CN107720797A - 处理电石渣的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理电石渣的系统和方法，该系统包括：分离装置，所述分离装置具有电石渣浆液入口、杂质出口和提纯后浆液出口；脱水装置，所述脱水装置具有提纯后浆液入口、水出口和脱水后电石渣出口，所述提纯后浆液入口与所述提纯后浆液出口相连；烘干破碎装置，所述烘干破碎装置具有脱水后电石渣入口、高温气体入口和电石渣粉料出口，所述脱水后电石渣入口与所述脱水后电石渣出口相连；分解装置，所述分解装置具有电石渣粉料入口、生石灰粉出口和分解后气体出口，所述电石渣粉料入口与所述电石渣粉料出口相连。该系统采用物理方法实现了对电石渣的提纯，同时可得到氧化钙含量较高的生石灰粉，经济和环保效益显著。

Description

处理电石渣的系统和方法

技术领域

本发明属于电石渣再利用领域，具体而言，本发明涉及处理电石渣的系统和方法。

背景技术

目前我国每年产出上千万吨电石渣，而强碱性电石渣的堆放不仅占用大量土地，而且因电石渣易于流失扩散，污染堆放场地附近的水资源、碱化土地，长时间堆放还可能风干起灰，污染周边环境。因此，电石渣的资源化利用迫在眉睫。传统电石渣主要用于生产水泥等建材，但是水泥行业产能过剩严重，经济效益不景气。

因此，现有处理电石渣的技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理电石渣的系统和方法。该系统采用物理方法实现了对电石渣的提纯，同时可得到氧化钙含量较高的生石灰粉，该生石灰可以直接作为电石生产原料使用，从而不仅解决电石渣长期堆放占用大量土地的问题，而且实现了电石渣的资源化利用，经济和环保效益显著。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理电石渣的系统，根据本发明的实施例，该系统包括：

分离装置，所述分离装置具有电石渣浆液入口、杂质出口和提纯后浆液出口；

脱水装置，所述脱水装置具有提纯后浆液入口、水出口和脱水后电石渣出口，所述提纯后浆液入口与所述提纯后浆液出口相连；

烘干破碎装置，所述烘干破碎装置具有脱水后电石渣入口、高温气体入口和电石渣粉料出口，所述脱水后电石渣入口与所述脱水后电石渣出口相连；

分解装置，所述分解装置具有电石渣粉料入口、生石灰粉出口和分解后气体出口，所述电石渣粉料入口与所述电石渣粉料出口相连。

根据本发明实施例的处理电石渣的系统通过分离装置将物理性质与氢氧化钙有差异的电石渣中的杂质去除，然后经进一步脱水、烘干破碎和分解处理后，可得到氧化钙含量高的生石灰粉。由此，采用物理分离技术即可实现对电石渣的提纯，同时经分解后得到氧化钙含量较高的生石灰粉，该生石灰可以直接作为电石生产原料使用，从而不仅解决电石渣长期堆放占用大量土地的问题，而且实现了电石渣的资源化利用，与传统技术中将电石渣用于生产水泥等建材相比，本申请的方案经济和环保效益显著。

另外，根据本发明上述实施例的处理电石渣的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述分离装置为水力旋流器或离心机。由此，有利于将杂质从电石渣浆液中分离出。

在本发明的一些实施例中，所述脱水装置为压滤机。由此，有利于得到含水率较低的脱水后电石渣。

在本发明的一些实施例中，所述分解装置内布置有加热组件，所述加热组件为选自辐射管、加热棒和燃料烧嘴中的至少之一。由此，有利于实现电石渣粉料的高效分解。

在本发明的一些实施例中，所述分解装置为立式炉或回转窑。由此，可进一步实现电石渣粉料的高效分解。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种采用上述处理电石渣的系统处理电石渣的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将电石渣浆液供给至所述分离装置中进行分离处理，以便得到杂质和提纯后浆液；

(2)将所述提纯后浆液供给至所述脱水装置中进行脱水处理，以便得到水和脱水后电石渣；

(3)将所述脱水后电石渣供给至所述烘干破碎装置中，在高温气体的作用下进行烘干和破碎，以便得到电石渣粉料；

(4)将所述电石渣粉料供给至所述分解装置中进行分解处理，以便得到生石灰粉和分解后气体。

根据本发明实施例的处理电石渣的方法通过分离装置将物理性质与氢氧化钙有差异的电石渣中的杂质去除，然后经进一步脱水、烘干破碎和分解处理后，可得到氧化钙含量高的生石灰粉。由此，采用物理分离技术即可实现对电石渣的提纯，同时经分解后得到氧化钙含量较高的生石灰粉，该生石灰可以直接作为电石生产原料使用，从而不仅解决电石渣长期堆放占用大量土地的问题，而且实现了电石渣的资源化利用，与传统技术中将电石渣用于生产水泥等建材相比，本申请的方案经济和环保效益显著。

另外，根据本发明上述实施例的处理电石渣的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述电石渣浆液的含水率为50-80wt％。由此，有利于将杂质从电石渣浆液中分离出来。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述脱水后电石渣的含水率不大于45wt％。由此，有利于节省后续烘干破碎装置的能耗。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述高温气体为温度不小于600摄氏度的高温烟气或惰性气体。由此，有利于烘干脱水后电石渣。

在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述分解处理的温度为600～1100摄氏度。由此，有利于电石渣粉料分解得到生石灰粉。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的处理电石渣的系统结构示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的处理电石渣的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理电石渣的系统，根据本发明的实施例，参考图1，该系统包括：分离装置100、脱水装置200、烘干破碎装置300和分解装置400。

根据本发明的实施例，分离装置100具有电石渣浆液入口101、杂质出口102和提纯后浆液出口103，且适于将电石渣浆液进行分离处理，以便得到杂质和提纯后浆液。具体的，先调整电石渣浆液浓度(若上游为湿法乙炔单元则无需调整)，获得满足要求的电石渣浆液，其中电石渣浆液的质量浓度不小于55wt％，然后送入分离装置中，根据杂质二氧化硅、硅铁等与氢氧化钙物理性质的差异，进行杂质脱除，分离后得到的提纯后浆液送入后续单元。

根据本发明的一个实施例，分离装置可以为水力旋流器或离心机。由此，有利于充分利用电石渣浆液中杂质与氢氧化钙物理性质的差异，将电石渣浆液中的杂质去除，得到提纯后浆液。

根据本发明的再一个实施例，电石渣浆液的含水率可以为50-80wt％。发明人发现，若电石渣浆液的含水率过低，则电石渣浆液较为粘稠，不利于杂质的分选脱除；而若电石渣浆液的含水率过高，则浪费水资源，同时对电石渣的处理量较小。

根据本发明的实施例，脱水装置200具有提纯后浆液入口201、水出口202和脱水后电石渣出口203，提纯后浆液入口201与提纯后浆液出口103相连，且适于将提纯后浆液进行脱水处理，以便得到水和脱水后电石渣。具体的，将来自分离装置的提纯后浆液通过脱水装置脱除大部分水分，得到的脱水后电石渣送入后续单元。

根据本发明的一个实施例，脱水装置可以为压滤机。由此，可将提纯后浆液中的大部分水去除。

根据本发明的再一个实施例，脱水后电石渣的含水率可以不大于45wt％。发明人发现，若脱水后电石渣的含水率过高，则将增加后续烘干破碎单元的能耗，降低整个工艺的经济性。

根据本发明的实施例，烘干破碎装置300具有脱水后电石渣入口301、高温气体入口302和电石渣粉料出口303，脱水后电石渣入口301与脱水后电石渣出口203相连，且适于将脱水后电石渣在高温气体的作用下进行烘干和破碎，以便得到电石渣粉料。具体的，采用高温气体加热脱水后电石渣至100摄氏度以上，将脱水后电石渣中的水分烘干，同时将其破碎，得到电石渣粉料。

根据本发明的一个实施例，高温气体可以为温度不小于600摄氏度的高温烟气或惰性气体。由此，即可实现对脱水后电石渣的烘干，又可充分利用高温烟气或惰性气体的显热。

根据本发明的实施例，分解装置400具有电石渣粉料入口401、生石灰粉出口402和分解后气体出口403，电石渣粉料入口401与电石渣粉料出口303相连，且适于将电石渣粉料进行分解处理，以便得到生石灰粉和分解后气体。具体的，电石渣粉料入口位于分解装置的中上部，分解后气体出口位于分解装置的顶部，使得分解装置内分解得到的分解后气体自下而上与电石渣粉料接触，利用分解后气体显热预热电石渣粉料，提高装置热利用效率，电石渣粉料以高温气体为载气，送至分解装置，分解装置内采用间接加热方式，将电石渣粉料加热至一定温度，粉料中的氢氧化钙和碳酸钙或两者混合物发生分解反应，生成氧化钙，分解出的水或二氧化碳随着载气由出气口排出，分解后的固体粉料从分解装置底部排出，获得生石灰粉(氧化钙含量≥92wt％)。

根据本发明的一个实施例，分解装置内布置有加热组件，加热组件可以为选自辐射管、加热棒和燃料烧嘴中的至少之一。由此，可避免和电石渣粉料直接接触，从而避免燃烧后产物污染生石灰粉。具体的，分解装置内布置燃烧烧嘴，并且燃烧烧嘴的个数为偶数，该多个燃烧烧嘴对称布置在分解装置内的中下部。

根据本发明的再一个实施例，分解装置可以为立式炉或回转窑。由此，有利于提高电石渣粉料的分解效率。

根据本发明的又一个实施例，分解处理的温度可以为600～1100摄氏度。发明人发现，若分解处理的温度过低，则电石渣粉料中的氢氧化钙无法分解生成氧化钙；而若分解处理的温度过高，则能耗升高浪费能量，增加了处理成本。

根据本发明实施例的处理电石渣的系统通过分离装置将物理性质与氢氧化钙有差异的电石渣中的杂质去除，然后经进一步脱水、烘干破碎和分解处理后，可得到氧化钙含量高的生石灰粉。由此，采用物理分离技术即可实现对电石渣的提纯，同时经分解后得到氧化钙含量较高的生石灰粉，该生石灰可以直接作为电石生产原料使用，从而不仅解决电石渣长期堆放占用大量土地的问题，而且实现了电石渣的资源化利用，与传统技术中将电石渣用于生产水泥等建材相比，本申请的方案经济和环保效益显著。

如上所述，上述处理电石渣的系统至少具有下列所述的优点之一：

根据本发明实施例的处理电石渣的系统，将电石渣变废为宝，生产出的生石灰粉可做下游原料，或者直接作为电石生产原料使用；

根据本发明实施例的处理电石渣的系统，为电石渣提纯提供一条全新路径，可实现在电石生产中钙基原料的循环利用，保护石灰石资源，避免因开发石灰石资源，造成的环境和山体破坏，保护自然环境；

根据本发明实施例的处理电石渣的系统，有利于缓解企业、社会环保压力，避免电石渣对土壤、空气等产生的环境污染；

根据本发明实施例的处理电石渣的系统，采用水力旋流器或离心机作为分离装置能够在前端进行电石渣提纯，降低后续干燥、分解、收集工序的负荷，降低企业投资和运行成本，降低电石渣提纯成本。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种采用上述处理电石渣的系统处理电石渣的方法，根据本发明的实施例，参考图2，该方法包括：

S100：将电石渣浆液供给至分离装置中进行分离处理

该步骤中，将电石渣浆液供给至分离装置中进行分离处理，以便得到杂质和提纯后浆液。具体的，先调整电石渣浆液浓度(若上游为湿法乙炔单元则无需调整)，获得满足要求的电石渣浆液，其中电石渣浆液的质量浓度不小于55wt％，然后送入分离装置中，根据杂质二氧化硅、硅铁等与氢氧化钙物理性质的差异，进行杂质脱除，分离后得到的提纯后浆液送入后续单元。

根据本发明的一个实施例，电石渣浆液的含水率可以为50-80wt％。发明人发现，若电石渣浆液的含水率过低，则电石渣浆液较为粘稠，不利于杂质的分选脱除；而若电石渣浆液的含水率过高，则浪费水资源，同时对电石渣的处理量较小。

S200：将提纯后浆液供给至脱水装置中进行脱水处理

该步骤中，将提纯后浆液供给至脱水装置中进行脱水处理，以便得到水和脱水后电石渣。具体的，将来自分离装置的提纯后浆液通过脱水装置脱除大部分水分，得到的脱水后电石渣送入后续单元。

根据本发明的一个实施例，脱水后电石渣的含水率可以不大于45wt％。发明人发现，若脱水后电石渣的含水率过高，则将增加后续烘干破碎单元的能耗，降低整个工艺的经济性。

S300：将脱水后电石渣供给至烘干破碎装置中，在高温气体的作用下进行烘干和破碎

该步骤中，将脱水后电石渣供给至烘干破碎装置中，在高温气体的作用下进行烘干和破碎，以便得到电石渣粉料。具体的，采用高温气体加热脱水后电石渣至100摄氏度以上，将脱水后电石渣中的水分烘干，同时将其破碎，得到电石渣粉料。

根据本发明的一个实施例，高温气体可以为温度不小于600摄氏度的高温烟气或惰性气体。由此，即可实现对脱水后电石渣的烘干，又可充分利用高温烟气或惰性气体的显热。

S400：将电石渣粉料供给至分解装置中进行分解处理

该步骤中，将电石渣粉料供给至分解装置中进行分解处理，以便得到生石灰粉和分解后气体。具体的，电石渣粉料以高温气体为载气，送至分解装置，分解装置内采用间接加热方式，将电石渣粉料加热至一定温度，粉料中的氢氧化钙和碳酸钙或两者混合物发生分解反应，生成氧化钙，分解出的水或二氧化碳随着载气由出气口排出，分解后的固体粉料从分解装置底部排出，获得生石灰粉(氧化钙含量≥92wt％)。

根据本发明的一个实施例，分解处理的温度可以为600～1100摄氏度。发明人发现，若分解处理的温度过低，则电石渣粉料中的氢氧化钙无法分解生成氧化钙；而若分解处理的温度过高，则能耗升高浪费能量，增加了处理成本。

根据本发明实施例的处理电石渣的方法，因电石渣的主要成分为氢氧化钙，可通过分离装置将物理性质与氢氧化钙有差异的电石渣中的杂质去除，经进一步脱水、烘干破碎和分解处理后，可得到氧化钙含量高的生石灰粉。由此，采用物理方法即可实现对电石渣的提纯，同时经分解后得到氧化钙含量较高的生石灰粉，经济和环保效益显著。

需要说明的是，上述针对处理电石渣的系统所描述的特征和优点同样适用于该处理电石渣的方法，此处不再赘述。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例

采用内蒙古某地电石企业电石渣，成分如表1所示。

表1电石渣焙烧后成分分析

将来自湿法乙炔单元的电石渣浆液(含水73wt％)直接通过液压浓料泵泵送入水力旋流器中，通过离心分离将电石渣浆液中的杂质与氢氧化钙分离，杂质由水力旋流器底部杂质出口排出，提纯后浆液(含水71wt％)由顶部出口送入板式压滤机中，通过物理挤压过滤，获得脱水后电石渣(含水37wt％)，水净化处理。脱水后电石渣送入烘干破碎机进料口，在烘干破碎机中将电石渣打散，来自热风炉的高温气体温度约650摄氏度，在烘干破碎机中将脱水后电石渣烘干，并且携带烘干后的电石渣粉料通过粉料出口送入热分解炉中，热分解炉中下部燃料烧嘴采用燃料气燃烧供热，将炉内的电石渣粉料加热至1000摄氏度左右，粉料中的碳酸钙和氢氧化钙发生热分解反应，获得氧化钙，分解产生的二氧化碳和水蒸气随着尾气由顶部的尾气出口排出，分解后的干粉由底部干粉出口排出获得富含氧化钙的生石灰粉，经检测，生石灰粉中氧化钙含量可达92.07wt％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种处理电石渣的系统，其特征在于，包括：

分离装置，所述分离装置具有电石渣浆液入口、杂质出口和提纯后浆液出口；

脱水装置，所述脱水装置具有提纯后浆液入口、水出口和脱水后电石渣出口，所述提纯后浆液入口与所述提纯后浆液出口相连；

烘干破碎装置，所述烘干破碎装置具有脱水后电石渣入口、高温气体入口和电石渣粉料出口，所述脱水后电石渣入口与所述脱水后电石渣出口相连；

分解装置，所述分解装置具有电石渣粉料入口、生石灰粉出口和分解后气体出口，所述电石渣粉料入口与所述电石渣粉料出口相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分离装置为水力旋流器或离心机。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱水装置为压滤机。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分解装置内布置有加热组件，所述加热组件为选自辐射管、加热棒和燃料烧嘴中的至少之一。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述分解装置为立式炉或回转窑。

6.一种采用权利要求1-5所述的系统处理电石渣的方法，其特征在于，包括：

(1)将电石渣浆液供给至所述分离装置中进行分离处理，以便得到杂质和提纯后浆液；

(2)将所述提纯后浆液供给至所述脱水装置中进行脱水处理，以便得到水和脱水后电石渣；

(3)将所述脱水后电石渣供给至所述烘干破碎装置中，在高温气体的作用下进行烘干和破碎，以便得到电石渣粉料；

(4)将所述电石渣粉料供给至所述分解装置中进行分解处理，以便得到生石灰粉和分解后气体。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述电石渣浆液的含水率为50-80wt％。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述脱水后电石渣的含水率不大于45wt％。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述高温气体为温度不小于600摄氏度的高温烟气或惰性气体。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述分解处理的温度为600～1100摄氏度。