CN216073085U - 一种生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，其包括依次循环连通的用于获取并收集焚烧烟气中的飞灰的飞灰获取单元、用于对飞灰进行水洗并对水洗后的飞灰进行脱水处理的飞灰处理单元、用于对飞灰处理单元获得的滤液进行除杂净化的除杂单元、用于实现经除杂净化后的滤液与焚烧烟气反应的反应单元、用于对反应单元获得的产物进行后处理的反应后处理单元，飞灰获取单元的出气端与反应单元的进料端连通。本实用新型实现了对飞灰的资源化利用，提高了能源的利用率，降低了烟气净化的材料成本及净化成本，减少了温室气体的排放，具有良好的经济效益及社会效益。

Description

一种生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统

技术领域

本实用新型属于环境保护及资源化利用领域，具体地说涉及一种生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统。

背景技术

目前世界上飞灰处理主要有土地(包括地质)处置和建材化利用两条技术路线。具体而言，土地处置包括固化稳定化后填埋处置和深部矿井贮存，建材化利用包括水泥窑协同处置、烧结和熔融。土地处置技术成熟，流程较短，可有效切断污染物的暴露途径，从而实现环境风险最小化的目标，因而一直是飞灰处理的主流技术路线，得到广泛认可和应用。然而近些年由于大城市可利用填埋场资源的短缺，飞灰水泥窑协同处置解决了大城市飞灰处理处置的难题，飞灰资源化利用作用建筑材料也受到越来越多的重视。通过对飞灰进行水洗处理，把当中的氯盐脱除后，利用水泥窑进行水洗飞灰的协同处置，可以大大提高飞灰的处置量，达到熟料产能5％左右，并且因其无二次污染，对水泥生产影响小，可以处置各种类型飞灰，而得到大面积的推广。

飞灰中无机氯盐不仅会降低资源化产品的质量，而且会破坏生产过程.另外，无机氯盐也会对飞灰处理处置的其他技术有不利影响。飞灰氯盐的去除最有效的方式就是水洗，水洗法可以经济有效地将飞灰中绝大部分氯盐溶出，成本较低，同时水洗效果也已达到要求，能显著改善垃圾飞灰的质量并提高其后期资源化利用率。工业级氯化钠氯化钾工业盐由于来源广泛、价格低廉，成为许多化工企业的首选。然而水泥后氯盐的去除以及浓缩结晶得到的氯化钠氯化钾工业盐由于飞灰中的杂质影响了其市场出路，氯化盐的品质及出路成为制约飞灰水泥窑处理处置技术的关键瓶颈。飞灰水洗结晶得到的氯化盐由于品质问题，很难替代传统来源及传统工艺生产的工业级氯化钠氯化钾。

综上可见，飞灰水洗或酸洗处理资源化利用技术路线得到的产品主要是氯化钠和氯化钾工业盐。市场调研发现，飞灰水洗液浓缩结晶得到的氯化钠氯化钾工业盐由于杂质问题，产品品质不高，限制了工业盐产品的市场销路及应用，工业盐的品质及产品滞销成为影响飞灰水洗资源化技术路线的卡脖子环节。

因此，现有技术需要进一步改进和提高。

实用新型内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，并提供如下技术方案：

一种生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，其包括依次循环连通的用于获取并收集焚烧烟气中的飞灰的飞灰获取单元、用于对飞灰进行水洗并对水洗后的飞灰进行脱水处理的飞灰处理单元、用于对飞灰处理单元获得的滤液进行除杂净化的除杂单元、用于实现经除杂净化后的滤液与焚烧烟气反应的反应单元、用于对反应单元获得的产物进行后处理的反应后处理单元，飞灰获取单元的出气端与反应单元的进料端连通。

进一步地，所述飞灰获取单元包括依次连通的干法脱酸反应塔、布袋除尘器及料仓，干法脱酸反应塔的出料口与布袋除尘器的进料口连通，布袋除尘器的固体出口与料仓的进料口连通。

进一步地，所述飞灰处理单元包括水洗搅拌机及第一压滤机，飞灰获取单元的固体出口与水洗搅拌机的进料口连通，水洗搅拌机的出料口与第一压滤机的进料口连通，第一压滤机的液体出口分别与水洗搅拌机的进料口及除杂单元的进料端连通。

进一步地，所述除杂单元包括用于实现经飞灰处理单元获得的滤液与除钙剂反应的一级反应器、离心机，一级反应器的进料口与飞灰处理单元的液体出料端连通，一级反应器的出料口与离心机的进料口连通，离心机的液体出口与反应单元的进料端连通。

进一步地，所述除杂单元还包括缓存仓，离心机的固体出口与缓存仓的进料口连通。

进一步地，所述反应单元包括二级反应器，二级反应器的进料口分别与飞灰获取单元的烟气出口、除杂单元的液体出口连通。

进一步地，所述反应后处理单元包括第二压滤机及浓缩蒸发器，第二压滤机的进料口与反应单元的出料口连通，压滤机的液体出口与反应单元的进料口连通，压滤机的固体出口与浓缩蒸发器进料口连通，浓缩蒸发器的固体出口与飞灰获取单元的进料端连通。

进一步地，还包括水泥窑处置单元，其用于将经飞灰处理单元处理后的飞灰进行高温煅烧以分解飞灰中的二噁英及稳定重金属等有害成分且同时产生用于制作水泥的熟料，飞灰处理单元的固体出料端与水泥窑处置单元的进料口连通。

进一步地，所述水泥窑处置单元包括生料磨及回转窑，飞灰处理单元的固体出口与生料磨的进料口连通，生料磨的出料口与回转窑的进料口连通。

综上，本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果：

(1)该生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，通过飞灰获取单元获取并收集焚烧烟气中的飞灰，通过飞灰处理单元将对飞灰进行水洗并对水洗后的飞灰进行脱水处理，通过除杂单元对飞灰处理单元获得的滤液进行除杂净化，通过反应单元实现经除杂净化后的滤液与焚烧烟气反应，通过反应后处理单元对反应单元获得的产物进行后处理，同时飞灰获取单元的出气端与反应单元的进料端连通，将焚烧飞灰中利用价值较低的氯化盐转变为碳酸氢盐，解决了氯化钠、氯化钾工业盐的出路，提升了焚烧飞灰的利用价值，实现了对飞灰的资源化利用，提高了能源的利用率，降低了烟气净化的材料成本及净化成本，减少了温室气体的排放，具有良好的经济效益及社会效益。

(2)将生活垃圾焚烧飞灰中的氯化钠和氯化钾制备得到工业级小苏打，并将该工业级小苏打作为垃圾焚烧烟气的干法脱硫工艺中的脱酸吸附剂使用，通过低廉的氯化物转变为高利用价值的烟气净化材料，实现难处理物质的厂内循环，提高了物质和元素的利用率，降低了烟气净化的材料成本及烟气净化成本，提高了焚烧厂的综合效益。

(3)通过设置二级反应器，将焚烧烟气中的氨气和二氧化碳转变为有价值产品，减少了温室气体的排放。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例1中生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统的主结构示意图；

图2是本实用新型具体实施例1中生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统的具体结构示意图；

附图中：100、飞灰获取单元；110、干法脱酸反应塔；120、布袋除尘器；130、料仓；200、飞灰处理单元；210、水洗搅拌机；220、第一压滤机；300、除杂单元；310、一级反应器；320、离心机；330、缓存仓；400、反应单元；410、二级反应器；500、反应后处理单元；510、第二压滤机；520、浓缩蒸发器；600、水泥窑处置单元；610、生料磨；620、回转窑。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本实用新型创造。

具体实施例1

如图1-2所示，一种生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，其包括依次循环连通的用于获取并收集焚烧烟气中的飞灰的飞灰获取单元100、用于对飞灰进行水洗并对水洗后的飞灰进行脱水处理的飞灰处理单元200、用于对飞灰处理单元200获得的滤液进行除杂净化的除杂单元300、用于实现经除杂净化后的滤液与焚烧烟气反应的反应单元400、用于对反应单元400获得的产物进行后处理的反应后处理单元500，飞灰获取单元100的出气端与反应单元400的进料端连通。焚烧烟气经飞灰获取单元100获取并收集飞灰，飞灰进入飞灰处理单元200进行水洗并脱水，获得的滤液经除杂单元300进行除杂，除杂单元300去除滤液中的硫酸盐及钙离子，然后在反应单元400内，经除杂净化后的滤液与经飞灰获取单元100排出的焚烧烟气进行反应，反应完成后经反应后处理单元500进行产物处理，处理后的产物(碳酸氢钠粗品)返回至飞灰获取单元100与焚烧烟气反应，提高了焚烧飞灰的利用价值及能源利用率，具有良好的经济价值。

进一步地，飞灰获取单元100包括依次连通的干法脱酸反应塔110、布袋除尘器120及料仓130，干法脱酸反应塔110的出料口与布袋除尘器120的进料口连通，布袋除尘器120的固体出口与料仓130的进料口连通。焚烧烟气经干法脱酸反应塔110进行脱酸处理，处理后的焚烧烟气经布袋除尘器120收尘并收集至料仓130内。

进一步地，飞灰处理单元200包括水洗搅拌机210及第一压滤机220，飞灰获取单元100的固体出口与水洗搅拌机210的进料口连通，水洗搅拌机210的出料口与第一压滤机220的进料口连通，第一压滤机220的液体出口分别与水洗搅拌机210的进料口及除杂单元300的进料端连通。具体的，料仓130的出料口与水洗搅拌机210的进料口连通。料仓130内的飞灰进入水洗搅拌机210内，加水对飞灰进行水洗，并通过第一压滤机220进行压滤，得到一级水洗滤液，优选的，一级水洗滤液返回至水洗搅拌机210内，对水洗搅拌机210内新进的飞灰进行水洗，并通过第一压滤机220进行压滤，得到二级水洗滤液，通过两级水洗工序使得二级水洗滤液中氯化钠、氯化钾的浓度达到此时条件溶解度的80％。

优选的，本实施例中，第一压滤机220为隔膜式板框压滤机。

进一步地，除杂单元300包括用于实现经飞灰处理单元200获得的滤液与除钙剂反应的一级反应器310、离心机320，一级反应器310的进料口与飞灰处理单元200的液体出料端连通，一级反应器310的出料口与离心机320的进料口连通，离心机320的液体出口与反应单元400的进料端连通。具体的，本实施例中的除钙剂选用钡盐或铝酸钠盐，钡盐或铝酸钠盐与经飞灰处理单元200获得的滤液中的硫酸盐及钙离子反应，生成沉淀。

具体的，本实施例中，一级反应器310的进料口与第一压滤机220的液体出口连通。经第一压滤机220压滤获得的二级水洗滤液进入一级反应器310中。

优选的，二级水洗滤液在进入一级反应器310之前进入母液浓缩装置中进行加热浓缩，加热源可选择焚烧烟气的热源，提高反应物浓度以提高反应效率，同时能够提高能源利用效率，降低处理成本。

优选的，离心机320为卧螺离心机。

进一步地，除杂单元300还包括缓存仓330，离心机320的固体出口与缓存仓330的进料口连通。

进一步地，反应单元400包括二级反应器410，二级反应器410的进料口分别与飞灰获取单元100的烟气出口、除杂单元300的液体出口连通。具体的，本实施例中，二级反应器410的进料口分别与布袋除尘器120的烟气出口及离心机320的液体出口连通。焚烧烟气与经除杂单元300处理后的滤液反应，并向反应器内补充适量的氨水或尿素，直至生成沉淀，反应完成后静置冷却。本实施例中，焚烧烟气与经除杂单元300处理后的滤液反应条件为：反应温度小于等于35℃，溶液pH值为8-10，反应时间为15min-30min。利用利用侯氏制碱法的反应原理制备碳酸氢钠(侯氏制碱法是将CO₂和NH₃通入NaCl溶液中，生成NaHCO₃)。利用焚烧烟气中的二氧化碳(10％-15％)和氨气(6％-8％)与滤液中的氯化钠和氯化钾反应。焚烧烟气与氯化钠反应的化学方程式为：

NaCl+NH₃+CO₂+H₂O＝NaHCO₃↓+NH₄Cl(1)

进一步地，反应后处理单元500包括第二压滤机510及浓缩蒸发器520，第二压滤机510的进料口与反应单元400的出料口连通，压滤机的液体出口与反应单元400的进料口连通，压滤机的固体出口与浓缩蒸发器520进料口连通，浓缩蒸发器520的固体出口与飞灰获取单元100的进料端连通。具体的，本实施例中，浓缩蒸发器520的固体出口与干法脱酸反应塔110的进料口连通。通过第二压滤机510将二级反应器410中的产物压滤出，并经浓缩蒸发器520进行干燥获得碳酸氢钠粗品。碳酸氢钠粗品进入干法脱酸反应塔110中作为焚烧烟气脱酸处理的吸附剂。优选的，将焚烧烟气的温度(140℃-150℃)作为碳酸氢钠粗品干燥的热源，以提高能源利用率，降低处理成本。

优选的，第二压滤机510为隔膜式的板框压滤机。

进一步地，该生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统还包括水泥窑处置单元600，其用于将经飞灰处理单元200处理后的飞灰进行高温煅烧以分解飞灰中的二噁英及稳定重金属等有害成分且同时产生用于制作水泥的熟料，飞灰处理单元200的固体出料端与水泥窑处置单元600的进料口连通。

进一步地，水泥窑处置单元600包括生料磨610及回转窑620，飞灰处理单元200的固体出口与生料磨610的进料口连通，生料磨610的出料口与回转窑620的进料口连通。具体的，本实施例中，第一板框压滤机的固体出口与生料磨610的进料口连通。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

Claims (9)

1.一种生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，其特征在于，包括依次循环连通的用于获取并收集焚烧烟气中的飞灰的飞灰获取单元、用于对飞灰进行水洗并对水洗后的飞灰进行脱水处理的飞灰处理单元、用于对飞灰处理单元获得的滤液进行除杂净化的除杂单元、用于实现经除杂净化后的滤液与焚烧烟气反应的反应单元、用于对反应单元获得的产物进行后处理的反应后处理单元，飞灰获取单元的出气端与反应单元的进料端连通；

所述飞灰获取单元包括依次连通的干法脱酸反应塔、布袋除尘器及料仓；

所述飞灰处理单元包括水洗搅拌机及第一压滤机；

所述除杂单元包括用于实现经飞灰处理单元获得的滤液与除钙剂反应的一级反应器、离心机；

所述反应单元包括二级反应器；

所述反应后处理单元包括第二压滤机及浓缩蒸发器。

2.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，其特征在于：干法脱酸反应塔的出料口与布袋除尘器的进料口连通，布袋除尘器的固体出口与料仓的进料口连通。

3.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，其特征在于：飞灰获取单元的固体出口与水洗搅拌机的进料口连通，水洗搅拌机的出料口与第一压滤机的进料口连通，第一压滤机的液体出口分别与水洗搅拌机的进料口及除杂单元的进料端连通。

4.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，其特征在于：一级反应器的进料口与飞灰处理单元的液体出料端连通，一级反应器的出料口与离心机的进料口连通，离心机的液体出口与反应单元的进料端连通。

5.根据权利要求4所述的生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，其特征在于：所述除杂单元还包括缓存仓，离心机的固体出口与缓存仓的进料口连通。

6.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，其特征在于：二级反应器的进料口分别与飞灰获取单元的烟气出口、除杂单元的液体出口连通。

7.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，其特征在于：第二压滤机的进料口与反应单元的出料口连通，压滤机的液体出口与反应单元的进料口连通，压滤机的固体出口与浓缩蒸发器进料口连通，浓缩蒸发器的固体出口与飞灰获取单元的进料端连通。

8.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，其特征在于：还包括水泥窑处置单元，其用于将经飞灰处理单元处理后的飞灰进行高温煅烧以分解飞灰中的二噁英及稳定重金属，且同时产生用于制作水泥的熟料，飞灰处理单元的固体出料端与水泥窑处置单元的进料口连通。

9.根据权利要求8所述的生活垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，其特征在于：所述水泥窑处置单元包括生料磨及回转窑，飞灰处理单元的固体出口与生料磨的进料口连通，生料磨的出料口与回转窑的进料口连通。

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