CN105669053B - 一种工业级氢氧化钙生产设备及其生产工艺 - Google Patents

一种工业级氢氧化钙生产设备及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种工业级氢氧化钙生产设备，包括电石渣仓、石灰仓、进料螺旋绞刀、双轴搅拌机和消解仓，电石渣仓和石灰仓分别与进料螺旋绞刀连通，进料螺旋绞刀的出口与双轴搅拌机的双轴搅拌机进料口连通，双轴搅拌机的双轴搅拌机出料口与消解仓连通，消解仓下部设置有出料口，消解仓密封设置。本发明的工业级氢氧化钙生产设备改变了传统氢氧化钙的生产工艺，利用大宗工业废弃物电石渣，加入氧化钙混合搅拌，再经过消解仓消解等工序，形成了一种全新的生产工业级Ca(OH)2的生产工艺，能低成本大量利用电石渣，广泛应用于电厂脱硫等项目，对作为世界第一大电石生产国的我国，具有特别重要意义。

Description

一种工业级氢氧化钙生产设备及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种工业级氢氧化钙生产设备及其生产工艺，属于化工机械技术领域。
背景技术
传统氢氧化钙的生产工艺是用高品位的石灰石CaC03经过高温煅烧，分解成氧化钙Ca0和二氧化钙CO2，氧化钙CaO加水H20生成Ca(OH)2，经过烘干后成为工业级氢氧化钙。该工艺较为复杂，需要经过煅烧、水化、烘干等几种工序，设备投资比较大，生产成本比较高，而且受到生产设备装置的制约，生产能力也受到很大限制。
电石渣主要成分就是Ca(OH)2，作为生产电石的工业废弃物，电石渣经过烘干后就可以成为工业级的Ca(OH)2。电石渣初水份非常高，一般在35％～40％，而工业级Ca(OH)2水份一般要求在1％以下。1t水份35％的电石渣完全烘干，就要蒸发水份350kg，仅蒸发1kg水份就需要539kcal热量，同时烘干废气还要带走大量热量，必需安装大型除尘设备，固定资产投资大，单位电耗也高，所以电石渣烘干的成本很高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种利用大宗工业废弃物电石渣生产工业级氢氧化钙的工业级氢氧化钙生产设备及其生产工艺。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种工业级氢氧化钙生产设备，包括电石渣仓、石灰仓、进料螺旋绞刀、双轴搅拌机和消解仓，电石渣仓和石灰仓分别与进料螺旋绞刀连通，进料螺旋绞刀的出口与双轴搅拌机的双轴搅拌机进料口连通，双轴搅拌机的双轴搅拌机出料口与消解仓连通，消解仓下部设置有出料口，消解仓密封设置。
上述技术方案的改进是：电石渣仓和石灰仓与进料螺旋绞刀之间分别设置有螺旋电子计量称，电石渣仓和石灰仓分别通过第一软接头与螺旋电子计量称连通，螺旋电子计量称通过第二软接头与进料螺旋绞刀连通。
上述技术方案的改进是：电石渣仓和石灰仓与第一软接头之间分别安装有单向螺旋阀门。
上述技术方案的改进是：消解仓内中部设有中心管，中心管沿消解仓的轴线自上而下设置，中心管上端封闭且设置有锥形凸起。
上述技术方案的改进是：消解仓的内部还设有多个环形均料装置，环形均料装置环绕在中心管周围且自上至下间隔设置，环形均料装置的横截面为箭头状，箭头竖直向上。
上述技术方案的改进是：消解仓为筒状，消解仓下方设置有圆锥形封头。
上述技术方案的改进是：出料口设置在圆锥形封头下端。
上述技术方案的改进是：消解仓的侧壁上部设置有出风管，消解仓的侧壁下部设置有进风管。
上述技术方案的改进是：消解仓的外壁为双层结构。
本发明的工业级氢氧化钙生产设备的生产工艺，包括以下步骤：
㈠选料：选用水份在35％的电石渣，石灰品位要求CaO在88％以上；
㈡配料：将电石渣和石灰分别加入电石渣仓和石灰仓，控制电石渣和石灰的质量比为2:1；
㈢下料：所述电石渣仓和石灰仓内的物料分别送入所述进料螺旋绞刀；
㈣输送：所述进料螺旋绞刀内的混合物料经过双轴搅拌机进料口送入双轴搅拌机；
㈤搅拌：混合物料在双轴搅拌机内进行搅拌，搅拌时控制双轴搅拌机转速为35rpm～40rpm，控制混合物料在搅拌机内停留时间为25～35分钟；
㈥反应：步骤㈤中通过双轴搅拌机搅拌后的混合物料从双轴搅拌机出料口送入消解仓进行充分消解，消解时从消解仓的进风管通入热风，控制消解时间为24～36小时；
㈦卸料：消解仓内经过充分反应后生产的工业级氢氧化钙通过消解仓的出料口卸料；
㈧储藏：生产的工业级氢氧化钙卸料后送入储藏仓库。
本发明采用上述技术方案的有益效果是：(1)本发明的工业级氢氧化钙生产设备改变传统氢氧化钙Ca(OH)2的生产工艺，利用大宗工业废弃物电石渣，加入氧化钙CaO混合搅拌，再经过消解仓消解等工序，形成了一种全新的生产工业级Ca(OH)2的生产工艺；(2)电石渣在我国很多地方，特别是西北地区，大量露天堆放，造成很大资源和环境压力，本发明能低成本大量利用电石渣，广泛应用于电厂脱硫等项目，对作为世界第一大电石生产国的我国，具有特别重要意义；(3)以电石渣为原料，加入一定比例的氧化钙CaO，俗称石灰，进行充分搅拌，均匀混合，在此过程中，氧化钙CaO吸收电石渣中的水份H20成为Ca(OH)2，同时，放出大量的热量，化学反应方程式如下：CaO+H20＝Ca(OH)2+热量；经测算，1t石灰会吸收357.14kg水份；同时，释放出277kcal热量；因此，在石灰吸收电石渣中的水份的同时，产生的热量还用于加热电石渣，吸收和加热同时进行，去除电石渣中水份的速度明显加快，不仅大大降低了利用电石渣生产工业级氢氧化钙的成本，还明显提高了工业级氢氧化钙的生产效率；(4)由于电石渣仓和石灰仓与进料螺旋绞刀之间分别设置有螺旋电子计量称，可以对原料进行精确计量，保证了反应的精确、彻底和充分；(5)由于电石渣仓和石灰仓与第一软接头之间分别安装有单向螺旋阀门，可以方便操作人员有效控制原料的流量，方便螺旋电子计量称的称量，从而保证了原料的精确配比；(6)由于消解仓内中部设有中心管，中心管上端封闭且设置有锥形凸起，并且消解仓的内部还设有多个环形均料装置，环形均料装置环绕在中心管周围且自上至下间隔设置，环形均料装置的横截面为箭头状，箭头竖直向上；中心管可以将从送入的混合物料进行均匀分散，通过中心管和环形均料装置的配合作用，保证电石渣和石灰能均匀分布，不发生离析现象，使得混合物料从上到下缓慢平稳的向下移动，在此过程中电石渣和石灰进行充分的物理化学反应，保证了最终生产的工业级氢氧化钙的质量，消解仓完全利用混合物料的自重，不需要额外动力，分散均化效果好，产品质量稳定；(7)由于消解仓下方设置有圆锥形封头，保证了消解仓的密封性能；(8)由于生产工艺步骤㈠中配料时，控制电石渣和石灰的质量比为2:1，在电石渣仓和石灰仓下料时又通过螺旋电子计量进行精确计量，使得生产过程中从始至终消解仓内的混合物料都是精确的配比，从而进一步的保证了反应的精确、彻底和充分；(9)通过控制电石渣和石灰的质量比为2:1，能保证烘干后的产品的水份在1％以下；(10)由于消解仓的侧壁上部设置有出风管，消解仓的侧壁下部设置有进风管，在物料进入消解仓消解时，通入热风，可为物料进行加热，保证消解仓内的温度较高，提高了反应速率，同时热风从出风管出去时带走水份，使得烘干效果更好，提高了最终产品质量；(11)由于消解仓的外壁为双层结构，消解仓的两层壳体之间可以通热风或者热水来加热消解仓，为本发明的生产工艺提供稳定的热工环境，保证了消解反应的充分进行；(12)选用水份在35％左右的电石渣，石灰品位要求CaO在88％以上，保证了最终产物质量的稳定；(13)生产时通过变频器控制转速，控制双轴搅拌机转速为35rpm～40rpm，混合物料在搅拌机内停留时间为25～35分钟，比常规搅拌机物料停留时间延长一倍以上，在充分搅拌保证混合物料均匀分散的同时，也进行适当消解，使得混合物料的消解时间加长，保证了消解的充分进行；(14)控制消解时间为24～36小时，CaO转化为Ca(OH)2的消解率大于95％，而传统工艺消化器采用搅拌式消解方式，反应时间短，大约在60分钟左右，消解率小于75％，而且电耗高。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例工业级氢氧化钙生产设备的结构示意图；
其中：1-电石渣仓；2-石灰仓；3-单向螺旋阀门；4-第一软接头；5-螺旋电子计量称；6-第二软接头；7-进料螺旋绞刀；8-双轴搅拌机进料口；9-双轴搅拌机；10-双轴搅拌机出料口；11-中心管；12-环形均料装置；13-消解仓；14-出料口；15－出风管；16－进风管。
具体实施方式
实施例
本实施例的工业级氢氧化钙生产设备，如图1所示，包括电石渣仓1、石灰仓2、进料螺旋绞刀7、双轴搅拌机9和消解仓13，电石渣仓1和石灰仓2分别与进料螺旋绞刀7连通，电石渣仓1和石灰仓2与进料螺旋绞刀7之间分别设置有螺旋电子计量称5，电石渣仓1和石灰仓2分别通过第一软接头4与螺旋电子计量称5连通，螺旋电子计量称5通过第二软接头6与进料螺旋绞刀7连通。电石渣仓1和石灰仓2与第一软接头4之间分别安装有单向螺旋阀门3。进料螺旋绞刀7的出口与双轴搅拌机9的双轴搅拌机进料口8连通，双轴搅拌机9的双轴搅拌机出料口10与消解仓13连通，消解仓13下部设置有出料口14，消解仓13密封设置。消解仓13为筒状，消解仓13下方设置有圆锥形封头，出料口14设置在圆锥形封头下端。消解仓13内中部设有中心管11，中心管11沿消解仓13的轴线自上而下设置，中心管11上端封闭且设置有锥形凸起。消解仓13的内部还设有多个环形均料装置12，环形均料装置12环绕在中心管11周围且自上至下间隔设置，环形均料装置12的横截面为箭头状且箭头竖直向上。消解仓13的外壁为双层结构，消解仓13的侧壁上部设置有出风管15，消解仓13的侧壁下部设置有进风管16，热风从进风管16进入，从出风管15排出。
本实施例的工业级氢氧化钙生产设备的生产工艺，包括以下步骤：
㈠选料：选用水份在35％的电石渣，石灰品位要求CaO在88％以上；
㈡配料：将电石渣和石灰分别加入电石渣仓和石灰仓，控制电石渣和石灰的质量比为2:1；
㈢下料：打开单向螺旋阀门3，电石渣仓和石灰仓内的电石渣和石灰经过螺旋电子计量称5的精确称量后分别送入进料螺旋绞刀7，螺旋电子计量称5的精度要求在1％以上；
㈣输送：进料螺旋绞刀7内的混合物料经过双轴搅拌机进料口8送入双轴搅拌机9；
㈤搅拌：混合物料在双轴搅拌机9内进行搅拌，搅拌时控制双轴搅拌机转速为35rpm～40rpm，控制混合物料在搅拌机内停留时间为30分钟；
㈥反应：步骤㈣中通过双轴搅拌机9搅拌后的混合物料从双轴搅拌机出料口10送入消解仓13进行充分消解，消解时从消解仓13的进风管16通入热风，控制消解时间为24～36小时，通过中心管11和环形均料装置12的配合作用，混合物料从上到下缓慢平稳的向下移动，在此过程中电石渣和石灰进行充分的物理化学反应；
㈦卸料：消解仓13内经过充分反应后生产的工业级氢氧化钙通过消解仓13的出料口14卸料；
㈧储藏：生产的工业级氢氧化钙卸料后送入储藏仓库。
本实施例的工业级氢氧化钙生产设备及其生产工艺具有以下优点：(1)本发明的工业级氢氧化钙生产设备改变传统氢氧化钙Ca(OH)2的生产工艺，利用大宗工业废弃物电石渣，加入氧化钙CaO混合搅拌，再经过消解仓消解等工序，形成了一种全新的生产工业级Ca(OH)2的生产工艺；(2)电石渣在我国很多地方，特别是西北地区，大量露天堆放，造成很大资源和环境压力，本发明能低成本大量利用电石渣，广泛应用于电厂脱硫等项目，对作为世界第一大电石生产国的我国，具有特别重要意义；(3)以电石渣为原料，加入一定比例的氧化钙CaO，俗称石灰，进行充分搅拌，均匀混合，在此过程中，氧化钙CaO吸收电石渣中的水份H20成为Ca(OH)2，同时，放出大量的热量，化学反应方程式如下：CaO+H20＝Ca(OH)2+热量；经测算，1t石灰会吸收357.14kg水份；同时，释放出277kcal热量；因此，在石灰吸收电石渣中的水份的同时，产生的热量还用于加热电石渣，吸收和加热同时进行，去除电石渣中水份的速度明显加快，不仅大大降低了利用电石渣生产工业级氢氧化钙的成本，还明显提高了工业级氢氧化钙的生产效率；(4)由于电石渣仓和石灰仓与进料螺旋绞刀之间分别设置有螺旋电子计量称，可以对原料进行精确计量，保证了反应的精确、彻底和充分；(5)由于电石渣仓和石灰仓与第一软接头之间分别安装有单向螺旋阀门，可以方便操作人员有效控制原料的流量，方便螺旋电子计量称的称量，从而保证了原料的精确配比；(6)由于消解仓内中部设有中心管，中心管上端封闭且设置有锥形凸起，并且消解仓的内部还设有多个环形均料装置，环形均料装置环绕在中心管周围且自上至下间隔设置，环形均料装置的横截面为箭头状，箭头竖直向上；中心管可以将从送入的混合物料进行均匀分散，通过中心管和环形均料装置的配合作用，保证电石渣和石灰能均匀分布，不发生离析现象，使得混合物料从上到下缓慢平稳的向下移动，在此过程中电石渣和石灰进行充分的物理化学反应，保证了最终生产的工业级氢氧化钙的质量，消解仓完全利用混合物料的自重，不需要额外动力，分散均化效果好，产品质量稳定；(7)由于消解仓下方设置有圆锥形封头，保证了消解仓的密封性能；(8)由于生产工艺步骤㈠中配料时，控制电石渣和石灰的质量比为2:1，在电石渣仓和石灰仓下料时又通过螺旋电子计量进行精确计量，使得生产过程中从始至终消解仓内的混合物料都是精确的配比，从而进一步的保证了反应的精确、彻底和充分；(9)通过控制电石渣和石灰的质量比为2:1，能保证烘干后的产品的水份在1％以下；(10)由于消解仓的侧壁上部设置有出风管，消解仓的侧壁下部设置有进风管，在物料进入消解仓消解时，通入热风，可为物料进行加热，保证消解仓内的温度较高，提高了反应速率，同时热风从出风管出去时带走水份，使得烘干效果更好，提高了最终产品质量；(11)由于消解仓的外壁为双层结构，消解仓的两层壳体之间可以通热风或者热水来加热消解仓，为本发明的生产工艺提供稳定的热工环境，保证了消解反应的充分进行；(12)选用水份在35％左右的电石渣，石灰品位要求CaO在88％以上，保证了最终产物质量的稳定；(13)生产时通过变频器控制转速，控制双轴搅拌机转速为35rpm～40rpm，混合物料在搅拌机内停留时间为25～35分钟，比常规搅拌机物料停留时间延长一倍以上，在充分搅拌保证混合物料均匀分散的同时，也进行适当消解，使得混合物料的消解时间加长，保证了消解的充分进行；(14)控制消解时间为24～36小时，CaO转化为Ca(OH)2的消解率大于95％，而传统工艺消化器采用搅拌式消解方式，反应时间短，大约在60分钟左右，消解率小于75％，而且电耗高。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种工业级氢氧化钙生产设备，其特征在于：包括电石渣仓、石灰仓、进料螺旋绞刀、双轴搅拌机和消解仓，所述电石渣仓和石灰仓分别与所述进料螺旋绞刀连通，所述进料螺旋绞刀的出口与所述双轴搅拌机的双轴搅拌机进料口连通，所述双轴搅拌机的双轴搅拌机出料口与所述消解仓连通，所述消解仓下部设置有出料口，所述消解仓密封设置；所述电石渣仓和石灰仓与所述进料螺旋绞刀之间分别设置有螺旋电子计量称，所述电石渣仓和石灰仓分别通过第一软接头与所述螺旋电子计量称连通，所述螺旋电子计量称通过第二软接头与所述进料螺旋绞刀连通；所述电石渣仓和石灰仓与所述第一软接头之间分别安装有单向螺旋阀门；所述消解仓内中部设有中心管，所述中心管沿所述消解仓的轴线自上而下设置，所述中心管上端封闭且设置有锥形凸起；所述消解仓的内部还设有多个环形均料装置，所述环形均料装置环绕在所述中心管周围且自上至下间隔设置，所述环形均料装置的横截面为箭头状，所述箭头竖直向上，所述消解仓的外壁为双层结构。
2.根据权利要求1所述的工业级氢氧化钙生产设备，其特征在于：所述消解仓为筒状，所述消解仓下方设置有圆锥形封头。
3.根据权利要求2所述的工业级氢氧化钙生产设备，其特征在于：所述出料口设置在所述圆锥形封头下端。
4.根据权利要求1所述的工业级氢氧化钙生产设备，其特征在于：所述消解仓的侧壁上部设置有出风管，所述消解仓的侧壁下部设置有进风管。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的工业级氢氧化钙生产设备的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
㈠选料：选用水份在35％的电石渣，石灰品位要求CaO在88％以上；
㈡配料：将电石渣和石灰分别加入电石渣仓和石灰仓，控制电石渣和石灰的质量比为2:1；
㈢下料：所述电石渣仓和石灰仓内的物料分别送入所述进料螺旋绞刀；
㈣输送：所述进料螺旋绞刀内的混合物料经过双轴搅拌机进料口送入双轴搅拌机；
㈤搅拌：混合物料在双轴搅拌机内进行搅拌，搅拌时控制双轴搅拌机转速为35rpm～40rpm，控制混合物料在搅拌机内停留时间为25～35分钟；
㈥反应：步骤㈤中通过双轴搅拌机搅拌后的混合物料从双轴搅拌机出料口送入消解仓进行充分消解，消解时从消解仓的进风管通入热风，控制消解时间为24～36小时；
㈦卸料：消解仓内经过充分反应后生产的工业级氢氧化钙通过消解仓的出料口卸料；
㈧储藏：生产的工业级氢氧化钙卸料后送入储藏仓库。
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