及钾钠分离单元和所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用系统，其特征在于，包括飞灰漂洗及固液分离单元、飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元、飞灰水洗液预处理单元和MVR蒸发结晶及钾钠分离单元，所述的飞灰漂洗及固液分离单元分别与所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元和飞灰水洗液预处理单元连接，所述的飞灰水洗液预处理单元分别与所述的MVR蒸发结晶及钾钠分离单元和所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元连接。2.根据权利要求1所述的飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用系统，其特征在于，所述的飞灰漂洗及固液分离单元包括依次连接的飞灰料仓、预搅拌罐、一级水洗搅拌罐、一级卧螺离心机A、二级水洗搅拌罐、二级卧螺离心机A、三级水洗搅拌罐和三级卧螺离心机A；优选的，所述的一级卧螺离心机A还依次连接有一级滤液池和一级卧螺离心机B，所述的二级卧螺离心机A还依次连接有二级滤液池和二级卧螺离心机B，所述的三级卧螺离心机A还依次连接有三级滤液池和三级卧螺离心机B；更优选的，一级卧螺离心机B分别与所述的二级水洗搅拌罐和所述的飞灰水洗预处理单元连接，二级卧螺离心机B分别与所述的预搅拌罐和所述的三级水洗搅拌罐连接，三级卧螺离心机B分别与所述的二级水洗搅拌罐和所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元连接。3.根据权利要求1所述的飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用系统，其特征在于，所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元包括依次连接的湿泥料仓、螺旋输送机、犁刀混合机、入料溜子、烘干机、布袋收尘器、飞灰成品仓和返混料仓，所述的返混料仓还与犁刀混合机连接，优选的，湿泥料仓与飞灰水洗液预处理单元连接，所述的飞灰成品仓与水泥窑连接。4.根据权利要求1所述的飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用系统，其特征在于，所述的飞灰水洗液预处理单元包括依次连接的反应池、沉淀池、砂滤系统、中和反应罐和精滤系统，所述的精滤系统与所述的MVR蒸发结晶及钾钠分离单元连接，所述的沉淀池与所述的飞灰湿泥返混、烘干及入窑单元连接。5.根据权利要求1所述的飞灰水洗水泥窑协同处置及资源综合利用系统，其特征在于，所述的MVR蒸发结晶及钾钠分离单元包括依次连接的冷凝水板式换热器、不凝气板式换热器、生蒸汽板式换热器、降膜蒸发器、结晶分离器、稠厚器和出盐离心机，优选的，所述的稠厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴存根，张国亮，黄岚，位百勇，方伟，练礼财，
申请(专利权)人：北京金隅琉水环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11