[发明专利]一种热脱附协同碳中和处理焚烧飞灰的系统及工艺

说明书

本发明公开了一种热脱附协同碳中和处理焚烧飞灰的系统及工艺，该系统包括二噁英热脱附装置、水洗脱氯装置、多级碳中和装置、固液分离装置、重金属固化装置、蒸发结晶分盐装置和换热装置，多级碳中和装置中流通的含CO₂的介质能与水洗后的浆液中的钙镁反应生成碳酸盐，可代替药剂实现硬度调节，减少药剂使用量，同时达到碳减排的目的；采用二噁英无氧热脱除、水洗脱氯、CO₂脱钙镁、重金属固化和蒸发结晶分盐的工艺路线，处理水洗后的浆液时无需加入大量的试剂来脱去钙镁离子，而是通过含CO₂的介质中和水洗后的浆液的pH，大幅减少硬度调节药剂的加入量，降低运行成本，有效降低蒸发结晶分盐的难度，提高回收工业盐的品质。

技术领域

本发明涉及处理焚烧飞灰的技术领域，具体涉及一种热脱附协同碳中和处理焚烧飞灰的系统及工艺。

背景技术

生活垃圾焚烧处理技术因其具有无害化、资源化、减量化等优势，已成为各国处理废弃物的最主要和最有效的技术之一。然而焚烧飞灰作为垃圾焚烧的必然产物，因二噁英和重金属浸出的双重污染排放特性，已列入危险废物名录进行管理。

无氧热处理技术作为飞灰二噁英削减的常用方法，在无氧加热条件下二噁英分子被脱附或分解，处理后飞灰可结合水洗脱氯工艺实现资源化利用。水洗作为一种高效简单的飞灰脱氯工艺，可通过多效浓缩蒸馏的方式回收工业盐，水洗后的飞灰可进入水泥生产线或用作建筑材料，实现资源化利用。飞灰水洗液中含有高浓度的钙镁离子，会影响后续蒸发浓缩分盐工艺及回收工业盐的纯度，水洗液中往往通过加入药剂和重金属固化剂、以调节硬度、pH和固化重金属，达到蒸发结晶分盐的进水质量要求。这种方式需要消耗大量的化学药剂，运行成本较高，大量药剂的加入同时也会引入其他杂质，对后续分盐工艺带来难度。

综上所述，目前飞灰无害化和资源化处理技术中对飞灰水洗液的处理工艺仍不够合理，加入的药剂用量大，成本较高，对后续蒸发浓缩分盐过程及回收工业盐的纯度存在影响。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种热脱附协同碳中和处理焚烧飞灰的系统，多级碳中和装置中流通的含CO₂的介质能与水洗后的浆液中的钙镁反应生成碳酸盐，可代替药剂实现硬度调节，减少药剂使用量，同时达到碳减排的目的；本发明的目的之二在于提供一种热脱附协同碳中和处理焚烧飞灰的工艺，采用二噁英无氧热脱除、水洗脱氯、CO₂脱钙镁、重金属固化和蒸发结晶分盐的工艺路线，在达到飞灰无害化和资源化处理要求的同时实现碳减排的目的。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种热脱附协同碳中和处理焚烧飞灰的系统，包括二噁英热脱附装置、水洗脱氯装置、多级碳中和装置、固液分离装置、重金属固化装置、蒸发结晶分盐装置和换热装置；二噁英热脱附装置的焚烧飞灰出口与水洗脱氯装置的焚烧飞灰进口连接；水洗脱氯装置的浆液出口与多级碳中和装置的浆液进口连接，多级碳中和装置的含CO₂的介质进口与换热装置的含CO₂的介质出口连接，多级碳中和装置的碳中和介质出口与换热装置的碳中和介质进口连接；多级碳中和装置的浆液出口与固液分离装置的浆液进口连接；固液分离装置的溶液出口与重金属固化装置的溶液进口连接，重金属固化装置的溶液出口与蒸发结晶分盐装置的溶液进口连接；蒸发结晶分盐装置的冷凝水出口与水洗脱氯装置中的冷凝水进口连接。

进一步，所述含CO₂的介质为工业生产烟气、农业生产烟气、垃圾和危废焚烧系统烟气或工业高纯度CO₂中的一种或两种以上，CO₂浓度为5～100％。

再进一步，所述换热装置为烟气换热器、管壳式换热器或板式换热器中的一种或两种以上组合。

进一步，所述固液分离装置为压滤机或离心机。

再进一步，所述蒸发结晶分盐装置为MVR蒸发器和/或多效蒸发器。