[實用新型]一種垃圾焚燒飛灰回收鈉鉀鹽的裝置

有效

• 申請號: 202022353663.5
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN214114929U
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 許昕煒;倉輝;吳莊召
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: C01D3/14
• 分類號: C01D3/14;C01D3/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發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，全混式攪拌釜內設置有攪拌槳，攪拌槳由位于全混式攪拌釜頂部上方的電機驅動，全混式攪拌釜的側壁上端開設有飛灰漿料入口，飛灰漿料入口處設置有第一閥門，全混式攪拌釜的側壁下端開設有水洗液入口，水洗液入口連接水管，水管中設置有第一泵，全混式攪拌釜的底部設置有固相出口；所述溢流液沉降槽通過溢流液循環管路與全混式攪拌釜的上端連通。本發明實現了飛灰中鈉鉀鹽資源的連續性回收。

技術領域

本發明屬于環保技術領域，特別涉及一種垃圾焚燒飛灰處理裝置。

背景技術

垃圾焚燒作為垃圾處理的手段，在我國發展非常迅速，但面臨一些亟待解決的環境問題，垃圾焚燒處理必然會產生大量的灰渣，焚燒灰渣根據其收集的位置不同，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、粒徑細小的粉體物質。

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，經過簡單水洗即可大部分溶出。我國是一個嚴重的缺鉀國家，鉀鹽是我國八種稀缺礦產資源之一，鉀鹽短缺會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“戰略性礦產目錄”。由此可見對飛灰進行資源化回收利用符合可持續發展戰略，具有重要的長遠的資源保護和節約地球資源的意義。

現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、化學沉淀法等方法。離子交換法中無機離子交換劑對鈉鉀鹽有很好的吸附率，回收效果很好，但無機離子交換劑價格太過昂貴，因此限制了其在工業方面的應用。溶劑萃取法中萃取效果比較好，但萃取劑的價格一般比較昂貴，成本太高，也有利用某些極性溶劑對鈉鉀鹽選擇沉淀，在處理高濃度鈉、鉀離子溶液的時候，上述溶劑對鈉、鉀提取效果比較好，但是當溶液中鈉、鉀含量低時，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性地提取鉀，并且能耗太高，不宜作為大規模鉀鹽提取的有效方法?；瘜W沉淀法所用試劑安全性能差，成本高，較難用于大規模應用和工業化大生產。所以本裝置選用簡單的水洗工藝，力求以低成本并達到最大的鈉鉀鹽浸出率。

目前，飛灰水洗脫鹽技術的關鍵在于如何提高鈉鉀鹽的浸出率、保持浸出時反應系統的穩定以及成本。

基于鈉鉀鹽的脫鹽技術，根據飛灰的特點及固有性質，通過簡單的水洗工藝即可實現飛灰中鈉鉀鹽的脫除，這一點在學術界與工業界均已成共識。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].環境科學學報，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、分步結晶的方式回收，KCl純度可以達到90％以上。

保持浸出時反應系統的穩定，根據反應條件，選用固—液體系的全混式攪拌釜并使用多級逆流水洗從而能夠使反應系統保持基本穩定。張京等(張京，林平，趙兵，盧立柱，1992，多級攪拌浸取—洗滌塔及其在稀土礦浸洗中的應用[J].中國有色金屬學報，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“級間不返混”的稀、濃兩相床層,其界面穩定,能保證洗液充分的洗滌,從而減少原料損失。所以我們對固—液體系的全混式攪拌釜進行創新改進，使之能夠滿足我們飛灰處理時的性能要求。

綜上所述，基于多級逆流水洗的創新工藝思路，提出垃圾焚燒飛灰水洗脫鹽資源化的新型裝置設計，為構造簡單、穩定高效、連續操作的飛灰專用脫鹽裝置的創制提供現實途徑，使鈉鉀鹽能夠被簡單、有效、持續地被重復利用。然而，相關裝置在飛灰處置領域尚屬空白，工業上也沒有完善的連續性處理工藝。