CN103539369B - 一种硅钙渣烘干和降碱的方法及系统 - Google Patents

一种硅钙渣烘干和降碱的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种硅钙渣烘干降碱方法及系统。本发明硅钙渣烘干降碱方法包括以下步骤：将附水硅钙渣滤饼送入热风烘干机内，通入工业热废气进行直接接触烘干降碱，用旋风分离器收集大颗粒的干燥硅钙渣产物，用收尘器收集小颗粒的硅钙渣产物。本发明还公开了一种可以实现上述硅钙渣烘干方法的硅钙渣烘干降碱系统，包括输入装置、热风烘干机、旋风分离器、收尘器和烟囱。本发明硅钙渣烘干方法及系统克服了现有技术缺点，具有节能环保、方法简单、投资小、省时等优点。

Description

一种硅钙渣烘干和降碱的方法及系统
技术领域
本发明涉及硅钙渣的烘干和降碱方法，尤其涉及一种使用工业废气进行硅钙渣烘干降碱的方法及系统，属于硅钙渣的处理领域。
背景技术
硅钙渣的主要成分为硅酸二钙，是优质的生产水泥熟料原料和水泥混合材添加料。高铝粉煤灰生产氧化铝工艺中产生的硅钙渣滤饼是其主要的副产品，产量巨大，含有大量的附水（高于35%）和附碱（高于1.5％），限制了它在水泥产业中的应用，因此需要对硅钙渣滤饼进一步地采取烘干和脱碱工艺。
常规工业生产中主要采用煤炭、煤气、天然气等燃烧产生的热风对物料进行烘干，采用的设备有滚筒干燥机、烘干窑等，投资成本相对较高。水泥行业平均利润低，使用传统工业方法对硅钙渣进行烘干，投资大、能耗高、生产成本高，企业难以维持生存。
目前对硅钙渣脱碱处理的方法较少，一般采用硅钙渣与石灰乳在90℃进行反应，反应完毕后的硅钙渣浆液经多次水洗和过滤产生硅钙渣滤饼。处理过的脱碱硅钙渣滤饼经干燥后能烧制水泥熟料和作为水泥混合材。整个脱碱处理过程繁琐，耗时、废水，需要消耗石灰乳，有待改进。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种硅钙渣烘干和降碱的方法，该方法可以在实现硅钙渣烘干的同时实现脱碱，具有节能环保、方法简单、投资小、省时等优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种硅钙渣烘干降碱的方法，包括以下步骤：将附水硅钙渣滤饼送入热风烘干机内，通入工业废气进行直接接触烘干降碱，用旋风分离器收集大颗粒的干燥硅钙渣产物，用收尘器收集小颗粒的硅钙渣产物。
其中，所述的大颗粒的干燥硅钙渣产物优选为粒径大于5μm的硅钙渣产物；所述的小颗粒的硅钙渣产物优选为粒径小于或等于5μm的硅钙渣产物。
优选的，所述硅钙渣滤饼为高铝粉煤灰生产氧化铝联产硅钙渣生产工艺产生的硅钙渣。
进一步地，所述硅钙渣滤饼中的附水为25－45%(wt%)。所述附水是指硅钙渣滤饼中含有的附着水，不包含结晶水；附水=附着水质量/滤饼总质量×100％。
进一步地，所述硅钙渣滤饼中的附碱为1.5－2.5%。所述附碱是指硅钙渣滤饼中含有的Na2O+0.658K2O质量；附碱=Na2O+0.658K2O质量/滤饼总质量×100％。
所述工业废气的温度为优选为120－200℃，更优选为180℃；所述工业废气优选为锅炉烟气或回转窑烟气。
进一步地，所述工业废气与硅钙渣滤饼的比例优选为为50-200m3：1kg，更优选为120m3:1kg。
进一步地，所述工业废气烘干降碱时间优选为0.5-2h，更优选为1.0h。
进一步地，所述工业废气的风速为5-20m/s，优选为10m/s。
本发明的另一个目的还提供了一种可以实现硅钙渣烘干降碱的系统，包括输送装置、热风烘干机、旋风分离器、除尘器和烟囱。
进一步地，所述输送装置优选为喂料机。
进一步地，所述热风烘干机优选为旋转闪蒸干燥器或烘干打散机。
进一步地，所述除尘器优选为布袋除尘器。
其中，所述喂料机的出口与热风烘干机物料入口连通，烘干机出口与旋风分离器入口连通，旋风分离器出口与收尘器入口相连，收尘器出口与烟囱入口相连。
本发明硅钙渣烘干系统的应用方法，包括：采用喂料机将硅钙渣滤饼喂入热风烘干机与工业热废气进行接触，一起进入烘干机内被破碎装置打散，打散滤饼在烘干机内与工业热废气进行直接换热烘干，烘干得到的硅钙渣产品全部随废气一起进行旋风分离器和收尘器进行收集。
本发明硅钙渣烘干降碱设备的工作原理：硅钙渣中带有的附着氧化钠、氧化钾等与工业废气中的二氧化硫、二氧化碳等酸性氧化物进行反应，降低了硅钙渣的pH值。
本发明硅钙渣烘干方法及系统相比现有烘干技术具有以下优点：
（1）、使用工业废气对物料进行烘干，与传统烘干技术相比，不消耗燃料，完全使用工业废气中的余热进行烘干，能耗低，属于节能环保工艺路线。
（2）、使用工业废气对物料进行烘干，无需建设燃料堆场、煤气站、热风炉等热风制备系统，投资低。
（3）、使用本发明所述的烘干设备，同时实现滤饼破碎和烘干功能，无需如滚筒干燥机等传统设备烘干后或烘干前需要破碎或混料。
（4）、使用本发明所述的烘干设备，由于滤饼在打散的过程中烘干，同时烘干产品必须随热风携带才能进入收集设备收集，因此保证了烘干后物料水分的均匀性。
（5）、使用工业废气进行物料烘干，如果工业废气中含有酸性气体，还可以有效脱除酸性气体，避免酸性气体的排放，属于节能环保工艺路线。
（6）、使用工业废气进行物料烘干，烘干过程中滤饼的碱性氧化物与酸性气体反应，还可降低硅钙渣中的pH值。
附图说明
图1为本发明方法的一种工艺流程图。
图2为本发明方法的另外一种工艺流程图。
具体实施方式
旋转闪蒸干燥器(整体包含旋风除尘器和布袋收尘器)购自常州互帮干燥设备有限公司。
旋转闪蒸干燥器主要由鼓风机、热风机、螺旋加料器、闪蒸干燥器主机、旋风分离器、布袋除尘器、干料斗、引风机、烟囱、电控柜等部分组成，主要设备组成见表1。
表1旋转闪蒸干燥器主要设备表
实施例1
首先将温度为120℃的锅炉烟气按照风速为10m/s的速度通入旋转闪蒸干燥器内，然后将含有的附水硅钙渣滤饼（所述硅钙渣滤饼含附水为20%、附碱为1.5%）通过输送装置送入旋转闪蒸干燥器主机，锅炉烟气与硅钙渣滤饼的比为50m3:1k；在旋转闪蒸干燥器主机内附水硅钙渣滤饼下落到闪蒸干燥器转动桨叶，桨叶将附水硅钙渣滤饼打碎，同时锅炉烟气由下向上在烘干打散附水硅钙渣的同时，带走已烘干到一定程度的硅钙渣，随着工业废气的上升，硅钙渣被不断烘干，用旋风分离器收集大颗粒（粒径大于5μm）的干燥硅钙渣，用布袋收尘器收集小颗粒（粒径小于或等于5μm）的硅钙渣；其中，烘干降碱时间为0.5h。
经检测，该方法得到的硅钙渣产品的附水量为8％,碱含量为1.0％，可直接应用水泥行业。
实施例2
首先将温度为200℃的锅炉烟气按照风速为10m/s的速度通入旋转闪蒸干燥器内，然后将含有的附水硅钙渣滤饼（所述硅钙渣滤饼含附水为45%、附碱为2.5%）通过输送装置送入旋转闪蒸干燥器主机，锅炉烟气与硅钙渣滤饼的比为200m3:1k；在旋转闪蒸干燥器主机内附水硅钙渣滤饼下落到闪蒸干燥器转动桨叶，桨叶将附水硅钙渣滤饼打碎，同时锅炉烟气由下向上在烘干打散附水硅钙渣的同时，带走已烘干到一定程度的硅钙渣，随着工业废气的上升，硅钙渣被不断烘干，用旋风分离器收集大颗粒（粒径大于5μm）的干燥硅钙渣，用布袋收尘器收集小颗粒（粒径小于或等于5μm）的硅钙渣；其中，烘干降碱时间为2.0h。
经检测该方法得到的硅钙渣产品的附水量为6％,碱含量为0.8％，可直接应用水泥行业。
实施例3
首先将温度为180℃的锅炉烟气按照风速为10m/s的速度通入旋转闪蒸干燥器内，然后将含有的附水硅钙渣滤饼（所述硅钙渣滤饼含附水为25%、附碱为2.0%）通过输送装置送入旋转闪蒸干燥器主机，锅炉烟气与硅钙渣滤饼的比为120m3:1k；在旋转闪蒸干燥器主机内附水硅钙渣滤饼下落到闪蒸干燥器转动桨叶，桨叶将附水硅钙渣滤饼打碎，同时锅炉烟气由下向上在烘干打散附水硅钙渣的同时，带走已烘干到一定程度的硅钙渣，随着工业废气的上升，硅钙渣被不断烘干，用旋风分离器收集大颗粒（粒径大于5μm）的干燥硅钙渣，用布袋收尘器收集小颗粒（粒径小于或等于5μm）的硅钙渣；其中，烘干降碱时间为1.0h。
经检测该方法得到的硅钙渣产品的附水量为2％,碱含量为0.6％，可直接应用水泥行业。
实施例4
首先将温度为150℃的锅炉烟气按照风速为5m/s的速度通入旋转闪蒸干燥器内，然后将含有的附水硅钙渣滤饼（所述硅钙渣滤饼含附水为18%、附碱为1.6%）通过输送装置送入旋转闪蒸干燥器主机，锅炉烟气与硅钙渣滤饼的比为50m3:1k；在旋转闪蒸干燥器主机内附水硅钙渣滤饼下落到闪蒸干燥器转动桨叶，桨叶将附水硅钙渣滤饼打碎，同时锅炉烟气由下向上在烘干打散附水硅钙渣的同时，带走已烘干到一定程度的硅钙渣，随着工业废气的上升，硅钙渣被不断烘干，用旋风分离器收集大颗粒（粒径大于5μm）的干燥硅钙渣，用布袋收尘器收集小颗粒（粒径小于或等于5μm）的硅钙渣；其中，烘干降碱时间为0.5h。
经检测该方法得到的硅钙渣产品的附水量为8％,碱含量降低0.9％，可直接应用水泥行业。
实施例5
首先将温度为150℃的锅炉烟气按照风速为20m/s的速度通入旋转闪蒸干燥器内，然后将含有的附水硅钙渣滤饼（所述硅钙渣滤饼含附水为45%、附碱为2.5%）通过输送装置送入旋转闪蒸干燥器主机，锅炉烟气与硅钙渣滤饼的比为200m3:1k；在旋转闪蒸干燥器主机内附水硅钙渣滤饼下落到闪蒸干燥器转动桨叶，桨叶将附水硅钙渣滤饼打碎，同时锅炉烟气由下向上在烘干打散附水硅钙渣的同时，带走已烘干到一定程度的硅钙渣，随着工业废气的上升，硅钙渣被不断烘干，用旋风分离器收集大颗粒（粒径大于5μm）的干燥硅钙渣，用布袋收尘器收集小颗粒（粒径小于或等于5μm）的硅钙渣；其中，烘干降碱时间为2.0h。
经检测该方法得到的硅钙渣产品的附水量为2％,碱含量为0.6％，可直接应用水泥行业。
实施例6
首先将温度为180℃的锅炉烟气按照风速为12m/s的速度通入旋转闪蒸干燥器内，然后将含有的附水硅钙渣滤饼（所述硅钙渣滤饼含附水为25%、附碱为2.0%）通过输送装置送入旋转闪蒸干燥器主机，锅炉烟气与硅钙渣滤饼的比为120m3:1k；在旋转闪蒸干燥器主机内附水硅钙渣滤饼下落到闪蒸干燥器转动桨叶，桨叶将附水硅钙渣滤饼打碎，同时锅炉烟气由下向上在烘干打散附水硅钙渣的同时，带走已烘干到一定程度的硅钙渣，随着工业废气的上升，硅钙渣被不断烘干，用旋风分离器收集大颗粒（粒径大于5μm）的干燥硅钙渣，用布袋收尘器收集小颗粒（粒径小于或等于5μm）的硅钙渣；其中，烘干降碱时间为1.0h。
经检测该方法得到的硅钙渣产品的附水量为5％,碱含量为0.6％，可直接应用水泥行业。
可以理解本发明所述硅钙渣烘干方法及系统不局限于硅钙渣的烘干，其它带有附水且烘干后为粉粒状的物料的烘干也可采用本发明所述方法及系统。
本发明不局限于上述实施例所描述的硅钙渣烘干方法及系统，喂料机和烘干设备种类的改变，硅钙渣滤饼和干硅钙渣中附水量的改变均在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (1)

1.一种硅钙渣烘干方法，其特征在于，包括以下步骤：将附水硅钙渣滤饼送入热风烘干机内，通入工业热废气进行直接接触烘干降碱，用旋风分离器收集大颗粒的干燥硅钙渣产物，用收尘器收集小颗粒的硅钙渣产物；其中，所述的大颗粒的干燥硅钙渣产物为粒径大于5μm的硅钙渣产物；所述的小颗粒的硅钙渣产物为粒径小于或等于5μm的硅钙渣产物；
采用工业废气温度为180℃，工业废气与硅钙渣滤饼比为120m3:1kg，烘干时间为1.0h，工业废气为锅炉烟气；
按照10m/s的输入速度通入工业废气。
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