一种联合利用焚烧飞灰与旁路灰的方法与流程

文档序号:17193234发布日期:2019-03-22 22:51阅读:281来源:国知局
一种联合利用焚烧飞灰与旁路灰的方法与流程

本发明涉及一种联合利用焚烧飞灰和旁路灰的方法,属于环境保护与资源化利用领域的固体废弃物处理方向。



背景技术:

垃圾焚烧是城市生活垃圾、医疗垃圾等垃圾无害化处理的有效方法之一,因焚烧飞灰中含有大量可溶性重金属和二噁英而不能直接填埋处理,由于焚烧飞灰富集对人体有致癌作用的二噁英和呋喃等毒性组分,国内外现有的环境法规将其归类于危险废物,强调必须予以安全处置。国内外对焚烧飞灰的主要处理方法有固化与稳定化技术、湿式化学处理法、安全填埋法等,但效果均不十分理想。

水泥窑协同处置废弃物是一种新的处置方式,简单来说是在生产水泥熟料过程中利用燃烧高温和碱性环境来协同处置废弃物。在水泥窑协同处置废弃物(含危险废物)过程中,由于废弃物中含有较多钾、钠、氯、硫等有害元素,会对水泥窑的正常运转和产品质量造成严重的后果,尤其是影响最大的氯硫元素。在协同处置废弃物的生产线中,由于氯硫元素导致水泥窑的结皮堵塞,影响到安全运行、熟料产量及人身健康,甚至严重危及到企业的生存和发展。

为解决钾、钠、氯、硫等元素对水泥窑生产过程中造成的不良影响,使系统运行稳定,生产合格质量的熟料,采用水泥窑的旁路技术是解决上述问题的有效途径。水泥窑旁路技术主要分为三种:

(1)旁路窑灰技术,是将窑尾收尘器收集的窑灰,作为水泥混合材料或生产其它建材制品。

(2)旁路热生料技术,由于入窑热生料中的有害成分循环富集程度较高,因此其旁路效果好于旁路窑灰的效果。

(3)旁路放风技术,由于在窑尾烟室的烟气中含有浓度较高的挥发性组份,因此在烟室的合理部位抽取一定比例的烟气放出系统外,并经过冷却、收尘等工艺处理,使挥发性的有害成分凝结吸附在窑灰中而排出系统外,进而减少了窑系统内挥发性组份的循环富集量。

但旁路灰的利用难问题在一定程度上限制了旁路技术的进一步应用,往往是解决了有害元素循环富集对窑工艺的影响,却新增了固体废弃物。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明提供一种联合利用焚烧飞灰和旁路灰的方法,充分利用水泥企业现有资源和条件,如稳定易得的氨水和丰富二氧化碳资源,通过合理设置工序,既能保证工艺稳定运行,避免了原材料成分波动对工艺的影响,又能得到多种化工产品,提高了产物的附加值。该方法中原料来源方便,工艺路线合理,能有效拓展焚烧飞灰和旁路灰的利用方式,实现二氧化碳的减排,具有普遍适用性和推广价值。

本发明的技术方案如下:

一种联合利用焚烧飞灰和旁路灰的方法,包括:

(1)将旁路灰、水和酸液混合搅拌,形成酸性含固混合溶液;固液分离,得第一溶液(含有少量的固体)和第一固体;第一溶液进行固液分离,得第一滤液和第一滤渣;

(2)将焚烧飞灰、水和酸液混合搅拌,形成酸性含固混合溶液;固液分离,得第二溶液(含有少量的固体)和第二固体;第二溶液进行固液分离,得第二滤液和第二滤渣;

(3)向第一滤液、第二滤液中分别加入还原剂,搅拌;继续分别加入氧化剂,搅拌;继续分别加入碱性物质,搅拌;分别对两个滤液进行固液分离,得到第五滤液和第五滤渣;根据焚烧飞灰或旁路灰中氯化钾、氯化钠含量选择其一或合并滤液作为第五滤液;

第五滤液含有少量固体或不含固体均可,优化效果为不含固体;第五滤渣不局限于和第二固体合并,固体量多时可以单独收集处置,如用于重金属提取;

(4)向所得第五滤液中加入氯化钡溶液至不产生沉淀为止,继续添加碳酸钠去除过量的钡离子,固液分离,得到第六滤渣,而产生的溶液调节ph至中性后,作为第六滤液;第六滤液中无固体组分存在;

所述的氯化钡溶液为任意浓度,优选氯化钡溶液为饱和溶液或近饱和溶液;

所述的碳酸钠可以为纯碳酸钠固体,也可以含有少量氯化钠固体;优选使用本方法制得的含有少量氯化钠的碳酸钠固体;

(5)电解饱和氯化钠溶液(第三溶液),电解过程中阳极产生的所有气体从阴极通入电解液中,同时收集阴极产生的气体,干燥后留作他用,直至阳极几乎无气体产生为反应终点,电解后产生高氯酸钠溶液(第四溶液);

所述的第三溶液可以为用溶解氯化钠所得的饱和溶液,也可以是来自本工艺中其他步骤所得的氯化钠饱和溶液。

(6)将步骤(4)所得第六滤液逐渐加入到步骤(5)所得高氯酸钠溶液中,搅拌,至无沉淀产生时,停止添加第六滤液;所得混合液进行固液分离,得到第七滤液和高氯酸钾固体(第七滤渣);

(7)所得第七滤液分为两份,一份通过蒸发结晶制得饱和氯化钠溶液(第三溶液),用于电解;另一份通过蒸发结晶制得氯化钠固体(第三固体);蒸发结晶的水冷凝回收;

(8)将步骤(7)所得部分氯化钠固体添加至氨水溶液中,配置成氯化钠氨水溶液(第五溶液),向第五溶液中持续通入二氧化碳气体,至不在产生沉淀为止;固液分离,得碳酸氢钠固体(第四固体)和氯化铵溶液(第六溶液);

所述的氨水溶液浓度为15%-30%,优选18%-22%之间,更优选为19%-21%。本步骤中的氨水优先选用水泥厂用于sncr脱硝实际使用的氨水。

(9)将步骤(7)所得部分氯化钠固体添加氯化铵溶液(第六溶液)中,搅拌至不产沉淀为止,固液分离,得氯化铵固体(第五固体)和氯化钠溶液(第七溶液);所得氯化钠溶液回收至上述步骤(6)所得第七滤液中;

(10)步骤(1)所得第一滤渣与第一固体合并,水洗,压滤固液分离,得到第三滤液和第三滤渣;所得第三滤渣可做他用或通过生料配料方式进入水泥窑系统或直接与第四滤渣合并;

(11)步骤(2)所得第二固体和第二滤渣合并,水洗,压滤固液分离,得到第四滤液和第四滤渣;所得第四滤渣可做他用或进入水泥窑系统;

(12)步骤(4)所得第六滤渣用盐酸溶解,不溶物为硫酸钡,洗涤干燥后留作他用;洗涤第六滤渣产生的溶液为含有氯化钠的氯化钡溶液,可循环使用;

所述的调ph和溶解第六滤渣所用的盐酸的浓度为任意浓度,优选浓度超过15%的盐酸。

所述的硫酸钡为经过洗涤后不含杂质尤其是可酸溶性杂质可以用作钡餐填料等用途的固体。

所述的溶解不溶物产生的氯化钡溶液可直接或浓缩后继续使用,该氯化钡溶液中可以含氯化钠和盐酸成分。

(13)步骤(8)所得碳酸氢钠固体,加热后生成碳酸钠固体,与第五滤液混合,或收集作他用;过程中产生的气体和水分一并通入第五溶液中。

下面对上述各步骤作进一步详细说明。

步骤(1)中,所述的旁路灰为旁路放风系统产生的灰,即为从窑尾烟室适当位置抽取的一定比例的烟气,经过冷却收尘等工艺处理后,含有吸附的钾钠氯硫等挥发性的循环富集组分的固体组分;或通过旁路窑灰技术,即从收尘器收集的窑灰;或通过旁路热生料技术,即通过旁路方式排出冷却收集产生的热生料。旁路灰可溶性组分中氯化钾与氯化钠总质量比不低于65%,其中氯化钾与氯化钠摩尔量比值为0.7-1000,优选范围为1-200,更优选范围为1.1-30。

步骤(1)中,所述含固混合溶液中水与旁路灰的质量之比为1~12,优选1.5~6.5,更优选为1.8~4.5。

步骤(2)中,所述的焚烧飞灰包含生活焚烧飞灰、医疗焚烧飞灰和其他废弃物燃烧过程中产生的焚烧飞灰,本方法中针对的焚烧飞灰主要为生活焚烧飞灰和医疗焚烧飞灰,但不局限于此两类焚烧飞灰。所述的焚烧飞灰主要为干法收集的飞灰,本方法中适用的飞灰不局限于干法和半干法收集的飞灰,同样适用于湿法收集的含水率低于50%的固态半固态飞灰产物。焚烧飞灰可溶性组分中氯化钾与氯化钠总质量比不低于60%,其中氯化钠与氯化钾摩尔量比值为0.7-1000,优选范围为0.8-100,更优选范围为1.0-20。

步骤(2)中,所述水与焚烧飞灰的质量之比为1~12,优选1.6~7,更优选为1.9~5;所述含固混合溶液的ph值在1-7之间,优选4-6之间。

步骤(1)和(2)中,所述水可以为纯水、超纯水、过滤水、蒸馏水、自来水、工业用水等符合工业使用标准的水,也可使用海水或含盐高的水溶液(盐井水、盐湖水、天然卤水或其他行业高浓度含盐废水)来完全或部分替代水,限定使用的水中不含有机组分、溴和碘组分,除硫酸根离子和氯离子外不含有其他任何酸根离子。

步骤(1)和(2)中,所述的酸溶液为盐酸溶液或硫酸溶液或盐酸硫酸混合溶液;盐酸溶液为任意浓度,优选稀盐酸溶液;硫酸溶液为任意浓度,浓硫酸使用时需先用水提前稀释,优选稀硫酸溶液;盐酸硫酸混合溶液,在溶液中氯化氢和硫酸浓度任意,若硫酸浓度偏高时使用前需用水将混合溶液稀释,优选混合溶液为稀酸溶液。盐酸和硫酸可以是来自企业金属表面处理后产生的废酸,酸溶液中可以含有重金属组分和不溶性固体组分,但限定酸溶液中不含有机组分、溴和碘组分,除硫酸根离子和氯离子外不含有其他任何酸根离子。

步骤(3)中,当焚烧飞灰或旁路灰中氯化钾、氯化钠含量适中时,即可溶组分中氯化钠与氯化钾质量比值在0.8-1.2之间时,可只采用焚烧飞灰或旁路灰中的一种进行制备高氯酸钾碳酸氢钠及氯化铵和氯化钠提取,而不用两种原料同时使用,优先考虑两种原料配合使用;当焚烧飞灰或旁路灰中一种氯化钾、氯化钠含量不足或无时,可以采用添加氯化钾或氯化钠的方式来维持反应进行,也可考虑使用工业盐或矿盐代替氯化钠,或使用海水或含盐高的水溶液(盐井水、盐湖水、天然卤水)来替代氯化钠使用。

步骤(3)中,所述的还原剂为硫酸亚铁、氯化亚铁、碳酸亚铁、氢氧化亚铁、铁粉、废铁屑等中的一种或多种混合;硫酸亚铁和氯化亚铁可以为固体投加方式直接加入到溶液中也可以溶液方式添加使用;碳酸亚铁、氢氧化亚铁以固体投加方式直接加入到溶液中;铁粉、废铁屑等固体物质的颗粒粒径小于2mm,优选颗粒粒径小于1mm,更优选颗粒粒径小于0.5mm。还原剂的添加量以还原剂中铁摩尔量与溶液中重金属离子(铬、砷和锰等)的摩尔总量比而定,铁与重金属离子摩尔比为2-20,优选摩尔比为4-10。

步骤(3)中,所述的还原剂中可以含有铬、砷和锰及其他重金属等可溶性杂质和酸碱中都不溶解的杂质,但限定重金属总含量小于还原剂质量的1%以下,最优范围为还原剂质量的0-0.5%,更进一步优化范围为0-0.2%,不溶解性杂质含量不做限定,但限定不溶解杂质始终不溶解于溶液且不与溶液中任何组分反应。所述的还原剂中可含有硫酸根、盐酸根,但限定不含其他任何酸根离子。

步骤(3)中,所述的氧化剂为空气、富氧空气、臭氧、氧气、高纯氧气、双氧水、过氧化钠、过氧化钾、次氯酸钠、次氯酸钙等其中的一种或多种的混合使用,多种氧化剂混合使用时相互之间的比例任意,氧化剂的总使用量以溶液中的絮凝物和沉淀不再增加为止;氧气、空气、臭氧、富氧空气、氧气、高纯氧气为气态氧化剂;空气为实际空气;富氧空气通过对空气进行氧气富集后制得的氧气浓度比正常空气中氧气浓度高5%~70%的富氧空气;氧气为氧气含量超过90%的气体,由空气制得;高纯氧气为氧气浓度超过99.9%的高纯气体;臭氧为臭氧浓度1%~20%的空气;双氧水为过氧化氢水溶液,浓度为5%~51%;过氧化钠、过氧化钾、次氯酸钠、次氯酸钙为固体化学试剂。限定气体氧化剂中可含有不溶解于溶液也不与溶液中任何组分发生反应的气体成分如氮气等,不含固体成分,不含有机类物质。气体氧化剂从溶液底部通过鼓风的方式通入到溶液中。所述氧化剂加入时间为搅拌后30-60min,优选30-45min。

步骤(3)中,所述的碱性物质为氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾等物质中的一种或多种的混合,氧化钙为碱性氧化物,氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾为碱,碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾为强碱碳酸(氢)盐,其中氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾中任意一种可单独使用,多种混合碱性物质由碱和氧化钙中的一种或多种与强碱碳酸(氢)盐中的一种或多种的混合;混合碱性物质中碱或氧化钙或碱与氧化钙质量和占总混合碱性物质质量比不低于30%,优选比例为不低于50%。碳酸钠和碳酸氢钠优先使用本发明工艺中生成的碳酸氢钠和碳酸钠,但不局限于此。碱性物质的添加时间为氧化添加后30-90min,优选30-60min。

在步骤(3)中,可根据溶液中重金属种类和含量进行多级工序串联使用,即该步骤会重复串联应用。每级工序初始阶段保持溶液ph4-7,优选ph5-6.5,次级工序使用的还原剂、氧化剂和碱性物质与上级工序中的还原剂及碱性物质一致或有所差异,优选与上级工序有所差异;除最末级工序外,每级工序结束时,保持溶液ph6-9.5之间,多级工序串联时,每级工序结束时溶液ph保持差异化,即保证酸性和碱性区分,碱性ph优化范围为8.5-9.0;最末级工序反应结束后保持溶液ph6-9.5之间,优化范围为6-8之间;每级工序都进行固液分离,固体组分合并,溶液进入下一级工序或下一步工艺;该工序中溶液酸性调节可使用盐酸、硫酸或硫酸盐酸混合溶液,酸溶液浓度任意,优选浓度超过15%的盐酸或含有少量硫酸根的盐酸溶液,限定酸中除硫酸根、盐酸跟外不含其他任何酸根离子和杂质,酸中阳离子除氢离子外可含部分钾钠离子。

步骤(5)中,所述的阳极产生的气体主要为氯气,阳极产生的气体从稍远离阴极电极的阴极区域通入电解溶液中,气体运动方向朝向阳极电极方向移动,充分利用电解过程生成的氢氧根吸收溶解的氯气及其产物,并将吸收后的产物继续进行电解,逐渐生成高氯酸钠,待反应接近终点时单独收集电解过程产生的少量氧气,除氯干燥。

步骤(8)中,所述的二氧化碳气体中可含有不溶解于溶液也不与溶液中任何组分发生反应的气体成分如氮气等,不含有固体成分;二氧化碳可以独立供应也可以利用装置对工厂(如水泥企业、焚烧厂或燃油燃气等企业)富含二氧化碳气体的排放烟气进行净化富集产生的二氧化碳气体,优选水泥厂净化富集产生的二氧化碳气体。

步骤(10)中,所述第三滤渣含水率低于40%,优选含水率低于20%,更优选含水率低于10%。

步骤(11)中,所述第四滤渣含水率低于40%,优选含水率低于20%,更优选含水率低于10%。

本方法中,根据第一溶液、第二溶液、第一滤液、第二滤液、第三滤液和第四滤液中固体量而确定溶液与滤液的合并方式:如第三滤液和第四滤液中不含固体,则将第三滤液和第四滤液分别加入到对应的第一溶液、第一滤液、第二溶液、第二滤液中固体含量少或不含固体组分的溶液或滤液中;若第三滤液和第四滤液中含有固体,则将第三滤液和第四滤液分别加入到对应的第一溶液、第一滤液、第二溶液、第二滤液中固体含量较多溶液或滤液中;不局限于第三滤液于第一溶液合并,不局限于第四滤液与第二溶液合并。

本方法中,所述第一溶液、第二溶液、第一滤液、第二滤液、第三滤液、第四滤液ph值始终为酸性。

本方法中,所述固液分离不局限于一次固液分离,可根据实际情况进行多级逆流水洗工艺,并进行多次固液分离,固体合并,最末级固液分离产生的混合溶液进入下一步工艺,可减少整个系统总水和酸的用量。

本方法中,所述的搅拌为机械搅拌,搅拌速率为10-500r/min。

本方法中,焚烧飞灰为危险废物,焚烧飞灰和旁路灰混合后的固体物质仍为危险废物,且危险废物含量增加,为此本方法中优先考虑两者先单独处理后再将经完全处置后无风险的滤液合并。

本发明的工艺原理如下:本发明分别溶解提取焚烧飞灰和旁路灰中可溶性组分,再分别经过固液分离、重金属去除、硫酸根去除、钡离子去除、絮凝物沉淀物去除等工艺,合并滤液进入后续工艺;该系列过程中会产生固体产物,根据产物特点分别合并收集,最终合并后的不溶固体组分可由水泥窑协同处置或做他用,同时也收集到一定量的硫酸钡固体;电解饱和氯化钠溶液,利用电解过程产生的氢氧化钠收集吸收阳极产生氯气并继续参与电解反应,电解反应结束后的溶液与上步混合溶液反应,分离产生的高氯酸钾固体,过滤后产生的液体一份蒸发结晶得氯化钠固体,一份蒸发得饱和氯化钠溶液用于电解反应;蒸发结晶的氯化钠固体与氨水溶液及二氧化碳反应得碳酸氢钠固体和氯化铵溶液,固液分离得碳酸氢钠固体和氯化铵溶液,可加热碳酸氢钠固体得到碳酸钠固体用于上述工艺的重金属去除及后续的钡离子去除,添加蒸发结晶的氯化钠固体于氯化铵溶液中,可固液分离得到氯化铵固体和氯化钠溶液。蒸发结晶的过量氯化钠纯度高可用于工业盐或其他用途。该方法能安全有效源头直接利用焚烧飞灰和旁路灰,并可充分利用现有资源如水泥企业氨水和二氧化碳资源,该方法中的原料来源方便,工艺路线合理,能有效拓展焚烧飞灰和旁路灰的利用方式,并能得到多种化工产品,提高了产物的附加值。

本发明所取得的有益效果为:直接利用焚烧飞灰和旁路灰,并充分利用水泥企业现有资源和条件,如稳定易得的氨水和丰富二氧化碳资源,该方法中的原料来源方便,工艺路线合理,能有效拓展焚烧飞灰和旁路灰的利用方式,并能得到多种化工产品,提高了产物的附加值。本发明中焚烧飞灰可溶性组分主要提供氯化钠资源,而旁路灰主要提供氯化钾资源,考虑到焚烧飞灰和旁路灰成分变化的特点,将两者联合使用进行综合利用,能保证工艺稳定运行,避免了原材料成分波动对工艺的影响,具有普遍适用性和推广价值。

附图说明

图1为本发明所述方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。

实施例1

一种联合利用旁路灰和焚烧飞灰的方法,如图1所示,包括:

步骤s1,将旁路放风灰、自来水和稀盐酸溶液按照一定比例搅拌混合后形成含有固体的混合溶液,含有固体的混合溶液ph5.5,混合后水的质量与旁路灰的质量比为4,对含有固体的混合溶液进行固液分离,分离得第一溶液(含有少量的固体)和第一固体。

步骤s2,对步骤s1中的第一溶液进行固液分离得第一滤液和第一滤渣,第一滤液进入下一步工艺,第一滤液中有少量固体存在。

步骤s3,将半干法收集的生活焚烧飞灰、自来水和稀盐酸溶液按照一定比例搅拌混合后形成含有固体的混合溶液,含有固体的混合溶液ph5,混合后水的质量与生活焚烧飞灰的质量比为4,对含有固体的混合液进行固液分离,分离得第二溶液(含有少量的固体)和第二固体。

步骤s4,对步骤s3中的第二溶液进行固液分离得第二滤液和第二滤渣;第二滤液进入下一步工艺,其中第二滤液中有少量固体存在。

步骤s5,将步骤s1中的第一固体和步骤s2中的第一滤渣合并用自来水水洗后压滤固液分离,得到第三滤液和第三滤渣,其中第三滤渣含水率为25%,第三滤液中含有少量固体。

步骤s6,将步骤s3中的第二固体和步骤s4中的第二滤渣合并后压滤固液分离,得到第四滤液和第四滤渣,其中第四滤渣含水率为15%,第四滤液中有少量固体存在。

步骤s7,将步骤s5中的第三滤液与步骤s1中的第一溶液合并,将步骤s6中的第四滤液与步骤s3中的第二溶液合并。

步骤s8,步骤s5第三滤渣与步骤s6中的第四滤渣合并烘干后从分解炉位置进入水泥窑系统进行协同处置。

步骤s9,分别在步骤s2的第一滤液和步骤s4中的第二滤液中按照铁与重金属离子摩尔比7.5的比例添加氯化亚铁固体粉末并按照200r/min的速率同时搅拌,35min后加入均匀加入21%的双氧水溶液并按照200r/min的速率一直搅拌,加入双氧水后的45min后加入氢氧化钠固体粉末促进絮凝物和沉淀物的增加,絮凝物和沉淀物不再增加后,分别对两滤液进行固液分离,固液分离后产生滤渣(第五滤渣)与第二固体合并,第一滤液经历本步骤一些列工艺处理后有少量固体存在,第二滤液经过本步骤一系列工艺处理后无固体存在,两滤液合并成为第五滤液后进入下一步工艺。

步骤s10,向步骤s9中第五滤液中添加饱和氯化钡溶液至不产生沉淀为止后再向此溶液添加碳酸钠固体除去钡离子,固液分离后产生的第六滤渣用15%浓度的盐酸溶解,不溶物为硫酸钡,洗涤干燥后留作他用,溶液可以作为氯化钡溶液继续使用;固液分离后产生的溶液用15%浓度的盐酸调节ph至中性后记为第六滤液进入下一工艺,其中第六滤液中无固体存在。

步骤s11,电解第三溶液(饱和氯化钠溶液),电解过程中阳极产生的所有气体从阴极某位置通入电解液中,同时收集阴极产生的气体干燥后留作他用,直至阳极无气体产生为反应终点,电解后产生的高氯酸钠溶液为第四溶液。将步骤是s10中的第六滤液逐渐加入到第四溶液中,并不断搅拌,至没有沉淀产生时,停止加第六滤液。对反应后的溶液进行固液分离,产生第七滤液和第七滤渣,第七滤渣即为高氯酸钾固体,第七滤液进入下一步工艺。

步骤s12,将步骤s11中的第七滤液分为两份,一份通过蒸发结晶方式制得第三溶液,即饱和氯化钠溶液用于步骤s11中用于电解制备高氯酸钠溶液,一份蒸发结晶获得第三固体,即氯化钠固体,蒸发结晶的水冷凝回用。

步骤s13,将步骤s12中的第三固体,即氯化钠添加至21%浓度氨水溶液中配置成氯化钠氨水溶液(即第五溶液),向第五溶液中持续通入水泥企业烟气分离富集产生的二氧化碳气体,至不产生沉淀为止。固液分离得第四固体,即碳酸氢钠固体;分离的溶液为第六溶液。部分碳酸氢钠固体加热后生成的碳酸钠固体可用于前述工艺之中。

步骤s14,将步骤s12中的第三固体,即氯化钠固体逐渐加入步骤s13中的第六溶液中并不断搅拌至不产沉淀为止,固液分离得第五固体,即氯化铵固体;分离的溶液为第七溶液,即氯化钠溶液,与步骤s11中的第七滤液合并后进入上述工艺。

实施例2

一种联合利用旁路灰和焚烧飞灰的方法,包括:

步骤s1,将收集的旁路放风灰、海水和稀盐酸溶液按照一定比例搅拌混合后形成含有固体的混合溶液,含有固体的混合溶液ph5,混合后水的质量与旁路灰的质量比为2.5,对含有固体的混合溶液进行固液分离,分离得第一溶液(含有少量的固体)和第一固体。

步骤s2,对步骤s1中的第一溶液进行固液分离得第一滤液和第一滤渣,第一滤液进入下一步工艺,第一滤液中有少量固体存在。

步骤s3,将干法收集的医疗焚烧飞灰、海水和稀盐酸溶液按照一定比例搅拌混合后形成含有固体的混合溶液,含有固体的混合溶液ph4.5,混合后水的质量与医疗焚烧飞灰的质量比为3,对含有固体的混合液进行固液分离,分离得第二溶液(含有少量的固体)和第二固体。

步骤s4,对步骤s3中的第二溶液进行固液分离得第二滤液和第二滤渣;第二滤液进入下一步工艺,其中第二滤液中有少量固体存在。

步骤s5,将步骤s1中的第一固体和步骤s2中的第一滤渣合并后压滤固液分离,得到第三滤液和第三滤渣,其中第三滤渣含水率为30%,第三滤液中含有少量固体。

步骤s6,将步骤s3中的第二固体和步骤s4中的第二滤渣合并后压滤固液分离,得到第四滤液和第四滤渣,其中第四滤渣含水率为10%,第四滤液中有少量固体存在。

步骤s7,将步骤s5中的第三滤液与步骤s1中的第一溶液合并,将步骤s6中的第四滤液与步骤s3中的第二溶液合并。

步骤s8,步骤s5第三滤渣进入水泥窑生料配料系统随其他物料一同进入生料磨后进入悬浮预热系统,步骤s6中的第四滤渣烘干后从分解炉位置进入水泥窑系统进行协同处置。

步骤s9,分别在步骤s2的第一滤液和步骤s4中的第二滤液中按照铁与重金属离子摩尔比5的比例添加硫酸亚铁固体粉末并按照300r/min的速率同时搅拌,45min后加入均匀加入过氧化钠固体并按照300r/min的速率一直搅拌,加入过氧化钠后的60min后加入氢氧化钠碳酸钠混合固体粉末促进絮凝物和沉淀物的增加,分别对两滤液进行固液分离,固液分离后产生滤渣(第五滤渣)与第二固体合并,第一滤液经历本步骤一些列工艺处理后有少量固体存在,第二滤液经历本步骤一些列工艺处理后无固体存在,两滤液合并成为第五滤液后进入下一步工艺。

步骤s10,向步骤s9中第五滤液中添加饱和氯化钡溶液至不产生沉淀为止后再向溶液添加碳酸钠除去钡离子,固液分离后产生的第六滤渣用20%浓度的稀盐酸溶解,不溶物为硫酸钡洗涤干燥后留作他用,溶液可以作为氯化钡溶液继续使用;固液后产生的溶液用20%浓度的盐酸调节ph至中性后记为第六滤液进入下一工艺,其中第六滤液中无固体存在。

步骤s11,电解第三溶液(饱和氯化钠溶液),电解过程中阳极产生的所有气体从阴极某位置通入电解液中,同时收集阴极产生的气体干燥后留作他用,直至阳极无气体产生为反应终点,电解后产生的高氯酸钠溶液为第四溶液。将步骤是s10中的第六滤液逐渐加入到第四溶液中,并不断搅拌,至没有沉淀产生时,停止加第六滤液。对反应后的溶液进行固液分离,产生第七滤液和第七滤渣,第七滤渣即为高氯酸钾固体,第七滤液进入下一步工艺。

步骤s12,将第七滤液分为两份,一份通过蒸发结晶方式制得第三溶液,即饱和氯化钠溶液用于步骤s11中用于电解制备高氯酸钠溶液,一份蒸发结晶获得第三固体,即氯化钠固体,蒸发结晶的水冷凝回用。

步骤s13,将步骤s12中的第三固体,即氯化钠添加至19%浓度氨水溶液中配置成氯化钠氨水溶液(即第五溶液),向第五溶液中持续通入高纯二氧化碳气体,至不在产生沉淀为止。固液分离得第四固体,即碳酸氢钠固体;分离的溶液为第溶液。部分碳酸氢钠固体加热后生成的碳酸钠固体可用于前述工艺之中。

步骤s14,将步骤s12中的第三固体,即氯化钠固体逐渐加入步骤s13中的第六溶液中并不断搅拌至不产沉淀为止,固液分离得第五固体,即氯化铵固体;分离的溶液为第七溶液,即氯化钠溶液,与步骤s12用于蒸发结晶的部分第七滤液混合后进入上述工艺。

实施例3

一种联合利用旁路灰和焚烧飞灰的方法,包括:

步骤s1,将窑灰、工业用水和盐酸硫酸混酸稀溶液按照一定比例搅拌混合后形成含有固体的混合溶液,含有固体的混合溶液ph4,混合后水的质量与窑灰的质量比为4,对含有固体的混合溶液进行固液分离,分离得第一溶液(含有少量的固体)和第一固体。

步骤s2,对步骤s1中的第一溶液进行固液分离得第一滤液和第一滤渣,第一滤液进入下一步工艺,第一滤液中有少量固体存在。

步骤s3,将半干法收集的医疗焚烧飞灰、工业用水和盐酸硫酸混酸稀溶液按照一定比例搅拌混合后形成含有固体的混合溶液,含有固体的混合溶液ph5,混合后水的质量与医疗焚烧飞灰的质量比为3,对含有固体的混合液进行固液分离,分离得第二溶液(含有少量的固体)和第二固体。

步骤s4,对步骤s3中的第二溶液进行固液分离得第二滤液和第二滤渣;第二滤液进入下一步工艺,其中第二滤液中有少量固体存在。

步骤s5,将步骤s1中的第一固体和步骤s2中的第一滤渣合并后压滤固液分离,得到第三滤液和第三滤渣,其中第三滤渣含水率为20%,第三滤液中含有少量固体。

步骤s6,将步骤s3中的第二固体和步骤s4中的第二滤渣合并后压滤固液分离,得到第四滤液和第四滤渣,其中第四滤渣含水率为15%,第四滤液中有少量固体存在。

步骤s7,将步骤s5中的第三滤液与步骤s1中的第一溶液合并,将步骤s6中的第四滤液与步骤s3中的第二溶液合并。

步骤s8,步骤s5第三滤渣留作他用,步骤s6中的第四滤渣烘干后从分解炉位置进入水泥窑系统进行协同处置。

步骤s9,分别在步骤s2的第一滤液和步骤s4中的第二滤液中按照铁与重金属离子摩尔比7.5的比例添加粒径小于0.05mm的废铁屑并按照300r/min的速率同时搅拌,45min后加入均匀从溶液底部鼓风方式通入臭氧并按照300r/min的速率一直搅拌溶液,通入臭氧的45min后加入氢氧化钾和氧化钙混合固体粉末促进絮凝物和沉淀物的增加,分别对两滤液进行固液分离,固液分离后产生滤渣(第五滤渣)与第二固体合并,第一滤液经历本步骤一些列工艺处理后无固体存在,第二滤液经历本步骤一些列工艺处理后无固体存在,两滤液合并(固液分离前滤液ph控制在8.5-9.0之间,合并后溶液盐酸调节ph至6)仍按照铁与重金属离子摩尔比7.5的比例添加氯化亚铁并按照300r/min的速率同时搅拌,45min后均匀从溶液底部鼓风方式通入臭氧并按照300r/min的速率一直搅拌溶液,通入臭氧的45min后加入氢氧化钠碳酸钠混合固体粉末促进絮凝物和沉淀物的增加,对滤液进行固液分离,固液分离后产生滤渣(仍记为第五滤渣)与第二固体合并,溶液为第五滤液后进入下一步工艺。

步骤s10,向步骤s9中第五滤液中添加近饱和氯化钡溶液至不产生沉淀为止后再向溶液添加碳酸钠除去钡离子,过滤后产生的第六滤渣用17%浓度的盐酸溶解,不溶物为硫酸钡洗涤干燥后留作他用,溶液可以作为氯化钡溶液继续使用;过滤后产生的溶液用17%浓度的盐酸调节ph至中性后记为第六滤液进入下一工艺。

步骤s11,电解第三溶液(饱和氯化钠溶液),电解过程中阳极产生的所有气体从阴极某位置通入电解液中,同时收集阴极产生的气体干燥后留作他用,直至阳极无气体产生为反应终点,电解后产生的高氯酸钠溶液为第四溶液。将步骤是s10中的第六滤液逐渐加入到第四溶液中,并不断搅拌,至无沉淀产生时,停止加第六滤液。对反应后的溶液进行固液分离,产生第七滤液和第七滤渣,第七滤渣即为高氯酸钾固体,第七滤液进入下一步工艺。

步骤s12,将第七滤液分为两份,一份通过蒸发结晶方式制得第三溶液,即饱和氯化钠溶液用于步骤s11中用于电解制备高氯酸钠溶液,一份蒸发结晶获得第三固体,即氯化钠固体,蒸发结晶的水冷凝回用。

步骤s13,将步骤s12中的第三固体,即氯化钠添加至20%浓度氨水溶液中配置成氯化钠氨水溶液(即第五溶液),向第五溶液中持续通入普通纯度二氧化碳气体,至不产生沉淀为止。固液分离得第四固体,即碳酸氢钠固体;分离的溶液为第六溶液。部分碳酸氢钠固体加热后生成的碳酸钠固体可用于前述工艺之中。

步骤s14,将步骤s12中的第三固体,即氯化钠固体逐渐加入步骤s13中的第六溶液中并不断搅拌至不产沉淀为止,固液分离得第五固体,即氯化铵固体;分离的溶液为第七溶液,即氯化钠溶液,与步骤s11中的第七滤液或步骤s12用于蒸发结晶的部分第七滤液混合后进入上述工艺。

虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

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