分离装置及垃圾飞灰水洗废水处理系统的制作方法

本实用新型涉及高盐废水处理领域，具体而言，涉及一种分离装置及垃圾飞灰水洗废水处理系统。

背景技术：

垃圾飞灰是指在垃圾焚烧发电厂烟气净化系统收集而得的残余物，总量约为生活垃圾处理量的3～4％。目前利用水泥窑处置飞灰是一种有效的处置方法，但是飞灰中含有大量的氯、氧化钠和氧化钾等物质，它们对于水泥窑而言是有害物质，研究表明，对飞灰进行水洗可降低上述氯、氧化钠和氧化钾的危害。飞灰水洗产生的废水是一个非常复杂的多组分高盐废水，其蒸发结晶远比单组份无机盐(如NaCl、KCl)结晶过程复杂，结晶工艺也没有NaCl工艺那么成熟，必然需要经过一个逐步的摸索、调整和完善的自主研发过程。

现有飞灰水洗废水中的钠盐的含量高于钾盐的含量，实际处理时采用蒸发结晶装置首先将含量高的钠盐结晶分离出来，然后不断回流母液以富集钾盐，当钾盐达到饱和后才能析出，得到的是钠盐和钾盐的混盐，并且没有进行分离。

现有的垃圾飞灰水洗废水处理系统多采用上述传统工艺对飞灰水洗废水进行处理，不能使水洗废水得到充分的利用，得到的是钠盐和钾盐的混盐，并且没有进行分离。

有鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的在于提供一种分离装置，该分离装置能够将溶液中的钠盐和钾盐析出，并得到相互分离的钠盐晶体和钾盐晶体。

本实用新型的第二目的在于提供一种垃圾飞灰水洗废水处理系统，该系统采用了上述分离装置对垃圾飞灰水洗废水进行处理，该系统能够将垃圾飞灰水洗废水充分利用，得到相互分离的钠盐晶体和钾盐晶体。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种分离装置，包括依次相连的结晶分离设备、保温沉降设备、冷却结晶设备和离心设备；

所述保温沉降设备设有入料口、第一出料口和第二出料口，所述入料口和所述第一出料口均与所述结晶分离设备相连，所述第二出料口与所述冷却结晶设备相连。

作为进一步优选地技术方案，所述冷却结晶设备为内循环冷却结晶器或外循环冷却结晶器。

作为进一步优选地技术方案，所述冷却结晶设备的冷却剂的温度为20-35℃，所述冷却结晶设备内部料液的温度为30-50℃。

作为进一步优选地技术方案，所述离心设备后连接有加热设备，所述加热设备还与所述结晶分离设备相连。

作为进一步优选地技术方案，所述冷却结晶设备和所述离心设备之间还设置有增稠设备，所述增稠设备和所述离心设备还均与母液储存设备相连。

作为进一步优选地技术方案，所述母液储存设备还与加热设备相连，所述加热设备还与所述结晶分离设备相连。

作为进一步优选地技术方案，所述冷却结晶设备与所述增稠设备通过转料泵相连。

作为进一步优选地技术方案，包括依次相连的结晶分离设备、保温沉降设备、冷却结晶设备、增稠设备、离心设备、母液储存设备、淘洗设备和加热设备；

所述保温沉降设备设有入料口、第一出料口和第二出料口，所述入料口和所述第一出料口均与所述结晶分离设备相连，所述第二出料口与所述冷却结晶设备相连；所述增稠设备还与所述母液储存设备相连，所述加热设备还与所述结晶分离设备相连。

作为进一步优选地技术方案，所述保温沉降设备与所述结晶分离设备之间设有钠盐浆桶和钠盐浆泵，所述钠盐浆桶与所述第一出料口相连，所述钠盐浆泵分别与所述钠盐浆桶和所述结晶分离设备相连。

第二方面，本实用新型提供了一种垃圾飞灰水洗废水处理系统，包括依次相连的垃圾飞灰水洗装置、上述分离装置、以及粉盐储存装置。

本实用新型提供的分离装置及垃圾飞灰水洗废水处理系统，其有益效果为：

本实用新型提供的分离装置包括依次相连的结晶分离设备、保温沉降设备、冷却结晶设备和离心设备；含有钠盐和钾盐的溶液首先经过上述结晶分离设备得到钠盐晶体和钠盐母液，钠盐母液再流至上述保温沉降设备处得到钠盐晶浆和第一上清液，钠盐晶浆通过上述保温沉降设备的第一出料口返回到上述结晶分离设备处再次进行钠盐的结晶分离，第一上清液通过上述保温沉降设备的第二出料口流至上述冷却结晶设备处进行结晶，最后经过上述离心设备的离心分离得到钾盐晶体，并且得到的钠盐和钾盐的晶粒较大。

本实用新型提供的垃圾飞灰水洗废水处理系统采用了上述分离装置对垃圾飞灰水洗废水进行处理，主要依照“高温析钠、低温析钾、母液循环”的基本原理进行处理提纯，该系统能够将垃圾飞灰水洗废水充分利用，得到相互分离并且晶粒较大的钠盐晶体和钾盐晶体。经过上述处理得到的钠盐晶体和钾盐晶体可作为化工原料或肥料出售，有效利用了资源，还降低了垃圾飞灰处理的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的实施例一的各设备的第一种连接方式的连接示意图；

图2是本实用新型提供的实施例一的各设备的第二种连接方式的连接示意图；

图3是本实用新型提供的实施例一的各设备的第三种连接方式的连接示意图；

图4是本实用新型提供的实施例一的各设备的第四种连接方式的连接示意图；

图5是本实用新型提供的实施例一的结构示意图；

图6是本实用新型提供的实施例二的各装置的连接示意图。

图标：1-结晶分离设备；2-保温沉降设备；201-入料口；202-第一出料口；203-第二出料口；3-冷却结晶设备；4-离心设备；5-加热设备；6-增稠设备；7-母液储存设备；8-淘洗设备；9-钠盐浆桶；10-钠盐浆泵；11-垃圾飞灰水洗装置；12-分离装置；13-粉盐储存装置。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种分离装置，包括依次相连的结晶分离设备1、保温沉降设备2、冷却结晶设备3和离心设备4；

保温沉降设备2设有入料口201、第一出料口202和第二出料口203，入料口201和第一出料口202均与结晶分离设备1相连，第二出料口203与冷却结晶设备3相连。

上述分离装置包括依次相连的结晶分离设备1、保温沉降设备2、冷却结晶设备3和离心设备4；含有钠盐和钾盐的溶液首先经过结晶分离设备1得到钠盐晶体和钠盐母液，钠盐母液再流至保温沉降设备2处得到钠盐晶浆和第一上清液，钠盐晶浆通过保温沉降设备2的第一出料口202返回到结晶分离设备1处再次进行钠盐的结晶分离，第一上清液通过保温沉降设备2的第二出料口203流至冷却结晶设备3处进行结晶，最后经过离心设备4的离心分离得到钾盐晶体，由于钾盐是在冷却低温的状态下析出的，析出的晶粒较大。

同时，由于第一上清液是经冷却结晶得到钾盐晶体的，不需回流至结晶分离设备1处，因此结晶分离设备1中不会产生氯化钾的富集，整个处理过程中不需要停车将钠盐晶体和钾盐晶体从混盐中分离出来，保证了装置运行的连续性。

另外，现有的分离装置均未考虑到含有残余钠盐的母液排放的问题，造成资源浪费，而本实用新型充分考虑到了这一点，保温沉降设备2的入料口201和第一出料口202均与结晶分离设备1相连通，实现钠盐的充分析出，减少资源浪费，同时为后续析钾工艺提供更纯净的钾盐溶液。

还需要说明的是，本实用新型中的钠盐和钾盐分别指的是氯化钠和氯化钾。结晶分离设备1优选为MVR(Mechanical Vapor Recompression，机械式蒸汽再压缩技术)蒸发器，实现高温析钠。

在一种优选地实施方式中，冷却结晶设备3为内循环冷却结晶器或外循环冷却结晶器。内循环冷却结晶器其冷却剂与结晶器内的料液通过结晶器的夹套进行热交换，其换热面积即为结晶器的周壁的面积，该结晶器的结构简单、灵巧，占地面积小。外循环冷却结晶器的冷却剂和结晶器内的料液通过结晶器外部的冷却器进行热交换，其换热面积不受结晶器的限制，传热系数大，易实现连续操作。

在一种优选地实施方式中，冷却结晶设备3的冷却剂的温度为20-35℃，冷却结晶设备3内部料液的温度为30-50℃。当冷却剂的温度为20-35℃时，经过换热能够使冷却结晶设备3内部料液的温度达到35-50℃，在该温度下氯化钾的溶解度较低，容易达到饱和并析出钾盐晶体。

在本实用新型中，上述冷却剂的温度典型但非限制性的为：20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃或35℃。冷却结晶设备3内部料液的温度典型但非限制性的为：30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃或50℃。

在一种优选地实施方式中，如图2所示，离心设备4后连接有加热设备5，加热设备5还与结晶分离设备1相连。为了实现循环析盐，从离心设备4处流出的母液还经由加热设备5的加热升温后返回至结晶分离设备1处，如此循环反复将溶液中的钠盐和钾盐全部析出。而从离心设备4处流出的母液温度较低，为了保持结晶分离设备1内料液温度的稳定性以及加快析盐速度，母液首先在加热设备5处加热到80-95℃，然后再流至结晶分离设备1处。

在一种优选地实施方式中，如图3所示，冷却结晶设备3和离心设备4之间还设置有增稠设备6，增稠设备6和离心设备4还均与母液储存设备7相连。经过冷却结晶设备3得到的钾盐晶粒虽然比直接回流富集得到的钾盐晶粒大，但晶粒的大小仍然有上限，并不能继续长大，本实施方式中增加的增稠设备6即能够促进氯化钾的浓缩和晶体长大，然后经过离心设备4的离心分离得到颗粒较大的钾盐晶体。经离心设备4离心得到的离心液以及从增稠设备6处得到的第二上清液均输送到母液储存设备7中。

进一步地，母液储存设备7还与加热设备5相连，加热设备5还与结晶分离设备1相连。

实际处理过程中，受溶解度的影响，离心液和第二上清液中均会有残存的钠盐和钾盐，残存的钠盐和钾盐无法经过前述设备析出钠盐晶体和钾盐晶体，如果将上述离心液和第二上清液直接排放入水体中，不但会增加水体内盐含量，还造成了资源浪费，因此，储存在母液储存设备7中的离心液和第二上清液流至加热设备5处进行升温，然后再流至结晶分离设备1处继续进行循环析盐，如此循环反复将溶液中的钠盐和钾盐全部析出，经济效益非常高。

进一步地，冷却结晶设备3与增稠设备6通过转料泵(图中未标出)相连。采用转料泵将冷却结晶设备3与增稠设备6相连，实现氯化钾的进一步浓缩和晶体的长大。

在一种优选地实施方式中，如图4和图5所示，所述分离装置包括依次相连的结晶分离设备1、保温沉降设备2、冷却结晶设备3、增稠设备6、离心设备4、母液储存设备7、淘洗设备8和加热设备5；

保温沉降设备2设有入料口201、第一出料口202和第二出料口203，入料口201和第一出料口202均与结晶分离设备1相连，第二出料口203与冷却结晶设备3相连；增稠设备6还与母液储存设备7相连，加热设备5还与结晶分离设备1相连。

本实施方式中，含有钠盐和钾盐的溶液首先进入结晶分离设备1中得到钠盐晶体和钠盐母液，钠盐母液再流至保温沉降设备2处得到钠盐晶浆和第一上清液，钠盐晶浆通过保温沉降设备2的第一出料口202返回到结晶分离设备1处再次进行钠盐的结晶分离，第一上清液通过保温沉降设备2的第二出料口203流至冷却结晶设备3处进行结晶，然后再流至增稠设备6处进行钾盐浓缩和晶体长大，最后经离心设备4的离心分离得到钾盐晶体；另外，经离心设备4离心得到的离心液以及从增稠设备6处得到的第二上清液均输送到母液储存设备7中，经过淘洗设备8的淘洗以及加热设备5的加热后被输送到结晶分离设备1处继续进行循环析盐，如此循环反复将溶液中的钠盐和钾盐全部析出。

还需要说明的是，上述含有钠盐和钾盐的溶液中钠盐的含量高于钾盐的含量。

优选地，上述含有钠盐和钾盐的溶液为垃圾飞灰水洗废水，通过采用上述分离装置对垃圾飞灰水洗废水进行处理能够得到相互分离并且颗粒较大的钠盐晶体和钾盐晶体，有效利用了废弃资源，减少能源浪费和环境污染。

在一种优选地实施方式中，保温沉降设备2与结晶分离设备1之间设有钠盐浆桶9和钠盐浆泵10，钠盐浆桶9与第一出料口202相连，钠盐浆泵10分别与钠盐浆桶9和结晶分离设备1相连。由第一出料口202流出的钠盐晶浆先被储存在钠盐浆桶9中，然后经钠盐浆泵10泵送到结晶分离设备1处再次进行钠盐的结晶分离。

实施例二

如图6所示，本实施例提供了一种垃圾飞灰水洗废水处理系统，包括依次相连的垃圾飞灰水洗装置11、实施例一所述的分离装置12、以及粉盐储存装置13。

垃圾飞灰水洗废水为高盐废水，其成分复杂，主要成分为氯化钠和氯化钾，此外还有碳酸钠和氢氧化钾等次要成分，该废水直接排放不但污染环境还会造成资源浪费，现有的处理工艺仅能得到钠盐和钾盐的混盐，而且晶体较小，实际处理过程中由于处理系统的不完善经常会有停车的现象，采用本实施例提供的处理系统能够有效解决上述问题。

本实施例的垃圾飞灰水洗废水处理系统采用了上述分离装置12对垃圾飞灰水洗废水进行处理，主要依照“高温析钠、低温析钾、母液循环”的基本原理进行处理提纯，该系统能够将垃圾飞灰水洗废水充分利用，得到相互分离并且颗粒较大的钠盐晶体和钾盐晶体。经过上述处理得到的钠盐晶体和钾盐晶体可作为化工原料或肥料出售，有效利用了资源，还降低了垃圾飞灰处理的成本。

需要说明的是，粉盐储存装置13包括钠盐储存单元和钾盐储存单元两部分。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案。