FWD技术详解:有效解决飞灰资源化利用脱盐痛点

Part.01

FWD技术概况

飞灰水洗脱盐技术(Fly-ash washing dichlorination technology,简称FWD技术)是由中科国润自主研发的飞灰资源化利用技术,采用三级或多级逆流漂洗的方式对飞灰、窑灰或类似粉体物料进行水洗,以脱除物料中的可溶性物质,进而达到二次利用的目的。FWD技术处理后的飞灰或窑灰,可容物去除率在95%以上,含水率低于3%,且全过程废水零排放,无二次污染,实现了飞灰的无害化、减量化和资源化处置。

FWD工艺装备主要由飞灰洗脱系统、水洗液净化系统、蒸发制盐系统、干燥系统等组成。

(一)

FWD技术飞灰洗脱系统、水洗液净化系统介绍

飞灰洗脱系统和水洗液净化系统属于FWD工艺装备的核心.飞灰进场后经过飞灰洗脱系统,将可溶物与不溶物分离,不溶物(即湿渣)进入干燥系统脱除水分后进行其他资源化处置;

水洗液经过水洗液净化系统,去除其中的钙镁离子、悬浮物以及重金属等有害物质,随即进入蒸发制盐系统,产出副产盐、冷凝水,冷凝水又可回用于前端洗脱系统。

(二)

飞灰洗脱系统、水洗液净化系统关键点

(1)三级逆流漂洗

三级逆流漂洗工段的关键在于如何保障水洗飞灰的脱除效果,减少水洗液的产生量和降低水洗液的处理难度,属于FWD工艺的核心和难点之一。

飞灰与水以一定比例制浆后,通过三级水洗进行溶解脱盐,一级水洗产生的废水进入水处理系统,二级水洗产生的水洗液回用到一级水洗,三级水洗产生的水洗液回用到二级水洗。整个水洗工艺段水和灰的物料流向相反,减少了用水量,脱除效果佳,去除率可达95%以上。

(2)重金属三重控制

首先,在飞灰洗脱工段,水溶液整体呈碱性,保证了绝大部分重金属离子以沉淀物的形态沉积于水洗产生的湿渣中;

其次,在水洗液净化工段,通过添加重金属捕捉剂对水洗液中的重金属离子进行再次脱除处理;

最后,通过调节pH改变酸碱环境,将重金属离子捕集回收,实现了水洗液中重金属的有效控制,保障副产盐的品质。

(3)专业分离设备

针对飞灰浆料特性,采用联合攻关研发的飞灰水洗专用离心机(图1),具有、处理能力大、运行稳定连续、分离效果好等特点。

针对飞灰浆料粘挂易堵特性,采用联合攻关研发的飞灰水洗专用离心泵(图2),有效避免了料液堵塞,泵叶磨损严重、机封漏水等情况的频繁发生,大大降低了检修难度、占地面积和电机功率。

(4)水洗液水质指标及成本控制

水洗液净化工段的关键在于如何保证蒸发制盐的水质要求、尽可能简化水质净化工序和降低药剂投加成本,属于FWD工艺的核心和难点之一。

飞灰水洗液进入水洗液净化单元,依次经过脱除重金属处理、软化脱除Ca2+、Mg2+处理、多级过滤脱除固体悬浮物、中和处理后,净化后的水洗液主要含Cl-、Na+、K+,应尽量选用运行功率小和运行维护简单的设备并采用短链工艺的处理手段,水洗液净化的目标是满足蒸发制盐工段运行稳定和副产盐指标的要求,无须过度处理,尽量减少水质净化成本。

Part.02

FWD飞灰洗脱系统、水洗液净化系统优势

飞灰洗脱和水洗液净化工段在FWD工艺装备中起着关键的承上启下作用。目前,根据飞灰浆料的固液分离方式不同,业内常用的水洗水处理工艺有离心分离、板框压滤两种。相比较板框压滤,采用离心分离的水洗水处理工艺具有以下优势:

(1)浆料适应性强。可根据飞灰粒径的不同,进行一台或多台离心机搭配使用;

(2)处理能力强。相比于板框压滤的间歇运行,离心分离可实现进料、出料的连续;

(3)占地面积小。同样的处理量,板框压滤的占地面积是离心分离的4倍之多;

(4)离心分离后的湿渣呈絮团状,有利于下一级的水洗,且需配置的水洗反应容器较小;

(5)智能化程度。离心机智能化程度高,有效的减少了人员操作,简单方便;

(6)前期资金投入低。相比于板框压滤,离心机及其配套设施的费用可节省40%。

Part.03

总结

根据本系列首篇文章(我国城镇生活垃圾处理现状:清运量、焚烧量持续上升,垃圾焚烧飞灰资源化处置或成新着力点)统计的数据,截至2022年5月,全国在运行的垃圾焚烧厂数目为769座,垃圾焚烧设计规模达到了867421吨/日,全国飞灰产量约在28951吨/日(年产量约1056.7万吨/日),即每年有千万吨级的飞灰需处置。随着我国生态文明建设要求的提高和“无废城市”建设进程的推进,2019 年飞灰水洗脱盐技术作为垃圾焚烧飞灰综合利用技术入选《生态环境部“无废城市”先进适用技术(第一批)》,因此,作为飞灰资源化处置的必要前提,飞灰水洗具有广阔的市场空间。

据有关统计,截至2022年7月,全国在水泥厂内已建成、在运行的水泥窑协同处置飞灰项目核准飞灰处置规模为50万吨/年,其中以中科国润FWD技术为核心建设的项目市场占有率超过50%。