【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蒸发设备，尤其涉及一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置及方法。
技术介绍
1、我国再生铝产业高速发展， 预计2022-2025年我国再生铝的需求分别为8600kt、9800kt、10600kt和11500kt，因此而产生的二次铝灰约有90kt、100kt、110kt、120kt。加之前未处理的10000kt铝灰，将累计10420kt未处理铝灰。
2、二次铝灰主要由氧化物、金属铝、盐类和氮化铝四类物质成分构成。由于不同来源的铝灰成分差异明显，回收成本高，使得95%的铝灰被堆存、填埋处理。这里以常见的二次铝灰成分为例，一般为50-65w%al2o3、15-30w%aln、5-20w%al、5-20w%盐类和5-10wt%其它物质。在填埋、堆存时，铝灰会水解产生大量氨气，而且其含有的氯化物（nacl、kcl、cacl2、mgcl2）、氟化物（na3alf6、naf、alf3、caf2）和重金属离子包括镉(cd)、铅(pb)、铬(cr)、铜(cu) 和锌(zn)等都可能会造成土壤及地下水污染，严重影响环境质量和人类健康。在选择湿法冶金处理铝灰时，一般采用较高的液固比对铝灰进行脱氮、脱氟和除盐处理，在处理完成后，大量滤液被剩余，如果不进行有效的无害化处理，其含有的氟化物、氯盐以及碱性物质依然会对环境造成污染，这违背了对铝灰进行无害化处理的初衷。因此从经济和环保两方面，铝灰通过湿法冶金处理后的滤液需要回收处理。
3、目前国内公布的大部分专利中，水洗作为低成本去除二次铝灰中f、cl、n等杂质元素方法被频繁利用
技术实现思路
1、本专利技术提供一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置及方法，用以解决现有技术中缺乏对滤液循环使用和回收的缺陷。
2、一方面，本专利技术提供一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，包括：水洗装置、储存装置和蒸发装置，储存装置通过循环管路与水洗装置连通，储存装置和蒸发装置通过连接管四(1)连通。
3、优选的，水洗装置包括搅拌桶，搅拌桶外壁上设置有投料口、注水口、废气排出口和排渣口一，搅拌桶内设置有搅拌组件，搅拌桶外壁固定连接有氨气处理组件和氢气收集组件，注水口和排渣口一与循环管路连通，废气排出口与氨气处理组件的进气口通过连接管一连通，氢气收集组件通过连接管二与氨气处理组件的出气口连通，氢气收集组件设置有排气口，氨气处理组件上设置有注液口一，搅拌桶外壁内部设置有加热管路，加热管路的出气口与外部蒸汽源连通，加热管路的进气口为蒸汽注入口，蒸汽注入口的进气口与外部蒸汽源连通。
4、优选的，储存装置包括多组储存罐和压滤机，储存罐与压滤机通过连接管三连通，连接管三上设置有抽水泵一，储存罐内壁固定连接有滤网一和挡板一，储存罐下端设置有排渣口二。
5、优选的，循环管路包括连接管五和连接管六，连接管五的两端分别与排渣口一和压滤机的进液口连通，连接管七与外界水源连通，连接管六分别与储存罐的出液口和注水口连通，连接管六上还连通有连接管七，连接管六上设置有抽水泵二。
6、优选的，蒸发装置包括蒸发箱和抽滤机，蒸发箱内部通过分隔板分隔为上侧的沉淀腔和下侧的蒸发腔，分隔板包括倾斜设置的挡板二和水平设置的滤网二，滤网二上安装有沿水平方向滑动的滑动挡板，沉淀腔设置有注料口和注液口二，注液口二通过连接管四与储存装置连通，蒸发腔设置有抽滤口，抽滤机连接在抽滤口上，蒸发腔内底面设置有加热管，蒸发腔的侧壁设置有排渣口三。
7、优选的，还包括评估系统，评估系统用于对储存罐内的滤液进行评估，确定滤液是否需要进行蒸发回收，评估系统包括：
8、取样组件，与储存罐连通，用于在每次滤液注入储存罐后对滤液进行取样；
9、第一液位传感器，设置于储存罐内，用于检测储存罐内的实际液位；
10、检测组件，与取样组件连通，用于对滤液样品进行检测，确定滤液内各成分的浓度；
11、评估模块，用于基于检测组件的检测结果，确定滤液使用用途。
12、优选的，评估模块包括：
13、信息接收单元，用于接收检测组件的检测结果；
14、计算单元，用于计算滤液的状态评估参数；
15、；
16、其中，w为滤液的状态评估参数；m为滤液中主要成分的总种类数，ln为以e为底数的对数函数；e为自然底数；为滤液中第i种成分的浓度对装置损耗的影响系数；为滤液中第i种成分的浓度；为滤液中第i种成分的最大溶液度；为预计单次装置检修的所需的最高成本；s为储存罐的底面积；l为储存罐内的液面高度；为蒸发一单位体积滤液所需成本；为滤液中第i种成分在滤液处理时产生的附加产品的单位质量的价值；为滤液中第i种成分在滤液处理时产生的附加产品的转化率；为滤液中第i种成分的浓度对铝灰水洗效果的影响系数；为滤液的ph值对铝灰水洗效果的影响系数；为预设的铝灰水洗过程的最佳ph值；p为滤液的实际ph值；为预设的ph值偏差度的计算基准；为预设的成本阈值；
17、结果输出单元，当滤液的状态评估参数w小于1，则滤液用于继续循环使用，当滤液的状态评估参数w大于等于1，则对滤液进行蒸发回收。
18、优选的，还包括蒸汽控制模块，蒸汽控制模块用于控制外部蒸汽源输入蒸汽注入口的蒸汽流量，蒸汽控制模块包括：
19、第一温度传感器，设置于搅拌桶内，用于检测搅拌桶内溶液的实际温度；
20、第二温度传感器，设置于搅拌桶内，用于检测搅拌桶内的空气温度；
21、第三温度传感器，设置于蒸汽注入口，用于检测输入蒸汽的实际温度；
22、第二液位传感器，设置于搅拌桶内，用于检测搅拌桶内的实际液位高度；
23、计算模块，用于计算蒸汽的目标输入流量；
24、；
25、其中，q为蒸汽的目标流量；为圆周率；为蒸汽注入口的直径；为蒸汽的动力粘度；b为加热管路与搅拌桶的内壁间的距离；为搅拌桶内的溶液的定压比热容；m为搅拌桶内的溶液的质量；为最佳反应温度；为搅拌桶内的溶液的实际温度；t为预设的调节时长；为搅拌桶的内壁直径；为搅拌桶内的溶液与搅拌桶内的空气的对流换热系数；为搅拌桶内的溶液的实际温度；为搅拌桶内的空气温度；为空气的热导率；为蒸汽的定压比热本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，其特征在于，包括：水洗装置、储存装置和蒸发装置，储存装置通过循环管路与水洗装置连通，储存装置和蒸发装置通过连接管四(1)连通。
2.根据权利要求1所述的一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，其特征在于，水洗装置包括搅拌桶(2)，搅拌桶(2)外壁上设置有投料口(3)、注水口(4)、废气排出口(6)和排渣口一(7)，搅拌桶(2)内设置有搅拌组件(8)，搅拌桶(2)外壁固定连接有氨气处理组件(9)和氢气收集组件(10)，注水口(4)和排渣口一(7)与循环管路连通，废气排出口(6)与氨气处理组件(9)的进气口通过连接管一(11)连通，氢气收集组件(10)通过连接管二(12)与氨气处理组件(9)的出气口连通，氢气收集组件(10)设置有排气口(13)，氨气处理组件(9)上设置有注液口一(14)，搅拌桶(2)外壁内部设置有加热管路，加热管路的出气口与外部蒸汽源连通，加热管路的进气口为蒸汽注入口(5)，蒸汽注入口(5)的进气口与外部蒸汽源连通。
3.根据权利要求2所述的一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，其特征在于，储存装置包括多组储存罐(
4.根据权利要求3所述的一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，其特征在于，循环管路包括连接管五(22)和连接管六(23)，连接管五(22)的两端分别与排渣口一(7)和压滤机(16)的进液口连通，连接管七(24)与外界水源连通，连接管六(23)分别与储存罐(15)的出液口和注水口(4)连通，连接管六(23)上还连通有连接管七(24)，连接管六(23)上设置有抽水泵二(25)。
5.根据权利要求1所述的一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，其特征在于，蒸发装置包括蒸发箱(26)和抽滤机(27)，蒸发箱(26)内部通过分隔板分隔为上侧的沉淀腔(261)和下侧的蒸发腔(262)，分隔板包括倾斜设置的挡板二(28)和水平设置的滤网二(29)，滤网二(29)上安装有沿水平方向滑动的滑动挡板(30)，沉淀腔(261)设置有注料口(31)和注液口二(32)，注液口二(32)通过连接管四(1)与储存装置连通，蒸发腔(262)设置有抽滤口(33)，抽滤机(27)连接在抽滤口(33)上，蒸发腔(262)内底面设置有加热管(34)，蒸发腔(262)的侧壁设置有排渣口三(35)。
6.根据权利要求3所述的一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，其特征在于，还包括评估系统，评估系统用于对储存罐(15)内的滤液进行评估，确定滤液是否需要进行蒸发回收，评估系统包括：
7.根据权利要求6所述的一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，其特征在于，评估模块包括：
8.根据权利要求2所述的一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，其特征在于，还包括蒸汽控制模块，蒸汽控制模块用于控制外部蒸汽源输入蒸汽注入口(5)的蒸汽流量，蒸汽控制模块包括：
9.一种铝灰水洗和滤液循环回收的方法，应用于如权利要求1-8任一项所述的一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的一种铝灰水洗和滤液循环回收的方法，其特征在于，步骤S5包括：
...【技术特征摘要】
1.一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，其特征在于，包括：水洗装置、储存装置和蒸发装置，储存装置通过循环管路与水洗装置连通，储存装置和蒸发装置通过连接管四(1)连通。
2.根据权利要求1所述的一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，其特征在于，水洗装置包括搅拌桶(2)，搅拌桶(2)外壁上设置有投料口(3)、注水口(4)、废气排出口(6)和排渣口一(7)，搅拌桶(2)内设置有搅拌组件(8)，搅拌桶(2)外壁固定连接有氨气处理组件(9)和氢气收集组件(10)，注水口(4)和排渣口一(7)与循环管路连通，废气排出口(6)与氨气处理组件(9)的进气口通过连接管一(11)连通，氢气收集组件(10)通过连接管二(12)与氨气处理组件(9)的出气口连通，氢气收集组件(10)设置有排气口(13)，氨气处理组件(9)上设置有注液口一(14)，搅拌桶(2)外壁内部设置有加热管路，加热管路的出气口与外部蒸汽源连通，加热管路的进气口为蒸汽注入口(5)，蒸汽注入口(5)的进气口与外部蒸汽源连通。
3.根据权利要求2所述的一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，其特征在于，储存装置包括多组储存罐(15)和压滤机(16)，储存罐(15)与压滤机(16)通过连接管三(17)连通，连接管三(17)上设置有抽水泵一(18)，储存罐(15)内壁固定连接有滤网一(19)和挡板一(20)，储存罐(15)下端设置有排渣口二(21)。
4.根据权利要求3所述的一种铝灰水洗和滤液循环回收的装置，其特征在于，循环管路包括连接管五(22)和连接管六(23)，连接管五(22)的两端分别与排渣口一(7)和压滤机(16)的进液口连通，连接管七(24)与外界水源连通，连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：简力，简诚灼，王川，张深根，刘虎，
申请(专利权)人：肇庆市大正铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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