CN109179469A - 一种利用电石渣生产活性氧化钙的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用电石渣生产活性氧化钙的装置及方法，属于氧化钙生产技术领域。该装置包括送料机、闪蒸干燥机、干燥料捕集器、袋式过滤器、多级预热系统、燃气燃烧炉、动态煅烧炉、成品捕集器、引风机和管路系统；各个设备之间均通过管路连接。该方法为：(1)电石渣由送料机送入闪蒸干燥机进行闪蒸干燥；(2)将闪蒸干燥处理后的电石渣，经干燥料捕集器捕集，将捕集得到的电石渣送入多级预热系统，进行预热处理；(3)将预热后的电石渣送入动态煅烧炉中，进行煅烧分解处理，得到氧化钙，经过成品捕集器捕集并冷却后，包装入库。该方法采用煅烧工艺方法，用于解决电石渣这一工业副产废渣难处理的问题，使其回收再利用，为电石渣资源化利用开辟新途径。
Description
技术领域
本发明涉及氧化钙生产技术领域，具体为一种利用电石渣生产活性氧化钙的装置及方法。
背景技术
电石渣是电石水解获取乙炔后的副产废渣，其主要成分为氢氧化钙。电石渣主要来源于聚氯乙烯、乙炔、聚乙烯醇等化工产品的生产过程。我国长期以电石渣生产乙炔，一吨电石生产乙炔所生成电石渣可达近两吨之多。由于电石渣未能得到有效利用，大量的电石渣长期堆积，不仅占用了大量土地，同时对土地的严重侵蚀作用而构成污染。目前，虽然回收利用电石渣途径较多，但利用量有限，对回收加工生产氧化钙技术开发研究也很少。因此要从根本上解决电石渣有效利用这一程问题，只有寻求新的治理方法，变废为宝综合利用，在技术上谋求突破。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用电石渣生产活性氧化钙的装置及方法，该方法采用煅烧工艺方法，用于解决电石渣这一工业副产废渣难处理的问题，使其回收再利用，为电石渣资源化利用开辟新途径。
本发明采用的工艺方法是：可燃气体燃烧产生的热气体与物料相混合、热交换，实现物料的煅烧、预热、干燥工艺处理。物料在上述工艺过程为稀相载流换热，从原料到产品依序连续自动完成。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种利用电石渣生产活性氧化钙的装置，包括送料机、闪蒸干燥机、干燥料捕集器、袋式过滤器、多级预热系统、燃气燃烧炉、动态煅烧炉、成品捕集器、引风机和管路系统；
所述的送料机、闪蒸干燥机、干燥料捕集器、袋式过滤器、多级预热系统、燃气燃烧炉、动态煅烧炉、成品捕集器均通过管路连接；
其中，所述的送料机物料出口和闪蒸干燥机物料入口通过管路连接；
所述的燃气燃烧炉和动态煅烧炉高温气体入口通过管路连接；动态煅烧炉载流气体出口与成品捕集器通过管路连接，成品捕集器排出气体出口与多级预热系统通过管路连接，多级预热系统排出气体出口和闪蒸干燥机气体入口通过管路连接，闪蒸干燥机载流气体出口与干燥料捕集器通过管道连接，干燥料捕集器物料出口和多级预热系统通过管路连接；多级预热系统和动态煅烧炉通过管路连接；干燥料捕集器排出气体出口与袋式过滤器通过管路连接，袋式过滤器过滤物料出口与多级预热系统通过管路连接，袋式过滤器过滤气体出口与引风机连接，引风机和大气相通。
其中，
所述的多级预热系统包括多个串联的旋风筒式预热器，预热级数根据原料及相应工序条件确定。
所述的闪蒸干燥机内设置有打散装置。
本发明的一种利用电石渣生产活性氧化钙的装置，是属于干燥、预热、煅烧一体化工艺设备。
本发明的一种利用电石渣生产活性氧化钙的方法，采用上述装置，包括以下步骤：
(1)电石渣由送料机送入闪蒸干燥机，得到闪蒸干燥处理后的电石渣；
(2)将闪蒸干燥处理后的电石渣，经干燥料捕集器捕集，将捕集得到的电石渣送入多级预热系统，进行预热处理，得到预热后的电石渣；
(3)将预热后的电石渣送入动态煅烧炉中，进行煅烧分解处理，得到氧化钙，经过成品捕集器捕集并冷却后，包装入库。
所述的步骤(1)中，所述的电石渣的主要成分为氢氧化钙。
所述的步骤(1)中，所述的闪蒸干燥机的闪蒸温度为300～450℃，在物料闪蒸干燥机内被打散干燥。
所述的步骤(1)中，所述的电石渣在送料机送入闪蒸干燥机前，需进行预处理，去除电石渣中含有的杂质和自由水分，预处理后电石渣的含水的质量百分比≤6％。
所述的步骤(1)中，所述的闪蒸干燥处理后的电石渣为粉状，含水的质量百分比＜0.5％。
所述的步骤(2)中，所述的多级预热系统的工艺参数为：多级预热系统为多级预热，预热温度为500～850℃。
所述的步骤(3)中，煅烧分解温度为980～1050℃。
所述的利用电石渣生产活性氧化钙的方法中，物料干燥预热分解煅烧的热量均由燃气燃烧炉产生的高温热气体提供，具体过程为：
首先，燃气燃烧炉产生的高温热气体进入动态煅烧炉，与动态煅烧炉中物料混合并传热实现物料分解煅烧。动态煅烧炉排出的载流气体进入成品捕集器，成品捕集器对其进行气固分离，成品捕集器排出气体进入多级预热系统并为物料预热提供热量。多级预热系统分离气体，再进入闪蒸干燥机，与闪蒸干燥机中物料混合并传热实现物料干燥。闪蒸干燥机排出的载流气体进入干燥料捕集器，干燥料捕集器对其实现气固预分离，排出的载流气体，再进入袋式过滤器，袋式过滤器对其进行气固分离，其排出气体(乏气)由引风机引出排空。
本发明制备的氧化钙质量纯度≥90％，活性度为350-400mL/4N-HCl-10min。
本发明的利用电石渣生产活性氧化钙的方法中，煅烧过程中发生的主要反应为：
Ca(OH)2→CaO+H2O↑
本发明的一种利用电石渣生产活性氧化钙的装置及方法，其有益效果为：
(1)本发明干燥设备采用闪蒸干燥机，闪蒸干燥机内多级旋转叶片将进入干燥机内的电石渣充分打散，并与进入干燥机内热风风力作用下，充分完成热交换实现物料干燥。
(2)本发明预热方式采用多级预热系统，多级预热系统由串联的旋风筒式预热器组成，预热目的为使物料合理有效预热，并实现热量充分利用。
(3)本发明煅烧设备采用动态煅烧炉，经多级预热电石渣干粉送入炉内煅烧受热分解。由于物料煅烧速率极快，瞬间完成热交换，并且物料煅烧温度不会升至反应温度以上，因此产品活性度高、质量均匀。另外热交换效率高，整个系统热损失极小。
(4)本发明的装置与方法，产品活性氧化钙其氧化钙含量可达90％(质量分数)，活性度可达350～390ml 4N-HCl 10min。
附图说明
图1为本发明一种利用电石渣生产活性氧化钙的装置的结构示意图。
1为送料机，2为闪蒸干燥机，3为干燥料捕集器，4为袋式过滤器，5为多级预热系统，6为燃气燃烧炉，7为动态煅烧炉，8为成品捕集器，9为引风机。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。实施例中，采用的电石渣为中石化某公司提供。经除杂的电石渣CaO含量为69.5％含水量4％。
以下实施例中，采用中试设备，处理量为500kg/h的SD30型动态煅烧炉、SZ85型闪蒸干燥机、多级预热系统5采用三级预热系统。
以下实施例中，温度误差控制在设定温度±5℃范围内。
实施例1
一种利用电石渣生产活性氧化钙的装置，其结构示意图见图1，该装置包括送料机1、闪蒸干燥机2、干燥料捕集器3、三级预热系统、袋式过滤器4、动态煅烧炉7、燃气燃烧炉6、成品捕集器8、引风机9和管路系统。
其中，送料机1通过管路与闪蒸干燥机2相连；闪蒸干燥机2通过管路与干燥料捕集器3相连；干燥料捕集器3通过管路分别和袋式过滤器4、三级预热系统相连；三级预热系统通过管路，分别和闪蒸干燥机2、动态煅烧炉7相连；燃气燃烧炉6通过管路和动态煅烧炉7相连；动态燃烧炉7通过管路和成品捕集器8相连；成品捕集器8通过管路和三级预热系统相连。
袋式过滤器4的物料出口和三级预热系统相连，袋式过滤器4的气体出口和引风机9相连，引风机排空。
一种利用电石渣生产活性氧化钙的方法，利用上述装置，包括以下步骤：
步骤1，干燥：
(1)取电石渣并由送料机1送入闪蒸干燥机2，在闪蒸干燥机2内进行打散、干燥，得到闪蒸干燥处理后的电石渣，干燥温度为450℃；
(2)闪蒸干燥处理后的电石渣，经干燥料捕集器3捕集并收集，捕集的物料和袋式过滤器4过滤收集的干燥物料被送入三级预热系统；
干燥料捕集器3分离出来的气体进入袋式过滤器4，袋式过滤器分离的气体(乏气)则经引风机9引出排空。
步骤2，预热：
(1)干燥物料送入三级预热系统逐级预热，其中，一级预热温度为500～550℃，二级预热温度为600～650℃，三级预热温度为700～750℃；
(2)预热后物料经三级预热器分离，并由其出料器出料再送入动态煅烧炉。
步骤3，燃烧：
(1)预热后物料送入动态煅烧炉内，经煅烧分解生成氧化钙，煅烧温度为1000℃；
(2)氧化钙由成品捕集器8收集，排出并冷却后包装入库。
其中，利用电石渣生产活性氧化钙的方法中，工艺所需热量均由燃气燃烧炉产生的高温热气体提供，具体过程为：
首先，燃气燃烧炉产生的高温热气体进入动态煅烧炉，与动态煅烧炉中物料混合并传热实现物料分解煅烧。动态煅烧炉排出的载流气体进入成品捕集器，成品捕集器对其进行气固分离，成品捕集器排出气体进入三级预热系统并为物料预热提供热量。三级预热系统分离气体，再进入闪蒸干燥机，与闪蒸干燥机中物料混合并传热实现物料干燥。闪蒸干燥机排出的载流气体进入干燥料捕集器，干燥料捕集器对其实现气固预分离，排出的载流气体，再进入袋式过滤器，袋式过滤器对其进行气固分离，其排出气体(乏气)由引风机引出排空。
对本实施例制备的活性氧化钙进行分析，得到产品活性氧化钙中CaO的质量含量为89.5％，活性度为360ml 4N-HCl 10min。
实施例2
一种利用电石渣生产活性氧化钙的装置，包括送料机1、闪蒸干燥机2、干燥料捕集器3、袋式过滤器4、三级预热系统、燃气燃烧炉6、动态煅烧炉7、成品捕集器8、引风机9和管路系统；
所述的送料机1、闪蒸干燥机2、干燥料捕集器3、袋式过滤器4、三级预热系统、燃气燃烧炉6、动态煅烧炉7、成品捕集器8均通过管路连接；
其中，所述的送料机1物料出口和闪蒸干燥机2物料入口通过管路连接；
所述的燃气燃烧炉6和动态煅烧炉7高温气体入口通过管路连接；动态煅烧炉7载流气体出口与成品捕集器8通过管路连接，成品捕集器8排出气体出口与三级预热系统通过管路连接，三级预热系统排出气体出口和闪蒸干燥机2气体入口通过管路连接，闪蒸干燥机2载流气体出口与干燥料捕集器3通过管路连接，干燥料捕集器3物料出口和三级预热系统通过管路连接；三级预热系统和动态煅烧炉7通过管路连接；干燥料捕集器3排出气体出口与袋式过滤器4通过管路连接，袋式过滤器4过滤物料出口连接三级预热系统，袋式过滤器4过滤气体出口连接引风机9，引风机9和大气相通。
所述的三级预热系统包括三个串联的旋风筒式预热器，预热级数根据原料及相应工序条件确定。
所述的闪蒸干燥机2内设置有打散装置。
一种利用电石渣生产活性氧化钙的装置，是属于干燥、预热、煅烧一体化工艺设备。
一种利用电石渣生产活性氧化钙的方法，采用上述装置，包括以下步骤：
(1)电石渣由送料机1送入闪蒸干燥机2，得到闪蒸干燥处理后的电石渣，其中，闪蒸温度为450℃；
所述的电石渣在送料机送入闪蒸干燥机前，需进行预处理，去除电石渣中含有的杂质和自由水分，预处理后电石渣的含水的质量百分比≤6％。
所述的闪蒸干燥处理后的电石渣为粉状，含水的质量百分比＜0.5％。
(2)将闪蒸干燥处理后的电石渣，经干燥料捕集器3捕集，将捕集得到的电石渣送入三级预热系统进行逐级预热，其中，一级预热温度为600～650℃，二级预热温度为700～750℃，三级预热温度为800～850℃，进行预热处理，得到预热后的电石渣；
(3)将预热后的电石渣送入动态煅烧炉7中，进行煅烧分解处理，煅烧分解温度为1050℃，得到氧化钙，经过成品捕集器8捕集冷却后，包装入库。
对本实施例制备的活性氧化钙进行分析，得到产品活性氧化钙中CaO的质量含量为89.5％，活性度为390ml 4N-HCl 10min。
Claims (10)
1.一种利用电石渣生产活性氧化钙的装置，其特征在于，该利用电石渣生产活性氧化钙的装置包括送料机、闪蒸干燥机、干燥料捕集器、袋式过滤器、多级预热系统、燃气燃烧炉、动态煅烧炉、成品捕集器、引风机和管路系统；
所述的送料机、闪蒸干燥机、干燥料捕集器、袋式过滤器、多级预热系统、燃气燃烧炉、动态煅烧炉、成品捕集器均通过管路连接；
其中，所述的送料机物料出口和闪蒸干燥机物料入口通过管路连接；
所述的燃气燃烧炉和动态煅烧炉高温气体入口通过管路连接；动态煅烧炉载流气体出口与成品捕集器通过管路连接，成品捕集器排出气体出口与多级预热系统通过管路连接，多级预热系统排出气体出口和闪蒸干燥机气体入口通过管路连接，闪蒸干燥机载流气体出口与干燥料捕集器通过管道连接，干燥料捕集器物料出口和多级预热系统通过管路连接；多级预热系统和动态煅烧炉通过管路连接；干燥料捕集器排出气体出口与袋式过滤器通过管路连接，袋式过滤器过滤物料出口与多级预热系统通过管路连接，袋式过滤器过滤气体出口与引风机连接，引风机和大气相通。
2.如权利要求1所述的利用电石渣生产活性氧化钙的装置，其特征在于，所述的多级预热系统包括多个串联的旋风筒式预热器，预热级数根据原料及相应工序条件确定。
3.如权利要求1所述的利用电石渣生产活性氧化钙的装置，其特征在于，所述的闪蒸干燥机内设置有打散装置。
4.如权利要求1所述的利用电石渣生产活性氧化钙的装置，其特征在于，所述的利用电石渣生产活性氧化钙的装置，是属于干燥、预热、煅烧一体化工艺设备。
5.一种利用电石渣生产活性氧化钙的方法，其特征在于，采用权利要求1～4任意一项所述的装置，包括以下步骤：
(1)电石渣由送料机送入闪蒸干燥机，得到闪蒸干燥处理后的电石渣；
(2)将闪蒸干燥处理后的电石渣，经干燥料捕集器捕集，将捕集得到的电石渣送入多级预热系统，进行预热处理，得到预热后的电石渣；
(3)将预热后的电石渣送入动态煅烧炉中，进行煅烧分解处理，得到氧化钙，经过成品捕集器捕集并冷却后，包装入库。
6.如权利要求5所述的利用电石渣生产活性氧化钙的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，所述的闪蒸干燥机的闪蒸温度为300～450℃，物料在闪蒸干燥机内被打散干燥；所述的闪蒸干燥处理后的电石渣为粉状，含水的质量百分比＜0.5％。
7.如权利要求5所述的利用电石渣生产活性氧化钙的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，所述的多级预热系统的工艺参数为：多级预热系统为多级预热，预热温度为500～850℃。
8.如权利要求5所述的利用电石渣生产活性氧化钙的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，煅烧分解温度为980～1050℃。
9.如权利要求5所述的利用电石渣生产活性氧化钙的方法，其特征在于，所述的利用电石渣生产活性氧化钙的方法中，物料干燥预热分解煅烧的热量均由燃气燃烧炉产生的高温热气体提供，具体过程为：
首先，燃气燃烧炉产生的高温热气体进入动态煅烧炉，与动态煅烧炉中物料混合并传热实现物料分解煅烧；动态煅烧炉排出的载流气体进入成品捕集器，成品捕集器对其进行气固分离，成品捕集器排出气体进入多级预热系统并为物料预热提供热量；多级预热系统分离气体，再进入闪蒸干燥机，与闪蒸干燥机中物料混合并传热实现物料干燥；闪蒸干燥机排出的载流气体进入干燥料捕集器，干燥料捕集器对其实现气固预分离，排出的载流气体，再进入袋式过滤器，袋式过滤器对其进行气固分离，其排出气体由引风机引出排空。
10.如权利要求5所述的利用电石渣生产活性氧化钙的方法，其特征在于，制备的氧化钙质量纯度≥90％，活性度为350-400mL/4N-HCl-10min。
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