1.本发明属于环保技术领域，特别涉及一种垃圾焚烧飞灰处理装置。
背景技术：
2.垃圾焚烧作为垃圾处理的手段，在我国发展非常迅速，但面临一些亟待解决的环境问题，垃圾焚烧处理必然会产生大量的灰渣，焚烧灰渣根据其收集的位置不同，分为底灰和飞灰。其中，飞灰是垃圾焚烧过程中收集于烟气管道、烟气净化、分离器和
除尘器装置等处的容重较轻、粒径细小的粉体物质。
3.飞灰的主要成分是cao、sio2、fe2o3、k2o、na2o等，含有约20％的钠盐资源、10％左右的钾盐资源和70％左右的石灰石原料。特别是钾资源主要以kcl形式存在，经过简单水洗即可大部分溶出。我国是一个严重的缺钾国家，钾盐是我国八种稀缺矿产资源之一，钾盐短缺会直接影响我国的粮食安全。2016年11月，国土资源部将钾盐列入了“战略性矿产目录”。由此可见对飞灰进行资源化回收利用符合可持续发展战略，具有重要的长远的资源保护和节约地球资源的意义。
4.现有提取钠钾盐的方法主要为离子交换法、溶剂萃取法、电渗析法、化学沉淀法等方法。离子交换法中无机离子交换剂对钠钾盐有很好的吸附率，回收效果很好，但无机离子交换剂价格太过昂贵，因此限制了其在工业方面的应用。溶剂萃取法中萃取效果比较好，但萃取剂的价格一般比较昂贵，成本太高，也有利用某些极性溶剂对钠钾盐选择沉淀，在处理高浓度钠、钾离子溶液的时候，上述溶剂对钠、钾提取效果比较好，但是当溶液中钠、钾含量低时，钠、钾的析出效果变得不太理想。电渗析法不能从含钾溶液中有针对性地提取钾，并且能耗太高，不宜作为大规模钾盐提取的有效方法。化学沉淀法所用试剂安全性能差，成本高，较难用于大规模应用和工业化大生产。所以本装置选用简单的水洗工艺，力求以低成本并达到最大的钠钾盐浸出率。
5.目前，飞灰水洗脱盐技术的关键在于如何提高钠钾盐的浸出率、保持浸出时反应系统的稳定以及成本。
6.基于钠钾盐的脱盐技术，根据飞灰的特点及固有性质，通过简单的水洗工艺即可实现飞灰中钠钾盐的脱除，这一点在学术界与工业界均已成共识。韩大健等(韩大健，王文祥，孙水裕，等.2017.城市生活垃圾焚烧飞灰中钾盐浸出研究[j].环境科学学报，37(6):2223
?
2231)的研究表明，飞灰中的钾盐可以通过水洗、过滤、纯化、分步结晶的方式回收，kcl纯度可以达到90％以上。
[0007]
保持浸出时反应系统的稳定，根据反应条件，选用固—液体系的全混式搅拌釜并使用多级逆流水洗从而能够使反应系统保持基本稳定。张京等(张京，林平，赵兵，卢立柱，1992，多级搅拌浸取—洗涤塔及其在
稀土矿浸洗中的应用[j].中国
有色金属学报，2(2)：33
?
38)的研究表明，选用固—液体系的全混式搅拌釜可以在沉降室中可形成具有“级间不返混”的稀、浓两相床层,其界面稳定,能保证洗液充分的洗涤,从而减少原料损失。所以我们对固—液体系的全混式搅拌釜进行创新改进，使之能够满足我们飞灰处理时的性能要
求。
[0008]
综上所述，基于多级逆流水洗的创新工艺思路，提出垃圾焚烧飞灰水洗脱盐资源化的新型装置设计，为构造简单、稳定高效、连续操作的飞灰专用脱盐装置的创制提供现实途径，使钠钾盐能够被简单、有效、持续地被重复利用。然而，相关装置在飞灰处置领域尚属空白，工业上也没有完善的连续性处理工艺。
[0009]
专利201910941482.3公开了一种回收并分离垃圾焚烧飞灰中钾盐和钠盐的方法，该方法叙述了如何从飞灰中提取钠钾盐，但其中只叙述了方法，并未涉及装置，致使其得到钠钾盐需要使用大量的其他资源并且为非连续性进行反应，不易将其使用到工业上。专利201811061496.8公开了一种垃圾飞灰洗水资源化处理工艺及设备，详细介绍了如何从飞灰水洗液中提取出钠钾盐的方法和所使用的装置，其包括垃圾飞灰洗水预热、蒸发浓缩、强制循环蒸发、浓缩液循环、氯化钠结晶、析钠盐母液循环和氯化钾结晶的步骤，首先通过高温状态将过饱和氯化钠析出，然后在低温状态下将过饱和氯化钾析出，实现了垃圾飞灰洗水中氯化钠盐和氯化钾沿的分离，分别得到了氯化钠盐和氯化钾盐，降低了
固废和
危废的产生，且达到了资源回收的效果，该工艺自动化程度高、可连续操作、生产效率高。但没有提到如何从固体飞灰中得到水洗液且没有相关装置，使整个系统并不完善，从而无法推广到工业上。
技术实现要素：
[0010]
本发明的目的是提供一种垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置及方法，以实现用较低的代价飞灰的资源化利用，便于推广，实现资源可持续发展。
[0011]
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0012]
一种垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置，包括全混式搅拌釜、溢流液沉降槽，全混式搅拌釜内设置有搅拌桨，搅拌桨由位于全混式搅拌釜顶部上方的电机驱动，全混式搅拌釜的侧壁上端开设有飞灰浆料入口，飞灰浆料入口处设置有第一阀门，全混式搅拌釜的侧壁下端开设有水洗液入口，水洗液入口连接水管，水管中设置有第一泵，全混式搅拌釜的底部设置有固相出口；所述溢流液沉降槽通过溢流液循环管路与全混式搅拌釜的上端连通。
[0013]
所述全混式搅拌釜内由若干环形挡板分割为多个水洗区域，每个水洗区域中均设置一个搅拌桨，多个搅拌桨串联，均由电机驱动。
[0014]
所述溢流液沉降槽的上端通过清液循环管路与水洗液入口连接，且该管路中设置有第二阀门和第二泵。
[0015]
所述全混式搅拌釜内设置有洗液分布器，洗液分布器位于全混式搅拌釜底部，与水洗液入口相连。
[0016]
所述全混式搅拌釜连接有电导率仪，电导率仪的输出端连接有计算机。
[0017]
所述全混式搅拌釜的上端开始有溢流液出口，并设置有第三阀门。
[0018]
有益效果：本发明的一种垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置，以实现飞灰中钠钾盐资源的连续性回收利用、减少了钠钾盐回收的同时其他资源的使用，填补了相关装置在飞灰处置领域的空白，提高了反应的稳定性以及钠钾盐的浸出率，大大降低了设备投资运行成本及占地面积，有利于在飞灰资源化利用和无害化处理领域的规模化应用。本发明通过，多级逆流水洗方式保证了运行的稳定性与高效性，实现了可连续性操作并提高了装置的普
适性。
附图说明
[0019]
图1为本发明的垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置的结构示意图。
具体实施方式
[0020]
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0021]
如图1所示，本发明的一种垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置，包括全混式搅拌釜5、溢流液沉降槽11，全混式搅拌釜5内设置有搅拌桨6，搅拌桨6由位于全混式搅拌釜5顶部上方的电机7驱动，全混式搅拌釜5的侧壁上端开设有飞灰浆料入口8，飞灰浆料入口8处设置有第一阀门9，全混式搅拌釜5的侧壁下端开设有水洗液入口1，水洗液入口1连接水管，水管中设置有第一泵2，全混式搅拌釜5的底部设置有固相出口17；所述溢流液沉降槽11通过溢流液循环管路10与全混式搅拌釜5的上端连通。
[0022]
全混式搅拌釜5内由若干环形挡板19分割为多个水洗区域20，每个水洗区域20中均设置一个搅拌桨6，多个搅拌桨6串联，均由电机7驱动。多个水洗区域形成多级逆流水洗，多级逆流水洗装置集浸取和洗涤于一体,结构简单,操作方便。沉降室中可形成具有“级间不返混”的稀、浓两相床层,其界面稳定,能保证洗液充分的洗涤,从而增大钠钾盐的浸出率。既可以达到较高的浸取率,又可以达到良好的洗涤效果。
[0023]
溢流液沉降槽11的上端通过清液循环管路18与水洗液入口1连接，且该管路中设置有第二阀门12和第二泵3。可以将溢流液沉降槽11中的上层清液重复利用，能够节约水资源，从而降低工业用水成本，水的循环利用能减少废水排放，从而减少污染。盐水的使用能够提高飞灰中钠钾盐的浸出率，盐水的浓度对飞灰中钠钾盐的浸出率有影响，而清水的循环影响盐水的浓度。
[0024]
全混式搅拌釜5内设置有洗液分布器4，洗液分布器4位于全混式搅拌釜5底部，与水洗液入口1相连。洗液分布器4为向下的细孔状，用以增大向下水流的压力并减少堵塞的概率，从第一泵2或第二泵3获得喷射的压力。
[0025]
全混式搅拌釜5连接有电导率仪13，电导率仪13的输出端连接有计算机14。电导率仪13用于测定全混式搅拌釜5内的水洗液离子浓度。
[0026]
全混式搅拌釜5的上端开始有溢流液出口16，并设置有第三阀门15。
[0027]
其中，第一泵2、第二泵3均为适合输送浆料的泵种，如半闭式叶轮离心泵或涡流泵。
[0028]
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。
[0029]
实施例
[0030]
配置液固质量比为3～10的飞灰浆料，打开第一阀门9，由飞灰浆料入口8送入飞灰浆料于全混式搅拌釜5，由水洗液进口1经第一泵2用洗液分布器4均匀通入水作为钠钾盐的洗涤液，在全混式搅拌釜5内进行多级逆流水洗，保持全混式搅拌釜5内液固质量比20～30，搅拌速率为100～600r/min，反应温度为室温～90℃。洗过飞灰浆料但未达到满足蒸发结晶工艺离子浓度的上层水洗液经溢流液循环管路10到溢流液沉降槽11，在溢流液沉降槽11内使带入的飞灰浆料沉降，其上层清液继续由管路经第二泵3用洗液分布器4输送入全混式搅
拌釜5，从而达到循环水洗的目的。电导率仪13时刻测定反应釜内的水洗液离子浓度，当水洗液离子浓度，满足蒸发结晶工艺参数要求后，通过溢流液出口16放出水洗液，后续通过蒸发结晶得到工业级钠盐、钾盐。当飞灰浆料无法析出更多钠钾盐后，通过固相出口17放出已经水洗过后的飞灰浆料。
[0031]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。技术特征：
1.一种垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置，其特征在于：包括全混式搅拌釜(5)、溢流液沉降槽(11)，全混式搅拌釜(5)内设置有搅拌桨(6)，搅拌桨(6)由位于全混式搅拌釜(5)顶部上方的电机(7)驱动，全混式搅拌釜(5)的侧壁上端开设有飞灰浆料入口(8)，飞灰浆料入口(8)处设置有第一阀门(9)，全混式搅拌釜(5)的侧壁下端开设有水洗液入口(1)，水洗液入口(1)连接水管，水管中设置有第一泵(2)，全混式搅拌釜(5)的底部设置有固相出口(17)；所述溢流液沉降槽(11)通过溢流液循环管路(10)与全混式搅拌釜(5)的上端连通。2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置，其特征在于：所述全混式搅拌釜(5)内由若干环形挡板(19)分割为多个水洗区域(20)，每个水洗区域(20)中均设置一个搅拌桨(6)，多个搅拌桨(6)串联，均由电机(7)驱动。3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置，其特征在于：所述溢流液沉降槽(11)的上端通过清液循环管路(18)与水洗液入口(1)连接，且该管路中设置有第二阀门(12)和第二泵(3)。4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置，其特征在于：所述全混式搅拌釜(5)内设置有洗液分布器(4)，洗液分布器(4)位于全混式搅拌釜(5)底部，与水洗液入口(1)相连。5.根据权利要求4所述的垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置，其特征在于：所述洗液分布器(4)为向下的细孔状。6.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置，其特征在于：所述全混式搅拌釜(5)连接有电导率仪(13)，电导率仪(13)的输出端连接有计算机(14)。7.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置，其特征在于：所述全混式搅拌釜(5)的上端开始有溢流液出口(16)，并设置有第三阀门(15)。8.根据权利要求3所述的垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置，其特征在于：所述第一泵(2)、第二泵(3)均为为半闭式叶轮离心泵或涡流泵。
技术总结
本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置，包括全混式搅拌釜、溢流液沉降槽，全混式搅拌釜内设置有搅拌桨，搅拌桨由位于全混式搅拌釜顶部上方的电机驱动，全混式搅拌釜的侧壁上端开设有飞灰浆料入口，飞灰浆料入口处设置有第一阀门，全混式搅拌釜的侧壁下端开设有水洗液入口，水洗液入口连接水管，水管中设置有第一泵，全混式搅拌釜的底部设置有固相出口；所述溢流液沉降槽通过溢流液循环管路与全混式搅拌釜的上端连通。本发明实现了飞灰中钠钾盐资源的连续性回收。钾盐资源的连续性回收。钾盐资源的连续性回收。
技术研发人员：许昕炜 仓辉 吴庄召
受保护的技术使用者：盐城工学院
技术研发日：2020.10.21
技术公布日：2021/9/3
声明：
“垃圾焚烧飞灰回收钠钾盐的装置” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：盐城工学院
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2024年06月28日 ~ 30日 
