含氯固废水泥窑协同处置的氯化钾回收系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种含氯固废水泥窑协同处置的氯化钾回收系统，解决了传统含氯组分固废采用湿法处理存在的流程长、能耗大、设备投资和运行成本高、对环境污染的问题。技术方案包括回转窑，所述回转窑的窑头烟气罩设有旁路引风口，所述旁路引风口经干法除尘装置与冷却塔中部的烟气进口连接，所述冷却塔设有粉体喷入口；所述干法除尘装置包括依次连接的控温燃烧室及高温除尘器。实用新型专利技术工艺简单、投资成本和运行成本低、对环境友好、节能降耗、可有效回收氯化钾产品。效回收氯化钾产品。效回收氯化钾产品。

【技术实现步骤摘要】
含氯固废水泥窑协同处置的氯化钾回收系统


[0001]本技术属于固废处理领域，涉及到水泥窑协同处理固废时氯化钾的资源化回收利用，具体的说是含氯固废水泥窑协同处置的氯化钾回收系统。

技术介绍

[0002]利用水泥窑内温度高、热容量和热惯性大，物流高温区停留时间长、有害成分分解彻底等特点，协同处理生活垃圾、飞灰等固废已成为城市固废处置的主流发展方向。
[0003]据不完全统计截止2018年底，水泥窑协同处置生产线已投产运行约160余条，年处理废弃物1 566万吨。其中，水泥窑协同处置生活垃圾投运57余条线，年消纳处理生活垃圾约677万吨；水泥窑协同处置污泥投运41余条线，年消纳处置污泥约357万吨。生活垃圾及城市废水污泥中均含有一定量的氯化钾组分。
[0004]但是，由于受水泥生产工艺固有特点的制约，生活垃圾、飞灰等含氯化钾组分的废料进入水泥回转窑生产线协同处置后，随废料带入的氯元素最终进入水泥熟料中，增加了水泥中的氯离子含量，影响水水泥品质。同时，含氯组分(主要为氯化钾和氯化钠)将在水泥生产线内循环、富集，严重时导致水泥回转窑内结圈、堵塞，影响水泥窑的正常生产。所以水泥回转窑协同处置含氯废料的效率始终处在较低水平。
[0005]另外，我国是一个可溶性钾资源匮乏国家，按照目前的开采速度，我国可溶性钾肥资源只能开采20
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30年。而钾作为决定农业丰产的3 大营养元素之一，养活了占世界总人口22％的中国人，而我国的钾肥资源却只占世界钾肥资源的2％。2016年，我国农业级氯化钾(质量分数＞60％)的价格保持在2000元/吨左右，工业级氯化钾(质量分数＞90％)的价格保持在3500元/吨左右【韩大健,王文祥,孙水裕等.城市生活垃圾焚烧飞灰中钾盐浸出研究.环境科学学报,2017,37(6):2223
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2231】。若能回收钾盐，对解决我国钾资源紧缺问题具有重要的战略意义和现实意义。
[0006]为了提高水泥回转窑协同处置飞灰等含氯废料的效率，目前多采用含氯废料预处理及水泥生产的旁路放风处理两种技术路线。
[0007]含氯废料预处理是在含氯废料进入水泥生产单元前对含氯废料进行脱氯预处置，脱氯后的固体残留物进入水泥生产单元内资源化利用。由于很多含氯废料不适合进行预处理，只能直接进入水泥生产单元，再通过旁路放风处理分离出含氯组分。
[0008]目前，适合预处理的含氯废料的预处理方案多采用水洗或酸洗等湿法处理工艺【宁华宇.垃圾焚烧飞灰中氯离子洗脱及水泥固化研究. 水泥,2018,(12):9
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12】。
[0009]水洗工艺分为氯化钾资源回收和不回收两种方案。氯化钾资源不回收方案是将含氯飞灰等固废进行水洗，洗涤水循环使用。进入液相中的含氯组分随外排的循环水进入城市污水处理系统，并未进行氯组分的回收。
[0010]氯化钾资源回收方案是将含氯飞灰进行水洗，洗涤水循环使用，并对含氯化合物浓缩结晶制备工业盐回收。
[0011]张芝昆等【张芝昆,王晶,李浩天,等.城市垃圾焚烧飞灰的水洗脱氯与水泥固化技
术.科学技术与工程，2019，19(35):395
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401】通过对飞灰水洗除氯，液固比在20时，脱氯率达74.64％。该技术投资大、处置成本相对较高。
[0012]旁路放风处理是将窑尾烟室中部分废气(温度在900℃以上)直接排放出来(通常称为“旁路放风”)，通过排放出来的废气带出粉尘将烟气中循环富集了的钾、钠、氯等从生产系统中排出，从而实现水泥窑系统运行及水泥产品质量的稳定【穆璐莹.水泥窑协同处置固废旁路放风技术浅析.中国水泥,2019,(4):105
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107】。
[0013]从水泥回转窑尾引出部分烟气，打破了氯元素在水泥生产线内的富集循环链，形成局部开环。对引出的烟气进行冷却、除尘净化，处于气态的氯化物随烟尘一同捕集下来。捕集下来的烟尘颗粒物混配到水泥熟料中，粉磨后成为水泥产品。
[0014]对于氯含量较高的烟尘颗粒物，目前多采用水洗、酸洗提取氯化钾产品，提取氯化钾后的残渣经干燥后混配到水泥熟料中，或与水泥生料混合再次进入水泥生产单元。
[0015]无论是预处理的氯提取分离方案还是旁路放风的氯提取分离方案，均需对含氯固体粉料进行水洗或酸洗的湿法处理，分离出氯化物，这些工艺方案均存在如下不足：
[0016]1)处置工艺路线长。采用湿法可以将飞灰类含氯废料中的含氯组分溶解于液相与飞灰中不溶性组分分离，但溶入液相中的含氯化合物必须结晶分离出来，需配套氯化物结晶、脱水、干燥等单元。
[0017]2)湿法工艺存在废液的二次污染风险。湿法处理工艺中的水洗液或酸洗液虽然进行了循环使用，浓缩液结晶提取氯化钾等含氯化合物，但飞灰或烟尘颗粒物中除含有无机的含氯化合物外，还含有少量的有机氯化合物，这些组分随循环液的循环而富集，在无机的含氯化合物浓缩结晶过程中，影响结晶效果，同时还有少量夹杂进入含氯化合物的结晶体中。为了提高无机的含氯化合物的分离效率，循环浓缩液必须进行部分外排，独立处置。
[0018]3)投资大，运行成本高，能耗高。处理工艺包括水洗/酸洗、结晶分离、干燥等操作单元，特别是湿法提氯后的固相残渣需烘干才能进入水泥生产单元，整个处理工艺操作单元多，能耗高，投资大，运行成本高。
[0019]4)水泥熟料中的氯含量偏高。对于氯含量低的烟尘颗粒物回配到水泥熟料的工艺技术方案，虽然可缓解水泥回转窑生产过程的窑内结圈、堵塞，也不会导致水泥中有害组分超标。但回配水泥熟料中，毕竟会导致水泥中的氯组分含量增加，同时烟尘颗粒物中还存在大量未参与水泥熟料的烧成反应过程，这些组分的参入对水泥产品的质量将会产生一定的影响。同时也导致氯化钾资源的浪费。
[0020]为了解决水泥回转窑协同处置含氯废料存在的含氯组分分离成本高、二次环境污染风险大等问题，提高水泥回转窑协同处置含氯废料效率，亟需开发无二次污染、运行成本低、投资省的新技术。

技术实现思路

[0021]本技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、投资成本和运行成本低、对环境友好、节能降耗的含氯固废水泥窑协同处置的氯化钾回收系统。
[0022]技术方案包括回转窑，所述回转窑的窑头烟气罩设有旁路引风口，所述旁路引风口经干法除尘装置与冷却塔中部的烟气进口连接，所述冷却塔设有粉体喷入口；所述干法除尘装置包括依次连接的控温燃烧室及高温除尘器。
[0023]所述控温燃烧室下部设有燃烧器，所述燃烧器上方、沿燃烧室周向设有若干个粉体喷嘴。
[0024]所述高温除尘器底部粉尘出口连接回转窑。
[0025]所述高温除尘器为多管旋风除尘器或陶瓷滤膜除尘器。
[0026]所述冷却塔底的粉体出口经换热器连接冷却塔的粉体喷入口。
[0027]所述冷却塔顶的烟气出口经布袋除尘器分别连接换热器的粉体出口管道和粉磨机的气体入口。
[0028]所述冷却塔为熔渣自清理冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.含氯固废水泥窑协同处置的氯化钾回收系统，包括回转窑，所述回转窑的窑头烟气罩设有旁路引风口，其特征在于，所述旁路引风口经干法除尘装置与冷却塔中部的烟气进口连接，所述冷却塔设有粉体喷入口；所述干法除尘装置包括依次连接的控温燃烧室及高温除尘器。2.如权利要求1所述的含氯固废水泥窑协同处置的氯化钾回收系统，其特征在于，所述控温燃烧室下部设有燃烧器，所述燃烧器上方、沿燃烧室周向设有若干个粉体喷嘴。3.如权利要求1所述的含氯固废水泥窑协同处置的氯化钾回收系统，其特征在于，所述高温除尘器底部粉尘出口连接回转窑。4.如权利要求1
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3任一项所述的含氯固废水泥窑协同处置的氯化钾回收系统，其特征在于，所述高温除尘器为多管旋风除尘器或陶瓷滤膜除尘器。5.如权利要求4所述的含氯固废水泥窑协同处置的氯化钾回收系统，其特征在于，所述冷却塔底的粉体出口经换热器连接冷却塔的粉体喷入口。6.如权利要求5所述的含氯固废水泥窑协同处置的氯化钾回收系统，其特征在于，所述冷却塔顶的烟气出口经布袋除尘器分别连接换热器的粉体出口管道和粉磨机的气体入口。7.如权利要求1
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3任一项所述的含氯固废水泥窑协同处置的氯化钾回收系统，其特征在于，所述冷却塔为熔渣自清理冷却塔,包括上塔体，中部环形支座，下塔体，热态粉体仓，烟气进、出口，粉体喷入口，粗粉体物料出口，其中，所述上塔体、下塔体以及热态粉体仓内腔轴向贯通，所述上塔体为上端和下端均为敞口、中部至少存在一段直径缩小10
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20％小塔径段以及下部直径扩大10
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20％葫芦肚状结构体，所述下塔体由外筒体及中心管组成，所述外筒体位于中心管外围，与中心管同轴。8.如权利要求7所述的含氯固废水泥窑协同处置的氯化钾回收系统，其特征在于，所述下塔体的外筒体上端与所述中部环形支座下沿连接并密封，所述中心管、中部环形支座以及所述外...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴高明，吴晓晖，吴轶可，卫书杰，
申请(专利权)人：武汉悟拓科技有限公司，
类型：新型
国别省市：