[0001]
本发明涉及固体废弃物处理领域，具体涉及一种基于二氧化碳调质的飞灰水洗的装置及方法。
背景技术：
[0002]
焚烧技术可实现垃圾快速减容和能源化利用，目前已经得到了广泛应用，但是，垃圾焚烧过程中产生的飞灰中含有重金属、二噁英等，属于危险废物，对环境构成严重威胁。焚烧飞灰直接进行安全填埋成本高昂，难以承受。
[0003]
目前暂行的处置办法为固化稳定化处理后进行低成本的卫生填埋，但是随着填埋场地的紧张，以及对固化稳定化飞灰的长期稳定性存疑，如何更好的处理处置飞灰成为现阶段的迫切需求。采用水泥窑协同处置飞灰一方面可以资源化利用焚烧飞灰，另一方面可以固化重金属和分解二噁英，同时其飞灰消纳量大，非常具有应用前景。
[0004]
但是焚烧飞灰中含有氯盐，容易降低熟料品质并引起水泥窑结皮等问题，导致焚烧飞灰掺混量低，且对飞灰入炉氯盐含量高。因此，飞灰除盐预处理对水泥窑协同处置更为友好，水洗是一种简单的飞灰除氯工艺，目前已经得到有限应用，限制其推广的主要原因为水洗后滤液蒸发结晶提盐能耗高，导致飞灰脱氯成本高。
[0005]
因此，本发明的目的在于提供一种基于二氧化碳调质的飞灰水洗装置及方法，来保证在水洗工艺中，减少液固比，降低水的用量，从而减少后续滤液蒸发量。
技术实现要素：
[0006]
本发明的目的在于提供一种基于二氧化碳调质的飞灰水洗装置及方法，其通过二氧化碳对浆液的调质作用，解决现有的飞灰水洗装置后续蒸发水量高，能耗大的问题。
[0007]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于二氧化碳调质的飞灰水洗装置及方法，装置包括搅拌罐本体和设置在所述搅拌罐本体内部的搅拌装置，所述搅拌装置包括：空心搅拌杆和空心搅拌桨叶，所述空心搅拌杆为空心轴体，其底端和所述空心搅拌桨叶相连通，所述空心搅拌桨叶的数量为多个，围绕所述空心搅拌杆的底端沿着所述空心搅拌杆的周向均匀设置，所述空心搅拌桨叶的叶片上开设有气孔、排水管和喷射管，所述搅拌罐本体的外部还设置有二氧化碳循环管路，所述二氧化碳循环管路一端和所述搅拌罐本体的内腔连通，另一端和所述空心搅拌杆连通，所述二氧化碳循环管路上开设有二氧化碳补充口，所述二氧化碳循环管路上还连接二氧化碳增压泵。
[0008]
优选的，搅拌罐本体包括：搅拌罐体和搅拌罐盖，所述搅拌罐盖设置在所述搅拌罐体的上方，通过法兰和所述搅拌罐体可拆卸连接。
[0009]
优选的，所述搅拌罐盖上开设有飞灰入口和进水口，所述搅拌罐体底部开设有出料口。
[0010]
优选的，所述搅拌罐本体上方还设置有电机，所述电机驱动轴通过齿轮和所述空
心搅拌杆连接。
[0011]
优选的，所述搅拌罐盖上还设置有加热电阻，插设在所述搅拌罐体内，所述搅拌罐体外壁上还覆盖设置有保温层。
[0012]
优选的，所述搅拌罐体下方还固连有支架。
[0013]
另一方面，基于二氧化碳调质的飞灰水洗方法包括以下步骤：将飞灰加入所述搅拌罐体，将水加入所述搅拌罐体，将二氧化碳由二氧化碳补充口通入所述空心搅拌杆，使其进入所述空心搅拌桨叶后，从所述气孔鼓泡而出；使所述空心搅拌杆转动，旋转方向与所述空心搅拌桨叶的叶片弧形凸起方向一致，反应中，使进入空心搅拌桨叶叶片中的液体从排水管中排出；反应后，未被水吸收的二氧化碳经由二氧化碳增压泵增压后，通过所述二氧化碳循环管路重新回到所述空心搅拌杆中，同时针对水吸收的二氧化碳，为保证二氧化碳含量，可由所述的二氧化碳补充口进行补充；搅拌10-30min后，停止搅拌和二氧化碳的鼓入，将飞灰和水排出。
[0014]
本发明的有益效果为：该基于二氧化碳调质的飞灰水洗装置及方法，向水中通入二氧化碳可以降低浆液ph，有利于将飞灰中的难溶氯盐溶出，同时碳酸根和重金属和钙离子结合生成沉淀，避免了重金属和钙的溶出，减小后续滤液处理的压力；二氧化碳促进重金属离子和钙离子沉淀后，有利于减少后续水洗滤液的na2co3使用量，降低后续处理的药剂成本；将二氧化碳通入空心搅拌桨叶，利用二氧化碳气泡的喷射和上浮，协助搅动水中的飞灰，降低搅拌能耗；将鼓泡溢出水面的二氧化碳收集，补充和增压后重新打入桨叶中，节约二氧化碳使用，二氧化碳可来源于水泥窑烟气提纯产品，具有二氧化碳减排的作用。
附图说明
[0015]
图1为本发明的结构示意图；图2为空心搅拌杆和空心搅拌桨叶的具体结构示意图；图中：1、电机，2、齿轮，3、飞灰入口，4、进水口，5、保温层， 6、空心搅拌杆， 7、空心搅拌桨叶，701、气孔，702、排水管，703、喷射管， 8、支架，9、排气口，10、加热电阻，11、出料口，12、二氧化碳增压泵。
具体实施方式
[0016]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]
除非单独定义指出的方向外，本文涉及的上、下、左、右、前、后、内和外等方向均是以本发明所示的图中的上、下、左、右、前、后、内和外等方向为准，在此一并说明。
[0018]
本发明提供了如图1和图2所示的一种基于二氧化碳调质的飞灰水洗装置，包括搅
拌罐本体和设置在所述搅拌罐本体内部的搅拌装置，所述搅拌装置包括：空心搅拌杆6和空心搅拌桨叶7，所述空心搅拌杆6为空心轴体，其底端和所述空心搅拌桨叶7相连通，所述空心搅拌桨叶7的数量为多个，围绕所述空心搅拌杆6的底端沿着所述空心搅拌杆6的周向均匀设置，所述空心搅拌桨叶7的叶片上开设有气孔701、排水管702和喷射管703，所述搅拌罐本体的外部还设置有二氧化碳循环管路9，所述二氧化碳循环管路9一端和所述搅拌罐本体的内腔连通，另一端和所述空心搅拌杆6连通，所述二氧化碳循环管路9上开设有二氧化碳补充口，所述二氧化碳循环管路上还连接二氧化碳增压泵12，所述空心搅拌桨叶7与所述空心搅拌杆6的连接处沿弧形向外伸展，截面呈梯形，弧形凸起侧为其梯形截面的短边侧，弧形凹陷侧为其梯形截面的长边侧，所述空心搅拌桨叶与水平面夹角为5-10
°
，所述气孔孔径为2-5mm，间距为10-20mm，所述排水管管径为5-10mm，所述喷射管管径为4-6mm，间距为40-80mm。
[0019]
具体的，搅拌罐本体包括：搅拌罐体和搅拌罐盖，所述搅拌罐盖设置在所述搅拌罐体的上方，通过法兰和所述搅拌罐体可拆卸连接，所述搅拌罐体呈圆柱体结构，其直径约1000mm，高度约1200mm。
[0020]
具体的，所述搅拌罐盖上开设有飞灰入口3和进水口4，所述搅拌罐体底部开设有出料口11。
[0021]
具体的，所述搅拌罐本体上方还设置有电机1，所述电机1驱动轴通过齿轮2和所述空心搅拌杆6连接。
[0022]
具体的，所述搅拌罐盖上还设置有加热电阻10，插设在所述搅拌罐体内，所述搅拌罐体外壁上还覆盖设置有保温层5。
[0023]
具体的，所述搅拌罐体下方还固连有支架8，所述支架的数量为三个。
[0024]
具体的，将飞灰由所述飞灰入口3加入所述搅拌罐体，将水由所述进水口4加入所述搅拌罐体，使其液固比为2-6 l/kg，将二氧化碳由二氧化碳补充口通入所述空心搅拌杆6，使其进入所述空心搅拌桨叶7后，从所述气孔701鼓泡而出，每升水对应的二氧化碳流量为100-500ml/min，启动所述电机1，使其带动所述空心搅拌杆6，达到所述空心搅拌杆6的转速为3-6r/min，旋转方向与所述空心搅拌桨叶7的叶片弧形凸起方向一致，反应中，进入空心搅拌桨叶7叶片中的液体从排水管702中排出，所述的搅拌罐体通过所述的加热电阻10和保温层5保证其中的水温不低于10℃，搅拌10-30min后，停止电机1工作，停止搅拌和二氧化碳的鼓入，将飞灰和水从所述出料口11排出，反应后，未被水吸收的二氧化碳经由二氧化碳增压泵增压12后，通过所述二氧化碳循环管路重新回到所述空心搅拌杆6中，同时针对水吸收的二氧化碳，为保证二氧化碳含量，可由所述的二氧化碳补充口进行补充， 压滤后的水洗飞灰滤饼含水率为10%，干燥后滤饼中的含水率为2%，其中氯含量低于原飞灰中氯含量的5%。从单级水洗和2l/kg的液固比来看，其脱氯效果较好。
[0025]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种基于二氧化碳调质的飞灰水洗装置，包括搅拌罐本体和设置在所述搅拌罐本体内部的搅拌装置，其特征在于：所述搅拌装置包括：空心搅拌杆和空心搅拌桨叶；所述空心搅拌杆为空心轴体，其底端和所述空心搅拌桨叶相连通；所述空心搅拌桨叶的数量为多个，围绕所述空心搅拌杆的底端沿着所述空心搅拌杆的周向均匀设置，所述空心搅拌桨叶的叶片上开设有气孔、排水管和喷射管；所述搅拌罐本体的外部还设置有二氧化碳循环管路；所述二氧化碳循环管路一端和所述搅拌罐本体的内腔连通，另一端和所述空心搅拌杆连通，所述二氧化碳循环管路上开设有二氧化碳补充口，所述二氧化碳循环管路上还连接二氧化碳增压泵。2.根据权利要求1所述的一种基于二氧化碳调质的飞灰水洗装置，其特征在于：搅拌罐本体包括：搅拌罐体和搅拌罐盖，所述搅拌罐盖设置在所述搅拌罐体的上方，通过法兰和所述搅拌罐体可拆卸连接。3.根据权利要求2所述的一种基于二氧化碳调质的飞灰水洗装置，其特征在于：所述搅拌罐盖上开设有飞灰入口和进水口，所述搅拌罐体底部开设有出料口。4.根据权利要求1所述的一种基于二氧化碳调质的飞灰水洗装置，其特征在于：所述搅拌罐本体上方还设置有电机，所述电机驱动轴通过齿轮和所述空心搅拌杆连接。5.根据权利要求2所述的一种基于二氧化碳调质的飞灰水洗装置，其特征在于： 所述搅拌罐盖上还设置有加热电阻，插设在所述搅拌罐体内，所述搅拌罐体外壁上还覆盖设置有保温层。6.根据权利要求2所述的一种基于二氧化碳调质的飞灰水洗装置，其特征在于：所述搅拌罐体下方还固连有支架。7.一种基于权利要求1~6中任一所述的二氧化碳调质的飞灰水洗装置的方法，包括以下步骤：将飞灰加入所述搅拌罐体，将水加入所述搅拌罐体，将二氧化碳由二氧化碳补充口通入所述空心搅拌杆，使其进入所述空心搅拌桨叶后，从所述气孔鼓泡而出；使所述空心搅拌杆转动，旋转方向与所述空心搅拌桨叶的叶片弧形凸起方向一致，反应中，使进入空心搅拌桨叶叶片中的液体从排水管中排出；反应后，未被水吸收的二氧化碳经由二氧化碳增压泵增压后，通过所述二氧化碳循环管路重新回到所述空心搅拌杆中，同时针对水吸收的二氧化碳，为保证二氧化碳含量，可由所述的二氧化碳补充口进行补充；搅拌10-30min后，停止搅拌和二氧化碳的鼓入，将飞灰和水排出。
技术总结
本发明公开了一种基于二氧化碳调质的飞灰水洗装置及方法，装置包括搅拌罐本体和设置在所述搅拌罐本体内部的搅拌装置，所述搅拌装置包括：空心搅拌杆和空心搅拌桨叶，所述空心搅拌杆为空心轴体，其底端和所述空心搅拌桨叶相连通，所述空心搅拌桨叶的数量为多个，围绕所述空心搅拌杆的底端沿着所述空心搅拌杆的周向均匀设置，所述空心搅拌桨叶的叶片上开设有气孔、排水管和喷射管，所述搅拌罐本体的外部还设置有二氧化碳循环管路。该基于二氧化碳调质的飞灰水洗装置及方法，利用二氧化碳降低水的pH，促进水溶性低的氯盐溶出的同时降低重金属和钙的溶出，达到了节约能耗和强化组分分离的效果。离的效果。离的效果。
技术开发人、权利持有人：王昕晔 赵润博 左武 涂勇 崔灵丰 武倩 董光辉 马贵林 赵传文
