公布日：2022.10.28
申請日：2021.09.01
分類號：C02F9/10(2006.01)I;C01F11/46(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)及方法，包含高溫過濾系統(tǒng)、冷卻結晶器和硫酸鈣沉淀池，高溫過濾系統(tǒng)的進水口連接高鹽廢水，高溫過濾系統(tǒng)的出水口連接冷卻結晶器的進水口，冷卻結晶器的出水口連接硫酸鈣沉淀池的進口，硫酸鈣沉淀池下端結晶出口排出硫酸鈣晶體。本發(fā)明利用硫酸鈣在鹽酸中溶解度特性，實現(xiàn)了無添加、無二次污染的從高鹽水中分離硫酸鈣，簡化了高鹽廢水處理的工藝流程并降低了回收成本。
權利要求書
1.一種等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)，其特征在于：包含高溫過濾系統(tǒng)、冷卻結晶器和硫酸鈣沉淀池，高溫過濾系統(tǒng)的進水口連接高鹽廢水，高溫過濾系統(tǒng)的出水口連接冷卻結晶器的進水口，冷卻結晶器的出水口連接硫酸鈣沉淀池的進口，硫酸鈣沉淀池下端結晶出口排出硫酸鈣晶體。
2.根據(jù)權利要求1所述的等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)，其特征在于：所述高溫過濾系統(tǒng)包含粗過濾器和精密過濾器，粗過濾器的進水口連接高鹽廢水，粗過濾器的出水口連接精密過濾器的進水口，精密過濾器的出水口與冷卻結晶器的進水口連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)，其特征在于：所述粗過濾器和精密過濾器上設置有反沖洗裝置。
4.根據(jù)權利要求3所述的等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)，其特征在于：所述反沖洗裝置包含第一提升泵，第一提升泵的進水口與硫酸鈣沉淀池出水口連接，粗過濾器和精密過濾器的上端設置有與濾網(wǎng)內腔連通的反沖洗進水口，粗過濾器和精密過濾器的側面下端設置有反沖洗出水口，第一提升泵的第一出水口與粗過濾器和精密過濾器上端反沖洗進水口連接，第一提升泵的第二出水口連接高鹽水凈化系統(tǒng)。
5.根據(jù)權利要求1所述的等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)，其特征在于：所述冷卻結晶器包含結晶器罐體、外部夾層、內部盤管和第二提升泵，結晶器罐體側面上端開有循環(huán)進水口，結晶器罐體上端開有進水口，結晶器罐體下端開有出水口，結晶器罐體下端出水口分別連接第二提升泵一端和硫酸鈣沉淀池進口，第二提升泵的另一端連接結晶器罐體的循環(huán)進水口，外部夾層設置在結晶器罐體的外側，外部夾層側面下端開有夾層冷卻水進口，外部夾層上端開有夾層冷卻水出口，內部盤管固定在結晶器罐體內側并且內部盤管下端盤管冷卻水進口固定在結晶器罐體下端，內部盤管上端盤管冷卻水出口固定在結晶器罐體上端。
6.根據(jù)權利要求1所述的等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)，其特征在于：所述冷卻結晶器包含結晶器罐體、外部夾層、內部列管和第二提升泵，結晶器罐體側面下端開有循環(huán)進水口，結晶器罐體上端開有進水口，結晶器罐體下端開有出水口，結晶器罐體下端出水口分別連接第二提升泵一端和硫酸鈣沉淀池進口，第二提升泵的另一端連接結晶器罐體的循環(huán)進水口，外部夾層設置在結晶器罐體的外側，外部夾層側面下端開有夾層冷卻水進口，外部夾層上端開有夾層冷卻水出口，內部列管固定在結晶器罐體內側并且內部列管上端盤管冷卻水進口固定在結晶器罐體下端，內部列管上端盤管冷卻水出口固定在結晶器罐體上端。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)，其特征在于：所述冷卻結晶器還包含攪拌器，結晶器罐體下端為弧形，攪拌器采用與結晶器罐體底部形狀匹配的U型攪拌器。
8.一種權利要求1-7任一項所述的等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)的回收方法，其特征在于包含以下步驟：煙氣水洗廢水進入粗過濾器將大顆粒不溶性固體分離，粗過濾器的濾液進入精密過濾器，精密過濾器將小顆粒的不溶性固體顆粒去除，精密過濾器的濾液進入冷卻結晶器，粗過濾器和精密過濾器濾網(wǎng)上的不溶性顆粒物定期通過反沖洗設備進行反洗；在冷卻結晶器中，溶液降溫后硫酸鈣晶體結晶析出，降溫溶液進入硫酸鈣沉淀池；在硫酸鈣沉淀池中，硫酸鈣晶體與溶液完全分離，上層清液大部分通過提升泵排至高鹽水凈化系統(tǒng)，小部分用于高溫過濾器的反沖洗。
9.根據(jù)權利要求8所述的等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)的回收方法，其特征在于：煙氣水洗廢水為80℃-95℃高溫廢水，冷卻結晶器將高鹽水冷卻至25℃-40℃，CaSO4溶解度可以降低70-80%，大量的高純度硫酸鈣晶體從溶液中結晶析出。
10.根據(jù)權利要求9所述的等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)的回收方法，其特征在于：當需要進一步降低SO42-濃度時，則加入適量Ca2+。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)及方法，回收工藝簡單且成本低廉。
為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)，其特征在于：包含高溫過濾系統(tǒng)、冷卻結晶器和硫酸鈣沉淀池，高溫過濾系統(tǒng)的進水口連接高鹽廢水，高溫過濾系統(tǒng)的出水口連接冷卻結晶器的進水口，冷卻結晶器的出水口連接硫酸鈣沉淀池的進口，硫酸鈣沉淀池下端結晶出口排出硫酸鈣晶體。
進一步地，所述高溫過濾系統(tǒng)包含粗過濾器和精密過濾器，粗過濾器的進水口連接高鹽廢水，粗過濾器的出水口連接精密過濾器的進水口，精密過濾器的出水口與冷卻結晶器的進水口連接。
進一步地，所述粗過濾器和精密過濾器上設置有反沖洗裝置。
進一步地，所述反沖洗裝置包含第一提升泵，第一提升泵的進水口與硫酸鈣沉淀池出水口連接，粗過濾器和精密過濾器的上端設置有與濾網(wǎng)內腔連通的反沖洗進水口，粗過濾器和精密過濾器的側面下端設置有反沖洗出水口，第一提升泵的第一出水口與粗過濾器和精密過濾器上端反沖洗進水口連接，第一提升泵的第二出水口連接高鹽水凈化系統(tǒng)。
進一步地，所述冷卻結晶器包含結晶器罐體、外部夾層、內部盤管和第二提升泵，結晶器罐體側面上端開有循環(huán)進水口，結晶器罐體上端開有進水口，結晶器罐體下端開有出水口，結晶器罐體下端出水口分別連接第二提升泵一端和硫酸鈣沉淀池進口，第二提升泵的另一端連接結晶器罐體的循環(huán)進水口，外部夾層設置在結晶器罐體的外側，外部夾層側面下端開有夾層冷卻水進口，外部夾層上端開有夾層冷卻水出口，內部盤管固定在結晶器罐體內側并且內部盤管下端盤管冷卻水進口固定在結晶器罐體下端，內部盤管上端盤管冷卻水出口固定在結晶器罐體上端。
進一步地，所述冷卻結晶器包含結晶器罐體、外部夾層、內部列管和第二提升泵，結晶器罐體側面下端開有循環(huán)進水口，結晶器罐體上端開有進水口，結晶器罐體下端開有出水口，結晶器罐體下端出水口分別連接第二提升泵一端和硫酸鈣沉淀池進口，第二提升泵的另一端連接結晶器罐體的循環(huán)進水口，外部夾層設置在結晶器罐體的外側，外部夾層側面下端開有夾層冷卻水進口，外部夾層上端開有夾層冷卻水出口，內部列管固定在結晶器罐體內側并且內部列管上端盤管冷卻水進口固定在結晶器罐體下端，內部列管上端盤管冷卻水出口固定在結晶器罐體上端。
進一步地，所述冷卻結晶器還包含攪拌器，結晶器罐體下端為弧形，攪拌器采用與結晶器罐體底部形狀匹配的U型攪拌器。
一種等離子體飛灰熔融煙氣水洗廢水中硫酸鈣回收系統(tǒng)的回收方法，其特征在于包含以下步驟：煙氣水洗廢水進入粗過濾器將大顆粒不溶性固體分離，粗過濾器的濾液進入精密過濾器，精密過濾器將小顆粒的不溶性固體顆粒去除，精密過濾器的濾液進入冷卻結晶器，粗過濾器和精密過濾器濾網(wǎng)上的不溶性顆粒物定期通過反沖洗設備進行反洗；在冷卻結晶器中，溶液降溫后硫酸鈣晶體結晶析出，降溫溶液進入硫酸鈣沉淀池；在硫酸鈣沉淀池中，硫酸鈣晶體與溶液完全分離，上層清液大部分通過提升泵排至高鹽水凈化系統(tǒng)，小部分用于高溫過濾器的反沖洗。
進一步地，煙氣水洗廢水為80℃ 95℃高溫廢水，冷卻結晶器將高鹽水冷卻至25℃-40℃，CaSO4溶解度可以降低70-80%，大量的高純度硫酸鈣晶體從溶液中結晶析出。
進一步地，當需要進一步降低SO42 濃度時，則加入適量Ca2+。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和效果：1、本發(fā)明針對等離子體飛灰熔融煙氣水洗產(chǎn)生的高鹽（15%~23%）、高SO42-（10-20g/L）、強酸性（0.5-1.1mol/L）廢水，進行硫酸鈣的分離及資源化，區(qū)別于傳統(tǒng)的加鹽分離或去除工藝，本發(fā)明利用硫酸鈣在鹽酸中溶解度特性，實現(xiàn)了無添加、無二次污染的從高鹽水中分離硫酸鈣；2、本發(fā)明的冷卻結晶器采用內部廢水強制循環(huán)，并通過內管和外夾層配合，實現(xiàn)了高效的冷卻速度和效果；3、高溫過濾器將不溶性固體顆粒與硫酸鈣晶體分離，有效改善水洗廢水不溶性固體顆粒物含量高的問題；4、高溫過濾器反沖洗采用分離硫酸鈣固體后的高鹽水，減少外部水的引入，降低高鹽水處理系統(tǒng)的處理負荷。
（發(fā)明人：嚴圣軍;呂麗娜;李玨;江中央;李要建）
