1.本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種垃圾焚燒飛灰處理裝置。

背景技術(shù)：

2.垃圾焚燒作為垃圾處理的手段，在我國發(fā)展非常迅速，但面臨一些亟待解決的環(huán)境問題，垃圾焚燒處理必然會(huì)產(chǎn)生大量的灰渣，焚燒灰渣根據(jù)其收集的位置不同，分為底灰和飛灰。其中，飛灰是垃圾焚燒過程中收集于煙氣管道、煙氣凈化、分離器和除塵器裝置等處的容重較輕、粒徑細(xì)小的粉體物質(zhì)。

3.飛灰的主要成分是cao、sio2、fe2o3、k2o、na2o等，含有約20％的鈉鹽資源、10％左右的鉀鹽資源和70％左右的石灰石原料。特別是鉀資源主要以kcl形式存在，經(jīng)過簡單水洗即可大部分溶出。我國是一個(gè)嚴(yán)重的缺鉀國家，鉀鹽是我國八種稀缺礦產(chǎn)資源之一，鉀鹽短缺會(huì)直接影響我國的糧食安全。2016年11月，國土資源部將鉀鹽列入了“戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄”。由此可見對(duì)飛灰進(jìn)行資源化回收利用符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，具有重要的長遠(yuǎn)的資源保護(hù)和節(jié)約地球資源的意義。

4.現(xiàn)有提取鈉鉀鹽的方法主要為離子交換法、溶劑萃取法、電滲析法、化學(xué)沉淀法等方法。離子交換法中無機(jī)離子交換劑對(duì)鈉鉀鹽有很好的吸附率，回收效果很好，但無機(jī)離子交換劑價(jià)格太過昂貴，因此限制了其在工業(yè)方面的應(yīng)用。溶劑萃取法中萃取效果比較好，但萃取劑的價(jià)格一般比較昂貴，成本太高，也有利用某些極性溶劑對(duì)鈉鉀鹽選擇沉淀，在處理高濃度鈉、鉀離子溶液的時(shí)候，上述溶劑對(duì)鈉、鉀提取效果比較好，但是當(dāng)溶液中鈉、鉀含量低時(shí)，鈉、鉀的析出效果變得不太理想。電滲析法不能從含鉀溶液中有針對(duì)性地提取鉀，并且能耗太高，不宜作為大規(guī)模鉀鹽提取的有效方法?；瘜W(xué)沉淀法所用試劑安全性能差，成本高，較難用于大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)化大生產(chǎn)。所以本裝置選用簡單的水洗工藝，力求以低成本并達(dá)到最大的鈉鉀鹽浸出率。

5.目前，飛灰水洗脫鹽技術(shù)的關(guān)鍵在于如何提高鈉鉀鹽的浸出率、保持浸出時(shí)反應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定以及成本。

6.基于鈉鉀鹽的脫鹽技術(shù)，根據(jù)飛灰的特點(diǎn)及固有性質(zhì)，通過簡單的水洗工藝即可實(shí)現(xiàn)飛灰中鈉鉀鹽的脫除，這一點(diǎn)在學(xué)術(shù)界與工業(yè)界均已成共識(shí)。韓大健等(韓大健，王文祥，孫水裕，等.2017.城市生活垃圾焚燒飛灰中鉀鹽浸出研究[j].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，37(6):2223

?

2231)的研究表明，飛灰中的鉀鹽可以通過水洗、過濾、純化、分步結(jié)晶的方式回收，kcl純度可以達(dá)到90％以上。

[0007]

保持浸出時(shí)反應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定，根據(jù)反應(yīng)條件，選用固—液體系的全混式攪拌釜并使用多級(jí)逆流水洗從而能夠使反應(yīng)系統(tǒng)保持基本穩(wěn)定。張京等(張京，林平，趙兵，盧立柱，1992，多級(jí)攪拌浸取—洗滌塔及其在稀土礦浸洗中的應(yīng)用[j].中國有色金屬學(xué)報(bào)，2(2)：33

?

38)的研究表明，選用固—液體系的全混式攪拌釜可以在沉降室中可形成具有“級(jí)間不返混”的稀、濃兩相床層,其界面穩(wěn)定,能保證洗液充分的洗滌,從而減少原料損失。所以我們對(duì)固—液體系的全混式攪拌釜進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，使之能夠滿足我們飛灰處理時(shí)的性能要

求。

[0008]

綜上所述，基于多級(jí)逆流水洗的創(chuàng)新工藝思路，提出垃圾焚燒飛灰水洗脫鹽資源化的新型裝置設(shè)計(jì)，為構(gòu)造簡單、穩(wěn)定高效、連續(xù)操作的飛灰專用脫鹽裝置的創(chuàng)制提供現(xiàn)實(shí)途徑，使鈉鉀鹽能夠被簡單、有效、持續(xù)地被重復(fù)利用。然而，相關(guān)裝置在飛灰處置領(lǐng)域尚屬空白，工業(yè)上也沒有完善的連續(xù)性處理工藝。

[0009]

專利201910941482.3公開了一種回收并分離垃圾焚燒飛灰中鉀鹽和鈉鹽的方法，該方法敘述了如何從飛灰中提取鈉鉀鹽，但其中只敘述了方法，并未涉及裝置，致使其得到鈉鉀鹽需要使用大量的其他資源并且為非連續(xù)性進(jìn)行反應(yīng)，不易將其使用到工業(yè)上。專利201811061496.8公開了一種垃圾飛灰洗水資源化處理工藝及設(shè)備，詳細(xì)介紹了如何從飛灰水洗液中提取出鈉鉀鹽的方法和所使用的裝置，其包括垃圾飛灰洗水預(yù)熱、蒸發(fā)濃縮、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)、濃縮液循環(huán)、氯化鈉結(jié)晶、析鈉鹽母液循環(huán)和氯化鉀結(jié)晶的步驟，首先通過高溫狀態(tài)將過飽和氯化鈉析出，然后在低溫狀態(tài)下將過飽和氯化鉀析出，實(shí)現(xiàn)了垃圾飛灰洗水中氯化鈉鹽和氯化鉀沿的分離，分別得到了氯化鈉鹽和氯化鉀鹽，降低了固廢和危廢的產(chǎn)生，且達(dá)到了資源回收的效果，該工藝自動(dòng)化程度高、可連續(xù)操作、生產(chǎn)效率高。但沒有提到如何從固體飛灰中得到水洗液且沒有相關(guān)裝置，使整個(gè)系統(tǒng)并不完善，從而無法推廣到工業(yè)上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[0010]

本發(fā)明的目的是提供一種垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置及方法，以實(shí)現(xiàn)用較低的代價(jià)飛灰的資源化利用，便于推廣，實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展。

[0011]

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

[0012]

一種垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置，包括全混式攪拌釜、溢流液沉降槽，全混式攪拌釜內(nèi)設(shè)置有攪拌槳，攪拌槳由位于全混式攪拌釜頂部上方的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，全混式攪拌釜的側(cè)壁上端開設(shè)有飛灰漿料入口，飛灰漿料入口處設(shè)置有第一閥門，全混式攪拌釜的側(cè)壁下端開設(shè)有水洗液入口，水洗液入口連接水管，水管中設(shè)置有第一泵，全混式攪拌釜的底部設(shè)置有固相出口；所述溢流液沉降槽通過溢流液循環(huán)管路與全混式攪拌釜的上端連通。

[0013]

所述全混式攪拌釜內(nèi)由若干環(huán)形擋板分割為多個(gè)水洗區(qū)域，每個(gè)水洗區(qū)域中均設(shè)置一個(gè)攪拌槳，多個(gè)攪拌槳串聯(lián)，均由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

[0014]

所述溢流液沉降槽的上端通過清液循環(huán)管路與水洗液入口連接，且該管路中設(shè)置有第二閥門和第二泵。

[0015]

所述全混式攪拌釜內(nèi)設(shè)置有洗液分布器，洗液分布器位于全混式攪拌釜底部，與水洗液入口相連。

[0016]

所述全混式攪拌釜連接有電導(dǎo)率儀，電導(dǎo)率儀的輸出端連接有計(jì)算機(jī)。

[0017]

所述全混式攪拌釜的上端開始有溢流液出口，并設(shè)置有第三閥門。

[0018]

有益效果：本發(fā)明的一種垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置，以實(shí)現(xiàn)飛灰中鈉鉀鹽資源的連續(xù)性回收利用、減少了鈉鉀鹽回收的同時(shí)其他資源的使用，填補(bǔ)了相關(guān)裝置在飛灰處置領(lǐng)域的空白，提高了反應(yīng)的穩(wěn)定性以及鈉鉀鹽的浸出率，大大降低了設(shè)備投資運(yùn)行成本及占地面積，有利于在飛灰資源化利用和無害化處理領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用。本發(fā)明通過，多級(jí)逆流水洗方式保證了運(yùn)行的穩(wěn)定性與高效性，實(shí)現(xiàn)了可連續(xù)性操作并提高了裝置的普

適性。

附圖說明

[0019]

圖1為本發(fā)明的垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

[0020]

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。

[0021]

如圖1所示，本發(fā)明的一種垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置，包括全混式攪拌釜5、溢流液沉降槽11，全混式攪拌釜5內(nèi)設(shè)置有攪拌槳6，攪拌槳6由位于全混式攪拌釜5頂部上方的電機(jī)7驅(qū)動(dòng)，全混式攪拌釜5的側(cè)壁上端開設(shè)有飛灰漿料入口8，飛灰漿料入口8處設(shè)置有第一閥門9，全混式攪拌釜5的側(cè)壁下端開設(shè)有水洗液入口1，水洗液入口1連接水管，水管中設(shè)置有第一泵2，全混式攪拌釜5的底部設(shè)置有固相出口17；所述溢流液沉降槽11通過溢流液循環(huán)管路10與全混式攪拌釜5的上端連通。

[0022]

全混式攪拌釜5內(nèi)由若干環(huán)形擋板19分割為多個(gè)水洗區(qū)域20，每個(gè)水洗區(qū)域20中均設(shè)置一個(gè)攪拌槳6，多個(gè)攪拌槳6串聯(lián)，均由電機(jī)7驅(qū)動(dòng)。多個(gè)水洗區(qū)域形成多級(jí)逆流水洗，多級(jí)逆流水洗裝置集浸取和洗滌于一體,結(jié)構(gòu)簡單,操作方便。沉降室中可形成具有“級(jí)間不返混”的稀、濃兩相床層,其界面穩(wěn)定,能保證洗液充分的洗滌,從而增大鈉鉀鹽的浸出率。既可以達(dá)到較高的浸取率,又可以達(dá)到良好的洗滌效果。

[0023]

溢流液沉降槽11的上端通過清液循環(huán)管路18與水洗液入口1連接，且該管路中設(shè)置有第二閥門12和第二泵3?？梢詫⒁缌饕撼两挡?1中的上層清液重復(fù)利用，能夠節(jié)約水資源，從而降低工業(yè)用水成本，水的循環(huán)利用能減少廢水排放，從而減少污染。鹽水的使用能夠提高飛灰中鈉鉀鹽的浸出率，鹽水的濃度對(duì)飛灰中鈉鉀鹽的浸出率有影響，而清水的循環(huán)影響鹽水的濃度。

[0024]

全混式攪拌釜5內(nèi)設(shè)置有洗液分布器4，洗液分布器4位于全混式攪拌釜5底部，與水洗液入口1相連。洗液分布器4為向下的細(xì)孔狀，用以增大向下水流的壓力并減少堵塞的概率，從第一泵2或第二泵3獲得噴射的壓力。

[0025]

全混式攪拌釜5連接有電導(dǎo)率儀13，電導(dǎo)率儀13的輸出端連接有計(jì)算機(jī)14。電導(dǎo)率儀13用于測(cè)定全混式攪拌釜5內(nèi)的水洗液離子濃度。

[0026]

全混式攪拌釜5的上端開始有溢流液出口16，并設(shè)置有第三閥門15。

[0027]

其中，第一泵2、第二泵3均為適合輸送漿料的泵種，如半閉式葉輪離心泵或渦流泵。

[0028]

下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

[0029]

實(shí)施例

[0030]

配置液固質(zhì)量比為3～10的飛灰漿料，打開第一閥門9，由飛灰漿料入口8送入飛灰漿料于全混式攪拌釜5，由水洗液進(jìn)口1經(jīng)第一泵2用洗液分布器4均勻通入水作為鈉鉀鹽的洗滌液，在全混式攪拌釜5內(nèi)進(jìn)行多級(jí)逆流水洗，保持全混式攪拌釜5內(nèi)液固質(zhì)量比20～30，攪拌速率為100～600r/min，反應(yīng)溫度為室溫～90℃。洗過飛灰漿料但未達(dá)到滿足蒸發(fā)結(jié)晶工藝離子濃度的上層水洗液經(jīng)溢流液循環(huán)管路10到溢流液沉降槽11，在溢流液沉降槽11內(nèi)使帶入的飛灰漿料沉降，其上層清液繼續(xù)由管路經(jīng)第二泵3用洗液分布器4輸送入全混式攪

拌釜5，從而達(dá)到循環(huán)水洗的目的。電導(dǎo)率儀13時(shí)刻測(cè)定反應(yīng)釜內(nèi)的水洗液離子濃度，當(dāng)水洗液離子濃度，滿足蒸發(fā)結(jié)晶工藝參數(shù)要求后，通過溢流液出口16放出水洗液，后續(xù)通過蒸發(fā)結(jié)晶得到工業(yè)級(jí)鈉鹽、鉀鹽。當(dāng)飛灰漿料無法析出更多鈉鉀鹽后，通過固相出口17放出已經(jīng)水洗過后的飛灰漿料。

[0031]

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。技術(shù)特征：

1.一種垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置，其特征在于：包括全混式攪拌釜(5)、溢流液沉降槽(11)，全混式攪拌釜(5)內(nèi)設(shè)置有攪拌槳(6)，攪拌槳(6)由位于全混式攪拌釜(5)頂部上方的電機(jī)(7)驅(qū)動(dòng)，全混式攪拌釜(5)的側(cè)壁上端開設(shè)有飛灰漿料入口(8)，飛灰漿料入口(8)處設(shè)置有第一閥門(9)，全混式攪拌釜(5)的側(cè)壁下端開設(shè)有水洗液入口(1)，水洗液入口(1)連接水管，水管中設(shè)置有第一泵(2)，全混式攪拌釜(5)的底部設(shè)置有固相出口(17)；所述溢流液沉降槽(11)通過溢流液循環(huán)管路(10)與全混式攪拌釜(5)的上端連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置，其特征在于：所述全混式攪拌釜(5)內(nèi)由若干環(huán)形擋板(19)分割為多個(gè)水洗區(qū)域(20)，每個(gè)水洗區(qū)域(20)中均設(shè)置一個(gè)攪拌槳(6)，多個(gè)攪拌槳(6)串聯(lián)，均由電機(jī)(7)驅(qū)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置，其特征在于：所述溢流液沉降槽(11)的上端通過清液循環(huán)管路(18)與水洗液入口(1)連接，且該管路中設(shè)置有第二閥門(12)和第二泵(3)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置，其特征在于：所述全混式攪拌釜(5)內(nèi)設(shè)置有洗液分布器(4)，洗液分布器(4)位于全混式攪拌釜(5)底部，與水洗液入口(1)相連。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置，其特征在于：所述洗液分布器(4)為向下的細(xì)孔狀。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置，其特征在于：所述全混式攪拌釜(5)連接有電導(dǎo)率儀(13)，電導(dǎo)率儀(13)的輸出端連接有計(jì)算機(jī)(14)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置，其特征在于：所述全混式攪拌釜(5)的上端開始有溢流液出口(16)，并設(shè)置有第三閥門(15)。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置，其特征在于：所述第一泵(2)、第二泵(3)均為為半閉式葉輪離心泵或渦流泵。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置，包括全混式攪拌釜、溢流液沉降槽，全混式攪拌釜內(nèi)設(shè)置有攪拌槳，攪拌槳由位于全混式攪拌釜頂部上方的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，全混式攪拌釜的側(cè)壁上端開設(shè)有飛灰漿料入口，飛灰漿料入口處設(shè)置有第一閥門，全混式攪拌釜的側(cè)壁下端開設(shè)有水洗液入口，水洗液入口連接水管，水管中設(shè)置有第一泵，全混式攪拌釜的底部設(shè)置有固相出口；所述溢流液沉降槽通過溢流液循環(huán)管路與全混式攪拌釜的上端連通。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了飛灰中鈉鉀鹽資源的連續(xù)性回收。鉀鹽資源的連續(xù)性回收。鉀鹽資源的連續(xù)性回收。

技術(shù)研發(fā)人員：許昕煒 倉輝 吳莊召

受保護(hù)的技術(shù)使用者：鹽城工學(xué)院

技術(shù)研發(fā)日：2020.10.21

技術(shù)公布日：2021/9/3