垃圾焚烧飞灰高温熔融烟气中钠钾盐分离设备及方法

摘要

本发明提供一种垃圾焚烧飞灰高温熔融烟气中钠钾盐分离设备及方法，设备包括脱盐除尘装置：用于对排出的焚烧烟气进行脱盐、脱硝和除尘；烟气脱酸装置：用于对烟气进行脱酸处理，所述烟气脱酸装置上设置有喷淋装置，通过喷淋装置对烟气进行喷淋使得钠盐和钾盐溶解到喷淋水中得到溶解液，并将剩余尾气外排；固液分离装置：与烟气脱酸装置连通，用于对溶解液进行固液分离，将溶解钠盐和钾盐的原料液通过管道流入蒸发结晶装置，并将不溶性杂质收集排出；蒸发结晶装置：通过管道与固液分离装置连通，用于对原料液进行蒸发结晶分离钠盐和钾盐。使用该装置及方法对烟气进行钠钾盐进行分选，减少排放并回收利用，产生可观的经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧飞灰高温熔融技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰高温熔融烟气中钠钾盐分离设备及方法。

背景技术

随着社会的发展，人们的生活质量越来越好，随之而来的则是大量的垃圾焚烧飞灰产生，目前通常使用的垃圾焚烧飞灰处理方式有以下两种：一种是采用垃圾焚烧飞灰填埋技术，然而，随着城市用地的逐渐减少，人们也在寻找替代垃圾焚烧飞灰填埋技术的方案；另一种方式就是焚烧生活垃圾焚烧飞灰，生活垃圾焚烧飞灰在焚烧时产生大量的有毒气体，而且生活垃圾焚烧飞灰由于种类繁多，其中的可燃物的密度、形状、化学性质、熔融特效都各不相同，因此在普通焚烧方式当中许多可燃物都不能充分熔融，而且在不完全熔融的同时产生大量的黑烟及有害气体，污染大气以及危害人类的健康。同时产生的垃圾焚烧飞灰中富含二恶因和重金属等危害物，熔融处理可以分解飞灰中二恶因、固化大部分重金属。

在进行熔融处理垃圾焚烧飞灰时，会产生烟气进行排放，在烟气中往往含有许多氯化钠和氯化钾，如果将其作为产品将具有可观的经济价值，如果直接排放造成浪费，但烟气除尘收集难以将两者进行分离。因此需要一种设备或方法来对烟气中的氯化钾和氯化钠进行分选回收利用。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种垃圾焚烧飞灰高温熔融烟气中钠钾盐分离设备及方法，使用该装置及方法对烟气进行钠钾盐进行分选，减少排放并回收利用，产生可观的经济效益。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：本发明提供一种垃圾焚烧飞灰高温熔融烟气中钠钾盐分离设备，包括脱盐除尘装置：通过管道与垃圾焚烧飞灰熔融处理装置的排烟口连通，用于对排出的焚烧烟气进行脱盐、脱硝和除尘；

烟气脱酸装置：通过管道与脱盐除尘装置连接，用于对烟气进行脱酸处理，所述烟气脱酸装置上设置有喷淋装置，通过喷淋装置对烟气进行喷淋使得钠盐和钾盐溶解到喷淋水中得到溶解液，并将剩余尾气外排；

固液分离装置：与烟气脱酸装置连通，用于对溶解液进行固液分离，将溶解钠盐和钾盐的原料液通过管道流入蒸发结晶装置，并将不溶性杂质收集排出；

蒸发结晶装置：通过管道与固液分离装置连通，用于对原料液进行蒸发结晶分离钠盐和钾盐。

进一步，还包括余热锅炉，所述余热锅炉设置在脱盐除尘装置和烟气脱酸装置之间，所述余热锅炉用于回收烟气预热产生蒸汽作为蒸发结晶装置的蒸汽补充。

进一步，还包括溶解沉淀装置，所述溶解沉淀装置设置在固液分离装置与烟气脱酸装置之间，所述溶解沉淀装置用于将脱盐脱销装置中分离的固体钠盐和钾盐溶解到溶解液中。

进一步，所述溶解沉淀装置内设置有PH检测装置和PH调节装置。

进一步，所述蒸发结晶装置包括预热器、蒸发器、分离器、压缩机，所述预热器与固液分离装置通过进料泵和进料管连通，用于对原料液进行预热，所述蒸发器与预热器连通，用于对预热后的原料液进行蒸发，所述蒸发器、分离器、压缩机依次通过管道连通形成循环回路使得分离器内蒸发产生的二次蒸汽进入压缩机由压缩机转化后进入蒸发器换热，所述分离器的出口连接有第一稠厚器，所述第一稠厚器分别与第一离心机和第二稠厚器连通，所述第二稠厚器与第二离心机连通。

进一步，所述蒸发结晶装置还包括单蒸装置，所述单蒸装置上设置有沥滤槽，所述单蒸装置与第二离心机连通。

进一步，所述蒸发结晶装置还与喷淋装置通过管道连通，所述蒸发结晶装置与喷淋装置之间设置有冷凝水泵，用于重复利用蒸发结晶装置产生的冷凝水。

本发明还提供一种基于垃圾焚烧飞灰高温熔融烟气中钠钾盐分离设备的分选方法，包括如下步骤：

S1、将从垃圾焚烧飞灰熔融处理装置的排烟口排出的焚烧烟气通过管道传输到脱盐除尘装置内通过过滤网进行脱盐、脱硝以及除尘，并将过滤后的烟气通入烟气脱酸装置，同时收集过滤的杂盐加入到溶解沉淀装置内；

S2、过滤后的烟气通入烟气脱酸装置内进行喷淋脱酸，使得钠盐钾盐溶解到水中，然后排出尾气，并将溶解液通过液体泵抽入溶解沉淀装置内溶解杂盐形成溶解液；

S3、将溶解液通入到固液分离装置内进行固液分离，将溶解液中的不溶性杂质排出剩余原料液；

S4、将原料液通入蒸发结晶装置内进行蒸发结晶，分别结晶分离出氯化钠和氯化钾。

进一步，在步骤S4中还包括，S41、原料液通过进料泵进入预热器进过预热后进入蒸发器和分离器，然后通过循环泵将物料泵入蒸发器不停循环，从而进行蒸发浓缩结晶；

S42、在结晶过程中，首先蒸发浓缩至固体析出，此时析出固体为氯化钠，继浓缩至氯化钾饱和点后，排出系统进入第一稠厚器进行稠厚，再通过第一离心机分离出氯化钠晶体，经过第一离心机离心后的母液进入第二稠厚器析出氯化钾晶体，然后在进入第二离心机分离出氯化钾晶体；

S43、定期将进过两次离心分离的母液进入单蒸装置内处理高沸点母液，并通过沥滤槽过滤掉结晶的杂盐。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果：本发明提供一种垃圾焚烧飞灰高温熔融烟气中钠钾盐分离设备及方法，设备包括脱盐除尘装置：通过管道与垃圾焚烧飞灰熔融处理装置的排烟口连通，用于对排出的焚烧烟气进行脱盐、脱硝和除尘；烟气脱酸装置：通过管道与脱盐除尘装置连接，用于对烟气进行脱酸处理，所述烟气脱酸装置上设置有喷淋装置，通过喷淋装置对烟气进行喷淋使得钠盐和钾盐溶解到喷淋水中得到溶解液，并将剩余尾气外排；固液分离装置：与烟气脱酸装置连通，用于对溶解液进行固液分离，将溶解钠盐和钾盐的原料液通过管道流入蒸发结晶装置，并将不溶性杂质收集排出；蒸发结晶装置：通过管道与固液分离装置连通，用于对原料液进行蒸发结晶分离钠盐和钾盐。使用该装置及方法对烟气进行钠钾盐进行分选，减少排放并回收利用，产生可观的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明提供的垃圾焚烧飞灰高温熔融烟气中钠钾盐分离设备的示意图；

图2为本发明提供的垃圾焚烧飞灰高温熔融烟气中钠钾盐分离设备的蒸发结晶装置的示意图；

图3为本发明提供的垃圾焚烧飞灰高温熔融烟气中钠钾盐分离设备的蒸发结晶方法流程图；

附图标记：

1-脱盐除尘装置；2-余热锅炉；3-烟气脱酸装置；4-溶解沉淀装置；5-固液分离装置；6-蒸发结晶装置；61-预热器；62-蒸发器；63-压缩机；64-分离器；65-第一稠厚器；66-第一离心机；67-第二稠厚器；68-第二离心机；69-单蒸装置；691-沥滤槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

请参阅图1~3，本发明提供一种垃圾焚烧飞灰高温熔融烟气中钠钾盐分离设备，包括脱盐除尘装置1：通过管道与垃圾焚烧飞灰熔融处理装置的排烟口连通，用于对排出的焚烧烟气进行脱盐、脱硝和除尘；烟气从排烟口排出后通过管道输送到脱盐除尘装置1内进行脱盐除尘；所述脱盐除尘装置1内依次设置有除尘器和用于脱销反应的SCR反应器，分别进行除尘和脱销，并对杂盐进行收集。

烟气脱酸装置3：通过管道与脱盐除尘装置1连接，用于对烟气进行脱酸处理，所述烟气脱酸装置3上设置有喷淋装置，通过喷淋装置对烟气进行喷淋使得钠盐和钾盐溶解到喷淋水中得到溶解液，并将剩余尾气外排；所述烟气脱酸装置3包括塔筒，所述的塔筒的顶部设有带排气管的上封头，底部设有带进气管的下封头，侧壁设有喷淋取液口，外部设有带喷淋泵的喷淋管路系统；内部设有连通于进气管的上升管，所述的上升管上端设有与之内部相通且带有布气孔的布气锥，所述布气锥的顶部设有折流帽，所述折流帽的上方设有泡沫发生罩，所述泡沫发生罩的上方设有布液系统，所述布液系统上方设有消泡系统，所述消泡系统的上方设有除雾器，所述的下封头下方设有排污口。

固液分离装置5：与烟气脱酸装置3连通，用于对溶解液进行固液分离，将溶解钠盐和钾盐的原料液通过管道流入蒸发结晶装置6，并将不溶性杂质收集排出；

蒸发结晶装置6：通过管道与固液分离装置5连通，用于对原料液进行蒸发结晶分离钠盐和钾盐。所述蒸发结晶装置6使用MVR蒸发方式，利用高能效蒸汽压缩机63压缩蒸发产生的二次蒸汽把电脑转换成热能，提高二次蒸汽的焓，被提高热能的二次蒸汽打入蒸发器62进行加热以达到循环利用二次蒸汽已有的热能通过蒸发器62自循环来实现蒸发结晶的目的。更吉盛能源以及冷凝水，同时减少占地面积。

作为对上述技术方案的进一步改进，还包括余热锅炉2，所述余热锅炉2设置在脱盐除尘装置1和烟气脱酸装置3之间，所述余热锅炉2用于回收烟气预热产生蒸汽作为蒸发结晶装置6的蒸汽补充。进过脱盐、除尘的焚烧烟气温度超过350度，直接进入烟气脱酸装置3会造成大量热量浪费，且会大大提高后端设备的造价。在脱酸装置前设置预热回收锅炉，回收预热产生蒸汽作为后端蒸发结晶装置6的蒸汽补充，有效的利用能源，产生直接的经济效益。所述余热锅炉2的出气口与烟气脱酸装置3连通，所述余热锅炉2的蒸汽出口与蒸发结晶装置6连通进行蒸汽补充。所述余热锅炉2的蒸汽出口还可以与一发电机相连进行发电。

作为对上述技术方案的进一步改进，还包括溶解沉淀装置4，所述溶解沉淀装置4设置在固液分离装置5与烟气脱酸装置3之间，所述溶解沉淀装置4用于将脱盐脱销装置中分离的固体钠盐和钾盐溶解到溶解液中。设置溶解沉淀装置4，将对烟气脱酸后的喷淋水用于溶解脱盐除尘过程中获得的杂盐，便于将杂盐中的钠钾盐同步进行分离结晶。减少了水用量，节约了能源。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述溶解沉淀装置4内设置有PH检测装置和PH调节装置。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述蒸发结晶装置6包括预热器61、蒸发器62、分离器64、压缩机63，所述预热器61与固液分离装置5通过进料泵和进料管连通，用于对原料液进行预热，所述蒸发器62与预热器61连通，用于对预热后的原料液进行蒸发，所述蒸发器62、分离器64、压缩机63依次通过管道连通形成循环回路使得分离器64内蒸发产生的二次蒸汽进入压缩机63由压缩机63转化后进入蒸发器62换热，所述分离器64的出口连接有第一稠厚器65，所述第一稠厚器65分别与第一离心机66和第二稠厚器67连通，所述第二稠厚器67与第二离心机68连通。经过固液分离后的原料液通过进料泵进入预热器61预热后转入蒸发器62和分离器64内，然后通过循环泵将原料液泵入蒸发器62内不停循环达到蒸饭浓缩结晶目的，同时分离器64内蒸饭产生的二次蒸汽进入压缩机63，有压缩机63压缩后转化为高品位蒸汽进入蒸发器62换热。同时压缩蒸汽进入蒸发器62内放热后冷凝层冷凝水，将冷凝水经过冷凝水泵排至预热器61进行与进料进行换热，换热后的冷凝水排入喷淋装置作为喷淋水循环使用，从而节约能源。相邻装置之间的连接管道上分别设置有循环泵或原料泵用于驱动烟气或原料液的流通，其中循环泵用于驱动原料的循环，例如在加热器和分离器之间设置有循环泵进而使其循环流动。

氯化钾溶解度随温度变化交录华纳明显且溶解度更高，在蒸发浓缩时，首先蒸发浓缩至固体析出，此时析出固体为氯化钠，继续浓缩至氯化钾饱和点附近，排出系统进入第一稠厚器65稠厚，在通过第一离心机66分离出氯化钠晶体得到氯化钠；离心后的母液进入第二稠厚器67，同时使用循环水降温，溶液析出氯化钾晶体，在进入第二离心机68分离出氯化钾晶体，经过两次离心后的母液在返回前端与原液混合后预热返回蒸发结晶装置6继续蒸发。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述蒸发结晶装置6还包括单蒸装置69，所述单蒸装置69上设置有沥滤槽691，所述单蒸装置69与第二离心机68连通。蒸发系统在运行过程中，喷淋废水中带来的硝酸盐、亚硫酸盐等高沸点物也会继续浓缩，超过压缩机63的温升，设置一套单蒸装置69用于处理高沸点母液，定期排出部分高温母液值单蒸装置69内进行处理，并通过沥滤槽691虑掉杂盐，实现废水零排放。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述蒸发结晶装置6还与喷淋装置通过管道连通，所述蒸发结晶装置6与喷淋装置之间设置有冷凝水泵，用于重复利用蒸发结晶装置6产生的冷凝水。

本发明还提供一种基于垃圾焚烧飞灰高温熔融烟气中钠钾盐分离设备的分选方法，包括如下步骤：

S1、将从垃圾焚烧飞灰熔融处理装置的排烟口排出的焚烧烟气通过管道传输到脱盐除尘装置1内通过过滤网进行脱盐、脱硝以及除尘，并将过滤后的烟气通入烟气脱酸装置3，同时收集过滤的杂盐加入到溶解沉淀装置4内；

S2、过滤后的烟气通入烟气脱酸装置3内进行喷淋脱酸，使得钠盐钾盐溶解到水中，然后排出尾气，并将溶解液通过液体泵抽入溶解沉淀装置4内溶解杂盐形成溶解液；

S3、将溶解液通入到固液分离装置5内进行固液分离，将溶解液中的不溶性杂质排出剩余原料液；

S4、将原料液通入蒸发结晶装置6内进行蒸发结晶；S41、原料液通过进料泵进入预热器61进过预热后进入蒸发器62和分离器64，然后通过循环泵将物料泵入蒸发器62不停循环，从而进行蒸发浓缩结晶；

S42、在结晶过程中，首先蒸发浓缩至固体析出，此时析出固体为氯化钠，继浓缩至氯化钾饱和点后，排出系统进入第一稠厚器65进行稠厚，再通过第一离心机66分离出氯化钠晶体，经过第一离心机66离心后的母液进入第二稠厚器67析出氯化钾晶体，然后在进入第二离心机68分离出氯化钾晶体；

S43、定期将进过两次离心分离的母液进入单蒸装置69内处理高沸点母液，并通过沥滤槽691过滤掉结晶的杂盐。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。