CN110002776A - 一种在线干法脱氯工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在线干法脱氯工艺，包括以下步骤：首先通过高速飞灰专用喷头将飞灰充分打散弥漫式入窑，根据计算机模拟设计不同的入窑位置，飞灰在水泥窑内通过约1400℃高温处理，有害成分完全裂解和固化，直接通过插在窑体烟室上的高效除氯，然后完成窑内烟气的抽取、急冷、结晶、粗粉分离，通过水洗和MVR蒸发对高纯度钾盐进行分离提取，同时干法飞灰处置系统能够将低氯盐分离，重新回到系统自循环添加脱硫剂进行脱硫，向处理后的灰体添加早强剂制成合格水泥出厂。该在线干法脱氯工艺能够在水泥窑协同处置中直接通过干法飞灰入窑，确保有害成分彻底分解的同时避免装置发生结皮堵塞，操作流程简单，降低运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧飞灰处理技术领域，具体为一种在线干法脱氯工艺。
背景技术
垃圾焚烧飞灰是在生活垃圾焚烧发电过程中主要收集于烟气管道、烟气净化装置(半干法、干法、活性炭喷射、布袋除尘)、旋风分离器和布袋除尘器等处的容重较轻、粒径细小的粉体物质，城市生活垃圾焚烧飞灰中不仅含有大量的Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等重金属无机有害物，其中的氯元素还容易构成有很强毒性的二噁英等有机致癌物，故我国国家环境保护局将生活垃圾焚烧飞灰定义为国家危险废物(GB 18485-2001)(代号HW18)。
现有的焚烧飞灰处理技术主要包括安全填埋、固化/稳定化、有色金属提取和资源化利用等方式，在资源化利用技术中，新兴的水泥窑协同处置技术便是利用焚烧飞灰作为替代原料生产水泥，一方面利用水泥窑独特的高温环境将飞灰稳定脱毒，另一方面同时节约了部分水泥生产原料，实现了资源化利用，而在水泥窑协同处置的过程中含有高氯、钾、硫的飞灰入窑很容易造成预热器结皮堵塞的问题，也有如中国发明授权公告号为CN101773924B的回流脱出液的生活垃圾焚烧飞灰水泥窑协同预处理的方法中先对飞灰进行水洗脱氯处理，再进行水泥窑煅烧，但是相对于飞灰直接干法入窑操作步骤较多，处理效率较低，给水泥窑协同处置带来一定不便。
针对上述问题，在原有水泥窑生产过程的基础上进行创新设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在线干法脱氯工艺，以解决上述背景技术中提出焚烧飞灰水泥窑协同处置容易造成装置结皮堵塞，飞灰直接湿法处理较为不便，处理效率较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种在线干法脱氯工艺，其特征在于，包括以下步骤：干粉分散式入窑→有害物高温裂解→高氯灰和低氯灰高效分离→湿法高纯度钾盐提取和低氯灰自循环脱硫→处理灰添加早强剂→合格水泥出厂；
(1)首先通过高速飞灰专用喷头将飞灰充分打散弥漫式入窑，根据计算机模拟设计不同的入窑位置，确保有害成分彻底分解；
(2)飞灰在水泥窑内通过约1400℃高温处理，有害成分完全裂解和固化；
(3)直接通过插在窑体烟室上的高效除氯，然后完成窑内烟气的抽取、急冷、结晶、粗粉分离；
(4)通过水洗和MVR蒸发对高纯度钾盐进行分离提取，同时干法飞灰处置系统能够将低氯盐分离，重新回到系统自循环添加脱硫剂进行脱硫；
(5)向处理后的灰体添加早强剂，进行搅拌混匀；
(6)对制出的水泥产品进行质检，合格水泥出厂。
优选的，所述干粉入窑前需要对固废中的微量元素含量进行取样，确保干粉的有害成分不超过水泥窑的处置能力，且对干粉进行均化后才可入窑，并且需要对入窑固废投加量通过HJ-662、GB30760等国标规定的方法和标准进行控制和计算，严格按标准进行投加，避免影响水泥成品质量。
优选的，所述飞灰入窑喷头包括固体飞灰均化分散装置，且飞灰喷头均匀分布在水泥窑体内侧，并且根据飞灰复杂的成分波动选取不同的飞灰喷头进行入窑。
优选的，所述水泥窑的内的温度范围为1000-1600℃，且飞灰在窑内高温区的停留时间长达5-15秒，有害成分均能被彻底分解，确保环境安全。
优选的，所述窑体烟室上的高效除氯装置包括直接插在窑体烟室上的取风除氯器、粗粉分离器、细粉分离器和窑灰仓，其中取风除氯器带有骤冷设施，可瞬间让含氯较高的烟气分离、结晶，增加飞灰处理量，对飞灰中的无机氯和有机氯高效提取，抑制在窑体降温段二噁英的再合成，同时使分离的低氯盐重新回到系统自循环进行脱硫，脱硫剂可以直接选用窑尾中的氧化钙烟灰混合使用。
优选的，所述窑体烟室内部集成有烟气监测点，通过配套的信息化管理软件，实时对生产数据进行监控，发现异常情况快速反馈，并立即调节各生产环节参数和固废掺加量。
优选的，所述高纯度钾盐分离提取为湿法水洗，包括初步水洗、混合水处理和MVR系统蒸发脱水，具体为水灰比按照重量比15∶1在水洗塔内混合，充分搅拌5-10分钟后，无需静置直接将混合浆液整体转移至MVR装置，将混合液在蒸发器中浓缩至溶液固含量为38-40％，分离出氯化钠结晶物，然后将母液继续浓缩至溶液固含量48-50％，使冷化结晶分离，得到氯化钾产品。
优选的，所述早强剂采用氯化钙、氯化钠和氯化铝等氯盐类早强剂，且早强剂的掺量为总量的3-6％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该在线干法脱氯工艺，
1、通过直接插在窑体烟室上的高效除氯，直接完成了窑内烟气的抽取、急冷、结晶、粗粉分离，因此当旁路烟气到了后续的处置工艺环节时，温度已经降低至250℃以下，使得在后续的处理环节过程中，不会出现结皮造成的堵塞情况；
2、飞灰输送环节的高速飞灰喷头，能够将干燥飞灰充分打散弥漫式入窑，通过固体飞灰均化分散装置，提高了入窑飞灰的稳定性,同时根据分灰的成分的不同，可以根据计算机模拟设计不同的入炉位置，确保有害成分彻底分解，同时配合取风除氯器、粗粉分离器、细粉分离器和窑灰仓使用，可以便于飞灰中的无机氯和有机氯高效提取，抑制二噁英的再合成，同时流程整体能适应老厂改造，便于布置，相对于现有的焚烧飞灰填埋填埋法固化法等处理方式可以有效降低总投资，降低总运行成本。
附图说明
图1为本发明干法飞灰处置系统流程示意图；
图2为本发明飞灰钾盐水洗提纯流程示意图；
图3为本发明窑体除氯分离流程示意图；
图4为本发明MVR系统工作流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种在线干法脱氯工艺，包括以下步骤：干粉分散式入窑→有害物高温裂解→高氯灰和低氯灰高效分离→湿法高纯度钾盐提取和低氯灰自循环脱硫→处理灰添加早强剂→合格水泥出厂；
(1)首先通过高速飞灰专用喷头将固塑类氯含量高的焚烧飞灰充分打散，从约1000度升温段处弥漫式入窑，确保有害成分在充分的高温处理时间内彻底分解，防止二噁英的生成；
(2)飞灰在水泥窑内通过1000-1600℃温度段的高温处理，有害成分完全裂解和固化；
(3)直接通过插在窑体烟室上的高效除氯，然后完成窑内烟气的抽取、急冷、结晶、粗粉分离；
(4)通过水洗和MVR蒸发对高纯度钾盐进行分离提取，同时干法飞灰处置系统能够将低氯盐分离，重新回到系统自循环添加脱硫剂进行脱硫；
(5)向处理后的灰体添加早强剂，进行搅拌混匀；
(6)对制出的水泥产品进行质检，合格水泥出厂。
干粉入窑前需要对固废中的微量元素含量进行取样，确保干粉的有害成分不超过水泥窑的处置能力，且对干粉进行均化后才可入窑，并且需要对入窑固废投加量通过HJ-662、GB30760等国标规定的方法和标准进行控制和计算，严格按标准进行投加，避免影响水泥成品质量。
飞灰入窑喷头包括固体飞灰均化分散装置，且飞灰喷头均匀分布在水泥窑体内侧，并且根据飞灰复杂的成分波动选取不同的飞灰喷头进行入窑。
水泥窑的内的温度范围为1000-1600℃，且飞灰在窑内直接在1000℃以上的高温区停留10-15秒，有害成分均能被彻底分解，确保环境安全。
窑体烟室上的高效除氯装置包括直接插在窑体烟室上的取风除氯器、粗粉分离器、细粉分离器和窑灰仓，其中取风除氯器带有骤冷设施，可瞬间让含氯较高的烟气分离、结晶，增加飞灰处理量，对飞灰中的无机氯和有机氯高效提取，抑制在窑体降温段二噁英的再合成，同时使分离的低氯盐重新回到系统自循环进行脱硫，脱硫剂可以直接选用窑尾中的氧化钙烟灰混合使用。
窑体烟室内部集成有烟气监测点，通过配套的信息化管理软件，实时对生产数据进行监控，发现异常情况快速反馈，并立即调节各生产环节参数和固废掺加量。
高纯度钾盐分离提取为湿法水洗，包括初步水洗、混合水处理和MVR系统蒸发脱水，具体为水灰比按照重量比15∶1在水洗塔内混合，充分搅拌5-10分钟后，无需静置直接将混合浆液整体转移至MVR装置，将混合液在蒸发器中浓缩至溶液固含量为38-40％，分离出氯化钠结晶物，然后将母液继续浓缩至溶液固含量48-50％，使冷化结晶分离，得到氯化钾产品。
早强剂采用氯化钙、氯化钠和氯化铝等氯盐类早强剂，且早强剂的掺量为总量的3-6％。
实施例2
一种在线干法脱氯工艺，包括以下步骤：干粉分散式入窑→有害物高温裂解→高氯灰和低氯灰高效分离→湿法高纯度钾盐提取和低氯灰自循环脱硫→处理灰添加早强剂→合格水泥出厂；
(1)首先通过高速飞灰专用喷头将普通生活垃圾焚烧飞灰充分打散从窑体高温短弥漫式入窑，使其中有害成分在高温段快速分解；
(2)飞灰在水泥窑内通过约1450℃高温处理，有害成分完全裂解和固化；
(3)直接通过插在窑体烟室上的高效除氯，然后完成窑内烟气的抽取、急冷、结晶、粗粉分离；
(4)通过水洗和MVR蒸发对高纯度钾盐进行分离提取，同时干法飞灰处置系统能够将低氯盐分离，重新回到系统自循环添加脱硫剂进行脱硫；
(5)向处理后的灰体添加早强剂，进行搅拌混匀；
(6)对制出的水泥产品进行质检，合格水泥出厂。
干粉入窑前需要对固废中的微量元素含量进行取样，确保干粉的有害成分不超过水泥窑的处置能力，且对干粉进行均化后才可入窑，并且需要对入窑固废投加量通过HJ-662、GB30760等国标规定的方法和标准进行控制和计算，严格按标准进行投加，避免影响水泥成品质量。
飞灰入窑喷头包括固体飞灰均化分散装置，且飞灰喷头均匀分布在水泥窑体内侧，并且根据飞灰复杂的成分波动选取不同的飞灰喷头进行入窑。
水泥窑的内的温度范围为1000-1600℃，且飞灰在窑内高温区的停留时间长达5-10秒，有害成分均能被彻底分解，确保环境安全。
窑体烟室上的高效除氯装置包括直接插在窑体烟室上的取风除氯器、粗粉分离器、细粉分离器和窑灰仓，其中取风除氯器带有骤冷设施，可瞬间让含氯较高的烟气分离、结晶，增加飞灰处理量，对飞灰中的无机氯和有机氯高效提取，抑制在窑体降温段二噁英的再合成，同时使分离的低氯盐重新回到系统自循环进行脱硫，脱硫剂可以直接选用窑尾中的氧化钙烟灰混合使用。
窑体烟室内部集成有烟气监测点，通过配套的信息化管理软件，实时对生产数据进行监控，发现异常情况快速反馈，并立即调节各生产环节参数和固废掺加量。
高纯度钾盐分离提取为湿法水洗，包括初步水洗、混合水处理和MVR系统蒸发脱水，具体为水灰比按照重量比15∶1在水洗塔内混合，充分搅拌5-10分钟后，无需静置直接将混合浆液整体转移至MVR装置，将混合液在蒸发器中浓缩至溶液固含量为48-50％，使冷化结晶分离，得到氯化钾产品。
早强剂采用氯化钙、氯化钠和氯化铝等氯盐类早强剂，且早强剂的掺量为总量的3-6％。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种在线干法脱氯工艺，其特征在于，包括以下步骤：干粉分散式入窑→有害物高温裂解→高氯灰和低氯灰高效分离→湿法高纯度钾盐提取和低氯灰自循环脱硫→处理灰添加早强剂→合格水泥出厂；
(1)首先通过高速飞灰专用喷头将飞灰充分打散弥漫式入窑，根据计算机模拟设计不同的入窑位置，确保有害成分彻底分解；
(2)飞灰在水泥窑内通过约1400℃高温处理，有害成分完全裂解和固化；
(3)直接通过插在窑体烟室上的高效除氯，然后完成窑内烟气的抽取、急冷、结晶、粗粉分离；
(4)通过水洗和MVR蒸发对高纯度钾盐进行分离提取，同时干法飞灰处置系统能够将低氯盐分离，重新回到系统自循环添加脱硫剂进行脱硫；
(5)向处理后的灰体添加早强剂，进行搅拌混匀；
(6)对制出的水泥产品进行质检，合格水泥出厂。
2.根据权利要求1所述的一种在线干法脱氯工艺，其特征在于：所述干粉入窑前需要对固废中的微量元素含量进行取样，确保干粉的有害成分不超过水泥窑的处置能力，且对干粉进行均化后才可入窑，并且需要对入窑固废投加量通过HJ-662、GB30760等国标规定的方法和标准进行控制和计算，严格按标准进行投加，避免影响水泥成品质量。
3.根据权利要求1所述的一种在线干法脱氯工艺，其特征在于：所述飞灰入窑喷头包括固体飞灰均化分散装置，且飞灰喷头均匀分布在水泥窑体内侧，并且根据飞灰复杂的成分波动选取不同的飞灰喷头进行入窑。
4.根据权利要求1所述的一种在线干法脱氯工艺，其特征在于：所述水泥窑的内的温度范围为1000-1600℃，且飞灰在窑内高温区的停留时间长达5-15秒，有害成分均能被彻底分解，确保环境安全。
5.根据权利要求1所述的一种在线干法脱氯工艺，其特征在于：所述窑体烟室上的高效除氯装置包括直接插在窑体烟室上的取风除氯器、粗粉分离器、细粉分离器和窑灰仓，其中取风除氯器带有骤冷设施，可瞬间让含氯较高的烟气分离、结晶，增加飞灰处理量，对飞灰中的无机氯和有机氯高效提取，抑制在窑体降温段二噁英的再合成，同时使分离的低氯盐重新回到系统自循环进行脱硫，脱硫剂可以直接选用窑尾中的氧化钙烟灰混合使用。
6.根据权利要求1所述的一种在线干法脱氯工艺，其特征在于：所述窑体烟室内部集成有烟气监测点，通过配套的信息化管理软件，实时对生产数据进行监控，发现异常情况快速反馈，并立即调节各生产环节参数和固废掺加量。
7.根据权利要求1所述的一种在线干法脱氯工艺，其特征在于：所述高纯度钾盐分离提取为湿法水洗，包括初步水洗、混合水处理和MVR系统蒸发脱水，具体为水灰比按照重量比15∶1在水洗塔内混合，充分搅拌5-10分钟后，无需静置直接将混合浆液整体转移至MVR装置，将混合液在蒸发器中浓缩至溶液固含量为38-40％，分离出氯化钠结晶物，然后将母液继续浓缩至溶液固含量48-50％，使冷化结晶分离，得到氯化钾产品。
8.根据权利要求1所述的一种在线干法脱氯工艺，其特征在于：所述早强剂采用氯化钙、氯化钠和氯化铝等氯盐类早强剂，且早强剂的掺量为总量的3-6％。
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