一种垃圾焚烧飞灰的多级逆流清洗装置及其方法与流程

本发明涉及飞灰处理领域，特别是涉及一种垃圾焚烧飞灰的多级逆流清洗装置及其方法。

背景技术：

随着城市化进程的推进，城市居民的生活垃圾也逐年增多，从2013年的1.89亿吨的城市垃圾总量，在2015年上升到了2.06亿吨。由于垃圾焚烧的过程中会产生大量的飞灰，飞灰中含有大量的有害物质，包括氯元素化合物、氮元素化合物、磷元素化合物等，其中包含氯元素的氯盐的存在会严重限制飞灰的无害化处理和资源化利用，氯盐的危害主要表现为氯盐具备较强的腐蚀性，会加速对飞灰周围的事物的腐蚀；另一方面飞灰中氯盐的溶出，会影响飞灰制品的致密性和结构强度。除了氯元素化合物还有氮元素化合物以及磷元素化合物等有害物质会对飞灰的再利用形成阻碍。目前采用多级水洗罐完成对飞灰的水洗，在飞灰水洗的过程中需要耗费大量的水资源；另一方面飞灰水洗残留的液体属于高盐废水，ph值和重金属浓度均不符合我国的《污水排入城镇下水道水质标准》，需要经过处理后才能够进行排放。因此在飞灰水洗的过程中需要一种检测装置能够实现清洗水的充分利用。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种垃圾焚烧飞灰的多级逆流清洗装置及其方法，结构简单，使用方便，能够高效快速完成飞灰的无害化处理以及重复回收利用。

一种垃圾焚烧飞灰的多级逆流清洗装置，包括搅拌釜、卧式离心机、电导率传感器、液位计、流量计、plc控制系统以及管道；所述搅拌釜至少为3个；管道设置于搅拌釜与卧式离心机之间；每个搅拌釜对应设置有卧式离心机、电导率传感器、液位计以及流量计；plc控制系统分别与电导率传感器、液位计、流量计、卧式离心机、搅拌釜电性连接。

进一步的，所述搅拌釜的壳体上设置有物料输入口、混合物输出口以及气体收集口；物料输出口以及气体收集口设置于搅拌釜外壳的上侧，混合物输出口设置于搅拌釜的底部。

进一步的，所述搅拌釜的混合物输出口设置有电导率传感器。

进一步的，所述卧式离心机的滤液输出口和搅拌釜的物料输入口以及与污水处理设备连接；卧式离心机的残渣输出口与下一个搅拌釜连接或者与存储仓连接。

进一步的，所述液位计设置于搅拌釜内；流量计设置于卧式离心机的滤液输出口与搅拌釜的物料输入口之间。

一种垃圾焚烧飞灰的多级逆流清洗方法，包括如下步骤：

s1：飞灰通过管道以及搅拌釜的物料输入口加入第一个搅拌釜中，同时向第一个搅拌釜中加入来自第一个卧式离心机的滤液，根据第一个流量计的数值判断滤液与飞灰的质量比是否满足设定值范围，其中滤液与飞灰的质量比为2.5-10：1；若滤液与飞灰的质量比小于设定值，则通过搅拌釜的物料输入口添加清水，直至滤液与飞灰的质量比满足设定范围；若滤液与飞灰的质量比大于设定值，则通过搅拌釜1的物料输入口添加飞灰，直至滤液与飞灰的质量比满足设定范围；

s2：完成第一个搅拌釜的物料添加后，记录第一个液位计的数值，然后启动第一个搅拌釜，使第一个搅拌釜在室温下持续搅拌30-60min；记录第一个电导率传感器的数值；

s3：第一个搅拌釜将搅拌所得的混合物送入第一个卧式离心机中，第一个卧式离心机的转速设置为2000-3000r/min，第一个卧式离心机的时间设置为10-30分钟，完成混合物进行固液分离；根据第一个电导率传感器的数值判断滤液的流向；若第一个电导率传感器读取的数值小于设定值，则滤液经过流量计5后被重新输送至第一个搅拌釜内；若第一个电导率传感器读取的数值大于等于设定值，则将滤液经过管道送至污水处理设备；第一个卧式离心机将分离后的残渣经过管道送至第二个搅拌釜中；

s4：向第二个搅拌釜中加入来自第二个卧式离心机的滤液；在系统启动前，根据第二个流量计的读数调整第二个搅拌釜内的滤液与残渣的质量比直至满足设定值范围，其中滤液与残渣的质量比为2.5-10：1；然后启动第二个搅拌釜，第二个搅拌釜在室温下搅拌30-60min；记录第二个电导率传感器的数值；

s5：将第二个搅拌釜将搅拌所得的混合物送入第二个卧式离心机中，第二个卧式离心机对混合物进行固液分离，第二个卧式离心机的转速设置为2000-3000r/min，第二个卧式离心机的时间设置为10-30分钟，完成混合物进行固液分离；根据第二个电导率传感器的数值判断滤液的流向；若第二个电导率传感器读取的数值小于设定值，则滤液经过流量计后被重新输送至第二个搅拌釜内；若第二个电导率传感器读取的数值大于等于设定值，则将滤液经过管道送至污水处理设备；第二个卧式离心机将分离后的残渣经过管道送至第三个搅拌釜中；

s6：向第三个搅拌釜中加入来自第三个卧式离心机的滤液；在系统启动前，根据第三个流量计的读数调整第三个搅拌釜内的滤液与残渣的质量比直至满足设定值范围，其中滤液与残渣的质量比为2.5-10：1；然后启动第三个搅拌釜，第三个搅拌釜在室温下搅拌30-60min；记录第三个电导率传感器的数值；

s7：将第三个搅拌釜将搅拌所得的混合物送入第三个卧式离心机中，第三个卧式离心机对混合物进行固液分离，第三个卧式离心机的转速设置为2000-3000r/min，第三个卧式离心机的时间设置为10-30分钟，完成混合物进行固液分离；根据第三个电导率传感器的数值判断滤液的流向；若第三个电导率传感器读取的数值小于设定值，则滤液经过流量计后被重新输送至第三个搅拌釜内；若第三个电导率传感器读取的数值大于等于设定值，则将滤液经过管道送至污水处理设备；第三个卧式离心机将分离后的残渣经过管道送至存储仓进行存储，完成飞灰的清洗流程；

进一步的，所述步骤s3、s5和s7中的电导率传感器设定数值在常温下的范围为50ms/cm～300ms/cm。

本发明的有益效果为：

飞灰水洗液的电导率与溶液cl-的浓度有极好的线性相关性，本发明通过在搅拌釜内设置电导率传感器，实现对混合物的电导率检测，从而实现飞灰水洗过程的在线监测及水洗过程参数优化，确保水洗过程的稳定性及最大程度的节约用水

通过在卧式离心机和搅拌釜之间设置流量计，判断搅拌釜内的固液比是否符合标准，使飞灰或残渣能够得到充分的清洗；

通过设置多个搅拌釜，实现对于飞灰的多级清洗，满足清洗标准，避免飞灰中留存大量有害物质；

通过设置气体收集口，使飞灰搅拌混合过程产生的气体能够及时得到收集处理，不会一直留存在搅拌釜中。

附图说明

图1为本发明实施例一的装置连接图。

附图标记说明：搅拌釜1、气体收集口11、卧式离心机2、电导率传感器3、液位计4、流量计5、污水处置设备6、储存仓7。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一：

如图1所示，一种垃圾焚烧飞灰的多级逆流清洗装置，包括搅拌釜1、卧式离心机2、电导率传感器3、液位计4、流量计5、plc控制系统以及管道。所述搅拌釜1至少为3个；管道设置于搅拌釜1与卧式离心机2之间。每个搅拌釜1对应设置有卧式离心机2、电导率传感器3、液位计4以及流量计5；plc控制系统分别与电导率传感器3、液位计4、流量计5、卧式离心机2、搅拌釜1电性连接。

所述搅拌釜1的壳体上设置有物料输入口、混合物输出口以及气体收集口11。在本实施例中物料输出口以及气体收集口11设置于搅拌釜1外壳的上侧，混合物输出口设置于搅拌釜1的底部。其中混合物输出口与卧式离心机2的输入口连接，通过卧式离心机2的快速转动，实现清洗残渣和滤液的分离。卧式离心机2的滤液输出口还和搅拌釜1的物料输入口以及与污水处理设备连接；其中与卧式离心机2的滤液输出口连接的搅拌釜1，以及与卧式离心机2的输入口连接的搅拌釜1为同一个搅拌釜1。卧式离心机2的残渣输出口与下一个搅拌釜1连接或者与存储仓连接，需要说明的是设置于最后一个的卧式离心机2与存储仓连接，其余卧式离心机2的残渣输出口与下一搅拌釜1连接。搅拌釜1的混合物输出口设置有电导率传感器3，能够检测搅拌釜1内充分混合的混合物的电导率。

所述液位计4设置于搅拌釜1内，用于检测搅拌釜1内的液位高度，保证飞灰和液体能够以设定的比例充分混合。

所述流量计5设置于卧式离心机2的滤液输出口与搅拌釜1的物料输入口之间。流量计5能够检测卧式离心机2分离出的滤液的总量。结合液位计4能够判断需要添加的清水的量。

所述气体收集口11能够完成对飞灰搅拌混合过程中的有害气体进行收集处理。

在实施的过程中，通过将飞灰和清水按照设定比例加入第一个搅拌釜1，进行搅拌混合后经过电导率传感器3检测，将混合物通入卧式离心机2；在卧式离心机2中将残渣和滤液分离，根据混合物的电导率将滤液重新通入搅拌釜1或者通入污水处理设备，另一方面将残渣输入到第二个搅拌釜1，以此类推，直至完成飞灰的清洗工作。

一种垃圾焚烧飞灰的多级逆流清洗方法，具体包括如下步骤：

s1：飞灰通过管道以及搅拌釜的物料输入口加入第一个搅拌釜中，同时向第一个搅拌釜中加入来自第一个卧式离心机的滤液，根据第一个流量计的数值判断滤液与飞灰的质量比是否满足设定值范围，在本实施例中滤液与飞灰的质量比为2.5-10：1，在本例中选择滤液与飞灰的质量比为6:1；若滤液与飞灰的质量比小于设定值，则通过搅拌釜的物料输入口添加清水，直至滤液与飞灰的质量比满足设定范围；若滤液与飞灰的质量比大于设定值，则通过搅拌釜1的物料输入口添加飞灰，直至滤液与飞灰的质量比满足设定范围；

s2：完成第一个搅拌釜的物料添加后，记录第一个液位计的数值，然后启动第一个搅拌釜，使第一个搅拌釜在室温下持续搅拌30-60min，在本例中选择45min；记录第一个电导率传感器的数值；

s3：第一个搅拌釜将搅拌所得的混合物送入第一个卧式离心机中，第一个卧式离心机的转速设置为2000-3000r/min，第一个卧式离心机的时间设置为10-30分钟，在本例中选择第一个卧式离心机的转速为1500r/min，时间为20min，完成混合物进行固液分离；根据第一个电导率传感器的数值判断滤液的流向；若第一个电导率传感器读取的数值小于设定值，则滤液经过流量计5后被重新输送至第一个搅拌釜内；若第一个电导率传感器读取的数值大于等于设定值，则将滤液经过管道送至污水处理设备；第一个卧式离心机将分离后的残渣经过管道送至第二个搅拌釜中；

s4：向第二个搅拌釜中加入来自第二个卧式离心机的滤液；在系统启动前，根据第二个流量计的读数调整第二个搅拌釜内的滤液与残渣的质量比直至满足设定值范围，其中滤液与残渣的质量比为2.5-10：1，在本例中选择6：1；然后启动第二个搅拌釜，第二个搅拌釜在室温下搅拌30-60min，在本例中选择45min；记录第二个电导率传感器的数值；

s5：将第二个搅拌釜将搅拌所得的混合物送入第二个卧式离心机中，第二个卧式离心机对混合物进行固液分离，第二个卧式离心机的转速设置为2000-3000r/min，第二个卧式离心机的时间设置为10-30分钟，在本例中选择第二个卧式离心机的转速为1500r/min，时间为20min，完成混合物进行固液分离；根据第二个电导率传感器的数值判断滤液的流向；若第二个电导率传感器读取的数值小于设定值，则滤液经过流量计后被重新输送至第二个搅拌釜内；若第二个电导率传感器读取的数值大于等于设定值，则将滤液经过管道送至污水处理设备；第二个卧式离心机将分离后的残渣经过管道送至第三个搅拌釜中；

s6：向第三个搅拌釜中加入来自第三个卧式离心机的滤液；在系统启动前，根据第三个流量计的读数调整第三个搅拌釜内的滤液与残渣的质量比直至满足设定值范围，其中滤液与残渣的质量比为2.5-10：1，在本例中选择6:1；然后启动第三个搅拌釜，第三个搅拌釜在室温下搅拌30-60min，在本例中选择45min；记录第三个电导率传感器的数值；

s7：将第三个搅拌釜将搅拌所得的混合物送入第三个卧式离心机中，第三个卧式离心机对混合物进行固液分离，第三个卧式离心机的转速设置为2000-3000r/min，第三个卧式离心机的时间设置为10-30分钟，在本例中选择第三个卧式离心机的转速为1500r/min，时间为20min，完成混合物进行固液分离；根据第三个电导率传感器的数值判断滤液的流向；若第三个电导率传感器读取的数值小于设定值，则滤液经过流量计后被重新输送至第三个搅拌釜内；若第三个电导率传感器读取的数值大于等于设定值，则将滤液经过管道送至污水处理设备；第三个卧式离心机将分离后的残渣经过管道送至存储仓进行存储，完成飞灰的清洗流程。

所述步骤s3、s5和s7中的电导率传感器设定数值在常温下的范围为50ms/cm～300ms/cm，在本例中设定数值为200ms/cm。

需要说明的是在本实施例中的清洗液为清水，在一些其他实施方式中也可以为掺杂设定浓度溶解剂的溶液，其中设定浓度的溶解剂可以为10％-30％的酒精溶液，目的是能够与飞灰中的有害物质充分溶解。另外在一些其他实施方式中能够采用三个及以上的搅拌釜，采用上述的连接方式，构成清洗装置，完成对飞灰的清洗步骤。

以上描述仅是本发明的一个具体实例，不构成对本发明的任何限制。显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。