公布日：2022.10.28
申请日：2021.09.01
分类号：C02F9/10(2006.01)I;C01F11/46(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统及方法，包含高温过滤系统、冷却结晶器和硫酸钙沉淀池，高温过滤系统的进水口连接高盐废水，高温过滤系统的出水口连接冷却结晶器的进水口，冷却结晶器的出水口连接硫酸钙沉淀池的进口，硫酸钙沉淀池下端结晶出口排出硫酸钙晶体。本发明利用硫酸钙在盐酸中溶解度特性，实现了无添加、无二次污染的从高盐水中分离硫酸钙，简化了高盐废水处理的工艺流程并降低了回收成本。
权利要求书
1.一种等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统，其特征在于：包含高温过滤系统、冷却结晶器和硫酸钙沉淀池，高温过滤系统的进水口连接高盐废水，高温过滤系统的出水口连接冷却结晶器的进水口，冷却结晶器的出水口连接硫酸钙沉淀池的进口，硫酸钙沉淀池下端结晶出口排出硫酸钙晶体。
2.根据权利要求1所述的等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统，其特征在于：所述高温过滤系统包含粗过滤器和精密过滤器，粗过滤器的进水口连接高盐废水，粗过滤器的出水口连接精密过滤器的进水口，精密过滤器的出水口与冷却结晶器的进水口连接。
3.根据权利要求2所述的等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统，其特征在于：所述粗过滤器和精密过滤器上设置有反冲洗装置。
4.根据权利要求3所述的等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统，其特征在于：所述反冲洗装置包含第一提升泵，第一提升泵的进水口与硫酸钙沉淀池出水口连接，粗过滤器和精密过滤器的上端设置有与滤网内腔连通的反冲洗进水口，粗过滤器和精密过滤器的侧面下端设置有反冲洗出水口，第一提升泵的第一出水口与粗过滤器和精密过滤器上端反冲洗进水口连接，第一提升泵的第二出水口连接高盐水净化系统。
5.根据权利要求1所述的等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统，其特征在于：所述冷却结晶器包含结晶器罐体、外部夹层、内部盘管和第二提升泵，结晶器罐体侧面上端开有循环进水口，结晶器罐体上端开有进水口，结晶器罐体下端开有出水口，结晶器罐体下端出水口分别连接第二提升泵一端和硫酸钙沉淀池进口，第二提升泵的另一端连接结晶器罐体的循环进水口，外部夹层设置在结晶器罐体的外侧，外部夹层侧面下端开有夹层冷却水进口，外部夹层上端开有夹层冷却水出口，内部盘管固定在结晶器罐体内侧并且内部盘管下端盘管冷却水进口固定在结晶器罐体下端，内部盘管上端盘管冷却水出口固定在结晶器罐体上端。
6.根据权利要求1所述的等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统，其特征在于：所述冷却结晶器包含结晶器罐体、外部夹层、内部列管和第二提升泵，结晶器罐体侧面下端开有循环进水口，结晶器罐体上端开有进水口，结晶器罐体下端开有出水口，结晶器罐体下端出水口分别连接第二提升泵一端和硫酸钙沉淀池进口，第二提升泵的另一端连接结晶器罐体的循环进水口，外部夹层设置在结晶器罐体的外侧，外部夹层侧面下端开有夹层冷却水进口，外部夹层上端开有夹层冷却水出口，内部列管固定在结晶器罐体内侧并且内部列管上端盘管冷却水进口固定在结晶器罐体下端，内部列管上端盘管冷却水出口固定在结晶器罐体上端。
7.根据权利要求5或6所述的等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统，其特征在于：所述冷却结晶器还包含搅拌器，结晶器罐体下端为弧形，搅拌器采用与结晶器罐体底部形状匹配的U型搅拌器。
8.一种权利要求1-7任一项所述的等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统的回收方法，其特征在于包含以下步骤：烟气水洗废水进入粗过滤器将大颗粒不溶性固体分离，粗过滤器的滤液进入精密过滤器，精密过滤器将小颗粒的不溶性固体颗粒去除，精密过滤器的滤液进入冷却结晶器，粗过滤器和精密过滤器滤网上的不溶性颗粒物定期通过反冲洗设备进行反洗；在冷却结晶器中，溶液降温后硫酸钙晶体结晶析出，降温溶液进入硫酸钙沉淀池；在硫酸钙沉淀池中，硫酸钙晶体与溶液完全分离，上层清液大部分通过提升泵排至高盐水净化系统，小部分用于高温过滤器的反冲洗。
9.根据权利要求8所述的等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统的回收方法，其特征在于：烟气水洗废水为80℃-95℃高温废水，冷却结晶器将高盐水冷却至25℃-40℃，CaSO4溶解度可以降低70-80%，大量的高纯度硫酸钙晶体从溶液中结晶析出。
10.根据权利要求9所述的等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统的回收方法，其特征在于：当需要进一步降低SO42-浓度时，则加入适量Ca2+。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统及方法，回收工艺简单且成本低廉。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统，其特征在于：包含高温过滤系统、冷却结晶器和硫酸钙沉淀池，高温过滤系统的进水口连接高盐废水，高温过滤系统的出水口连接冷却结晶器的进水口，冷却结晶器的出水口连接硫酸钙沉淀池的进口，硫酸钙沉淀池下端结晶出口排出硫酸钙晶体。
进一步地，所述高温过滤系统包含粗过滤器和精密过滤器，粗过滤器的进水口连接高盐废水，粗过滤器的出水口连接精密过滤器的进水口，精密过滤器的出水口与冷却结晶器的进水口连接。
进一步地，所述粗过滤器和精密过滤器上设置有反冲洗装置。
进一步地，所述反冲洗装置包含第一提升泵，第一提升泵的进水口与硫酸钙沉淀池出水口连接，粗过滤器和精密过滤器的上端设置有与滤网内腔连通的反冲洗进水口，粗过滤器和精密过滤器的侧面下端设置有反冲洗出水口，第一提升泵的第一出水口与粗过滤器和精密过滤器上端反冲洗进水口连接，第一提升泵的第二出水口连接高盐水净化系统。
进一步地，所述冷却结晶器包含结晶器罐体、外部夹层、内部盘管和第二提升泵，结晶器罐体侧面上端开有循环进水口，结晶器罐体上端开有进水口，结晶器罐体下端开有出水口，结晶器罐体下端出水口分别连接第二提升泵一端和硫酸钙沉淀池进口，第二提升泵的另一端连接结晶器罐体的循环进水口，外部夹层设置在结晶器罐体的外侧，外部夹层侧面下端开有夹层冷却水进口，外部夹层上端开有夹层冷却水出口，内部盘管固定在结晶器罐体内侧并且内部盘管下端盘管冷却水进口固定在结晶器罐体下端，内部盘管上端盘管冷却水出口固定在结晶器罐体上端。
进一步地，所述冷却结晶器包含结晶器罐体、外部夹层、内部列管和第二提升泵，结晶器罐体侧面下端开有循环进水口，结晶器罐体上端开有进水口，结晶器罐体下端开有出水口，结晶器罐体下端出水口分别连接第二提升泵一端和硫酸钙沉淀池进口，第二提升泵的另一端连接结晶器罐体的循环进水口，外部夹层设置在结晶器罐体的外侧，外部夹层侧面下端开有夹层冷却水进口，外部夹层上端开有夹层冷却水出口，内部列管固定在结晶器罐体内侧并且内部列管上端盘管冷却水进口固定在结晶器罐体下端，内部列管上端盘管冷却水出口固定在结晶器罐体上端。
进一步地，所述冷却结晶器还包含搅拌器，结晶器罐体下端为弧形，搅拌器采用与结晶器罐体底部形状匹配的U型搅拌器。
一种等离子体飞灰熔融烟气水洗废水中硫酸钙回收系统的回收方法，其特征在于包含以下步骤：烟气水洗废水进入粗过滤器将大颗粒不溶性固体分离，粗过滤器的滤液进入精密过滤器，精密过滤器将小颗粒的不溶性固体颗粒去除，精密过滤器的滤液进入冷却结晶器，粗过滤器和精密过滤器滤网上的不溶性颗粒物定期通过反冲洗设备进行反洗；在冷却结晶器中，溶液降温后硫酸钙晶体结晶析出，降温溶液进入硫酸钙沉淀池；在硫酸钙沉淀池中，硫酸钙晶体与溶液完全分离，上层清液大部分通过提升泵排至高盐水净化系统，小部分用于高温过滤器的反冲洗。
进一步地，烟气水洗废水为80℃ 95℃高温废水，冷却结晶器将高盐水冷却至25℃-40℃，CaSO4溶解度可以降低70-80%，大量的高纯度硫酸钙晶体从溶液中结晶析出。
进一步地，当需要进一步降低SO42 浓度时，则加入适量Ca2+。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、本发明针对等离子体飞灰熔融烟气水洗产生的高盐（15%~23%）、高SO42-（10-20g/L）、强酸性（0.5-1.1mol/L）废水，进行硫酸钙的分离及资源化，区别于传统的加盐分离或去除工艺，本发明利用硫酸钙在盐酸中溶解度特性，实现了无添加、无二次污染的从高盐水中分离硫酸钙；2、本发明的冷却结晶器采用内部废水强制循环，并通过内管和外夹层配合，实现了高效的冷却速度和效果；3、高温过滤器将不溶性固体颗粒与硫酸钙晶体分离，有效改善水洗废水不溶性固体颗粒物含量高的问题；4、高温过滤器反冲洗采用分离硫酸钙固体后的高盐水，减少外部水的引入，降低高盐水处理系统的处理负荷。
（发明人：严圣军;吕丽娜;李珏;江中央;李要建）
