CN111717916B - 湿法电石渣生产电石原料活性氧化钙的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固废处置再生利用技术领域，是一种湿法电石渣生产电石原料活性氧化钙的方法及装置，前者将电石渣浆液经过湿法除杂、烘干打散、干法除杂、高活性煅烧、粘结预压、高压成球，将其转变为电石原料活性氧化钙；后者包括浓缩池、离心重选分离装置、板框压滤机、电石渣储斗、第二振动筛、烘干打散破碎机、气流分选除杂机、预热器、煅烧炉、冷却器、中间产品料仓、二级混合搅拌器、一级混合搅拌器和高压对辊压球机。本发明得到的电石原料活性氧化钙含量可达到88%以上，电石渣的回用率达到40%以上。本发明不仅实现了固体废物的变废为宝、清洁生产、资源再生利用，同时可显著提高企业的环保效益、资源效益、经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及固废处置再生利用技术领域，是一种湿法电石渣生产电石原料活性氧化钙的方法及装置。
背景技术
电石渣主要为聚氯乙烯树脂生产过程中的一种大宗固体废料，工业上常用于做脱硫剂、污水中和剂、路基新材料等。电石渣作为电石法聚氯乙烯树脂生产企业的大宗固体废物，受制于水泥行业产能过剩的特性，电石渣生产水泥熟料的处置方式无法将电石渣全部消纳处置完全，逐渐会成为制约电石法聚氯乙烯树脂生产的环保瓶颈问题，造成电石渣堆积现象严重，对环境造成影响。而用化学法生产高纯度的氧化钙，生产成本高、工艺较复杂，不适合大宗石灰原料用户及电石生产采用。
为做好固体废物的资源转化利用，提高大宗固废电石渣的高值化转化效果，变废为宝、吃干榨净，最大限度结合上下游，根据供给侧改革的实施战略要求，将电石法聚氯乙烯树脂产生的湿法电石渣通过除杂、干燥、煅烧、混合压球后，回用于电石生产。
发明内容
本发明提供了一种湿法电石渣生产电石原料活性氧化钙的方法及装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有聚氯乙烯树脂生产过程中存在电石渣堆积污染环境、电石渣的回用率低以及化学法生产高纯度的氧化钙时生产成本高、工艺较复杂的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种湿法电石渣生产电石原料活性氧化钙的方法，按照下述步骤进行：第一步，将乙炔生产过程中产生的电石渣浆液经离心重选分离装置通过离心重选分离的方式除去电石渣浆液中的硅铁颗粒物质后，再由浓缩池送至板框压滤机除去部分水分，得到一次电石渣；第二步，将一次电石渣与渣场的废电石渣在电石渣储斗内混合后，经电石渣储斗下方的第二振动筛振动分离出直径在20mm以上的块状硬性杂物，得到筛后电石渣；第三步，将筛后电石渣经烘干打散破碎机打散后并脱除表面水分后，得到干燥电石渣；第四步，将干燥电石渣经气流分选除杂机的气流分选干式除杂后细磨，得到氢氧化钙入炉煅烧粉料；第五步，将氢氧化钙入炉煅烧粉料在预热器内先进行提前升温预热至温度为550℃至750℃后，送至煅烧炉内在1050℃至1300℃的条件下高温煅烧分解，得到高温氧化钙粉末产品；第六步，将高温氧化钙粉末产品分别经冷却旋风分离器冷却分离后再由冷却器进行冷却至温度为40℃至80℃，得到的氧化钙粉末与粘结剂混合物按照重量比为500至1000:1的比例在二级混合搅拌器内进行搅拌混合后，送至高压对辊压球机进行高压压制，得到电石原料活性氧化钙。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述一次电石渣的水分质量百分含量为20%至31%。
上述干燥电石渣的水分质量百分含量为0.5%至1.5%、粒径低于0.1mm且大于0。
上述氢氧化钙入炉煅烧粉料的粒径为0.03mm至0.05mm。
上述气流分选干式除杂时，气固比为15至20：1，风速为3m/s至6m/s。
上述高温氧化钙粉末产品的温度为600℃至850℃。
上述粘结剂混合物按照下述方法制备得到：将粘结剂与氧化钙粉末按照重量比为1:5的比例在一级混合搅拌器内混合均匀后，经二级混合搅拌器预处理后，得到粘结剂混合物。
上述粘结剂为人造有机或无机纤维与天然或人造有机及无机粉末的混合物，其中，人造有机或无机纤维为耐高温纤维、碳纤维、玻璃纤维、聚氯乙烯纤维、多碳糖类纤维、半纤维素、木质素纤维、多聚和纤维素中的一种以上，天然或人造有机及无机粉末为淀粉、腐殖酸粉、焦粉和聚氯乙烯粉中的一种以上。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种实施湿法电石渣生产电石原料活性氧化钙的方法的装置，包括浓缩池、离心重选分离装置、板框压滤机、电石渣储斗、第二振动筛、烘干打散破碎机、气流分选除杂机、预热器、煅烧炉、冷却器、中间产品料仓、二级混合搅拌器、一级混合搅拌器、皮带输送机和高压对辊压球机，离心重选分离装置进料口固定连通有进电石渣浆液管线，离心重选分离装置出料口与浓缩池进料口之间固定连通有第一管线，浓缩池出料口与板框压滤机进料口之间固定连通有第二管线，板框压滤机出水口固定连通有排液管线，板框压滤机底部设置有刮板机，板框压滤机出料口与皮带输送机的皮带进料位置对应，电石渣储斗进料口与皮带输送机的皮带下料位置对应，电石渣储斗出料口与第二振动筛进料口之间固定连通有第三管线，第二振动筛底部出料口与烘干打散破碎机进料口之间固定连通有第四管线，烘干打散破碎机出料口第一与气流分选除杂机第一进料口之间固定连通有第五管线，气流分选除杂机出料口与预热器进料口之间固定连通有第六管线，预热器出料口与煅烧炉进料口之间固定连通有第七管线，煅烧炉出料口与冷却器进料口之间固定连通第八管线，第八管线上固定安装有冷却旋风分离器，冷却器出料口与中间产品料仓进料口之间固定连通有第十四管线，中间产品料仓出料口与二级混合搅拌器第一进料口之间固定连通有第九管线，二级混合搅拌器第二进料口和一级混合搅拌器出料口之间固定连通有粘结剂混合物进料管线，二级混合搅拌器出料口与高压对辊压球机进料口之间固定连通有第十管线，高压对辊压球机出料口固定连通有氧化钙产品出料管线，一级混合搅拌器第一进料口固定连通有粘结剂进料管线，一级混合搅拌器第二进料口固定连通有氧化钙粉末进料管线。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述离心重选分离装置包括缓冲罐、第一振动筛、高速离心重选分离机、旋流分离器、细磨机和摇床，缓冲罐进料口固定连通有进电石渣浆液管线，缓冲罐出料口与第一振动筛进料口之间固定连通有第十三管线，第一振动筛出料口与高速离心重选分离机进料口之间固定连通有第十一管线，高速离心重选分离机出料口与旋流分离器进料口之间固定连通有第十二管线，旋流分离器底部设置有摇床，摇床出料口与浓缩池进料口之间固定连通有第一管线，烘干打散破碎机第二出料口与气流分选除杂机第二进料口之间固定连通有第十五管线，第十五管线上固定安装有细磨机。
本发明得到的电石原料活性氧化钙含量可达到88%以上，电石渣的回用率达到40%以上。本发明不仅实现了固体废物的变废为宝、清洁生产、资源再生利用，同时可显著提高企业的环保效益、资源效益、经济效益。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例10的工艺流程示意图。
附图中的编码分别为：1为浓缩池，2为缓冲罐，3为板框压滤机，4为电石渣储斗，5为第二振动筛，6为烘干打散破碎机，7为气流分选除杂机，8为预热器，9为煅烧炉，10为冷却器，11为中间产品料仓，12为二级混合搅拌器，13为一级混合搅拌器，14为高压对辊压球机，15为进电石渣浆液管线，16为第一管线，17为第二管线，18为第三管线，19为第四管线，20为第五管线，21为第六管线，22为第七管线，23为第八管线，24为第九管线，25为第十管线，26为第十一管线，27为第十二管线，28为氧化钙产品出料管线，29为第一振动筛，30为高速离心重选分离机，31为旋流分离器，32为摇床，33为第十三管线,34为排液管线，35为皮带输送机,36为粘结剂混合物进料管线，37为粘结剂进料管线，38为氧化钙粉末进料管线，39为第十四管线，40为冷却旋风分离器，41为细磨机，42为第十五管线。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：如附图1所示，该湿法电石渣生产电石原料活性氧化钙的方法，按照下述步骤进行：第一步，将乙炔生产过程中产生的电石渣浆液经离心重选分离装置通过离心重选分离的方式除去电石渣浆液中的硅铁颗粒物质后，再由浓缩池1送至板框压滤机3除去部分水分，得到一次电石渣；第二步，将一次电石渣与渣场的废电石渣在电石渣储斗4内混合后，经电石渣储斗4下方的第二振动筛5振动分离出直径在20mm以上的块状硬性杂物，得到筛后电石渣；第三步，将筛后电石渣经烘干打散破碎机6打散后并脱除表面水分后，得到干燥电石渣；第四步，将干燥电石渣经气流分选除杂机7的气流分选干式除杂后细磨，得到氢氧化钙入炉煅烧粉料；第五步，将氢氧化钙入炉煅烧粉料在预热器8内先进行提前升温预热至温度为550℃至750℃后，送至煅烧炉9内在1050℃至1300℃的条件下高温煅烧分解，得到高温氧化钙粉末产品；第六步，将高温氧化钙粉末产品分别经冷却旋风分离器40冷却分离后再由冷却器10进行冷却至温度为40℃至80℃，得到的氧化钙粉末与粘结剂混合物按照重量比为500至1000:1的比例在二级混合搅拌器12内进行搅拌混合后，送至高压对辊压球机14进行高压压制，得到电石原料活性氧化钙。
本发明是将电石渣转变为活性氧化钙，替代石灰石，用于电石生产的原料之一。其通过将电石渣经湿法除杂、干燥破碎、细磨、干法除杂、补偿式煅烧、粘结混合压球，从而满足电石生产对氧化钙的要求。
本发明可以实现电石原料中的氧化钙的质量百分比为88%以上，其中，成球冷态压力强度达到6MPa至10MPa；热态强度，在850℃至1000℃条件下，0.3MPa至0.8MPa，有一定的机械强度而不散，实现压而不裂、裂而不碎、碎而不散、散而不粉。氧化钙产品回用电石生产，且回用率不低于40%。
本发明中，离心重选分离是利用电石渣浆液中不同比重的杂质特性，通过旋流分离+震动筛选+高速离心分离+动态摇床重选的方式，来实现去除2mm以下微小颗粒硅铁、碳粒，最终满足湿法除杂的预处理，进一步提高电石渣中除杂效果，得到氧化钙的纯度达到92%以上。
实施例2：如附图1所示，该湿法电石渣生产电石原料活性氧化钙的方法，按照下述步骤进行：第一步，将乙炔生产过程中产生的电石渣浆液经离心重选分离装置通过离心重选分离的方式除去电石渣浆液中的硅铁颗粒物质后，再由浓缩池1送至板框压滤机3除去部分水分，得到一次电石渣；第二步，将一次电石渣与渣场的废电石渣在电石渣储斗4内混合后，经电石渣储斗4下方的第二振动筛5振动分离出直径在20mm以上的块状硬性杂物，得到筛后电石渣；第三步，将筛后电石渣经烘干打散破碎机6打散后并脱除表面水分后，得到干燥电石渣；第四步，将干燥电石渣经气流分选除杂机7的气流分选干式除杂后细磨，得到氢氧化钙入炉煅烧粉料；第五步，将氢氧化钙入炉煅烧粉料在预热器8内先进行提前升温预热至温度为550℃或750℃后，送至煅烧炉9内在1050℃或1300℃的条件下高温煅烧分解，得到高温氧化钙粉末产品；第六步，将高温氧化钙粉末产品分别经冷却旋风分离器冷却分离后再由冷却器进行冷却至温度为40℃或80℃，得到的氧化钙粉末与粘结剂混合物按照重量比为500或1000:1的比例在二级混合搅拌器12内进行搅拌混合后，送至高压对辊压球机14进行高压压制，得到电石原料活性氧化钙。
实施例3：作为上述实施例的优化，一次电石渣的水分质量百分含量为20%至31%。
实施例4：作为上述实施例的优化，干燥电石渣的水分质量百分含量为0.5%至1.5%、粒径低于0.1mm且大于0。
实施例5：作为上述实施例的优化，氢氧化钙入炉煅烧粉料的粒径为0.03mm至0.05mm。
实施例6：作为上述实施例的优化，气流分选干式除杂时，气固比为15至20：1，风速为3m/s至6m/s。
本发明中，将电石渣的颗粒进一步细化，得到0.03mm至0.05mm粒径的氢氧化钙入炉煅烧粉料，以便于通过提高受热面的比表面积，减少了后期煅烧的停留时间，也增加燃烧效率，节省能源。经测算，氢氧化钙入炉煅烧粉料停留时间缩短20%至50%，可以节省5%至15%的热源消耗，同时也可进一步减少杂质的复分解对产品的影响以及对设备的磨损。
实施例7：作为上述实施例的优化，高温氧化钙粉末产品的温度为600℃至850℃。
实施例8：如附图1所示，作为上述实施例的优化，粘结剂混合物按照下述方法制备得到：将粘结剂与氧化钙粉末按照重量比为1:5的比例在一级混合搅拌器13内混合均匀后，经二级混合搅拌器12预处理后，得到粘结剂混合物。
实施例9：作为上述实施例的优化，粘结剂为人造有机或无机纤维与天然或人造有机及无机粉末的混合物，其中，人造有机或无机纤维为耐高温纤维、碳纤维、玻璃纤维、聚氯乙烯纤维、多碳糖类纤维、半纤维素、木质素纤维、多聚和纤维素中的一种以上，天然或人造有机及无机粉末为淀粉、腐殖酸粉、焦粉和聚氯乙烯粉中的一种以上。
实施例10：如附图1所示，该实施上述实施例所述的湿法电石渣生产电石原料活性氧化钙的方法的装置，包括浓缩池1、离心重选分离装置、板框压滤机3、电石渣储斗4、第二振动筛5、烘干打散破碎机6、气流分选除杂机7、预热器8、煅烧炉9、冷却器10、中间产品料仓11、二级混合搅拌器12、一级混合搅拌器13、皮带输送机35和高压对辊压球机14，离心重选分离装置进料口固定连通有进电石渣浆液管线15，离心重选分离装置出料口与浓缩池1进料口之间固定连通有第一管线16，浓缩池1出料口与板框压滤机3进料口之间固定连通有第二管线17，板框压滤机3出水口固定连通有排液管线34，板框压滤机3底部设置有刮板机，板框压滤机3出料口与皮带输送机35的皮带进料位置对应，电石渣储斗4进料口与皮带输送机35的皮带下料位置对应，电石渣储斗4出料口与第二振动筛5进料口之间固定连通有第三管线18，第二振动筛5底部出料口与烘干打散破碎机6进料口之间固定连通有第四管线19，烘干打散破碎机6出料口第一与气流分选除杂机7第一进料口之间固定连通有第五管线20，气流分选除杂机7出料口与预热器8进料口之间固定连通有第六管线21，预热器8出料口与煅烧炉9进料口之间固定连通有第七管线22，煅烧炉9出料口与冷却器10进料口之间固定连通第八管线23，第八管线23上固定安装有冷却旋风分离器40，冷却器10出料口与中间产品料仓11进料口之间固定连通有第十四管线39，中间产品料仓11出料口与二级混合搅拌器12第一进料口之间固定连通有第九管线24，二级混合搅拌器12第二进料口和一级混合搅拌器13出料口之间固定连通有粘结剂混合物进料管线36，二级混合搅拌器12出料口与高压对辊压球机14进料口之间固定连通有第十管线25，高压对辊压球机14出料口固定连通有氧化钙产品出料管线28，一级混合搅拌器13第一进料口固定连通有粘结剂进料管线37，一级混合搅拌器13第二进料口固定连通有氧化钙粉末进料管线38。
根据需要，第十管线25、粘结剂混合物进料管线36和粘结剂进料管线37可为螺旋送料管线。
实施例11：如附图1所示，离心重选分离装置包括缓冲罐2、第一振动筛29、高速离心重选分离机30、旋流分离器31、细磨机41和摇床32，缓冲罐2进料口固定连通有进电石渣浆液管线15，缓冲罐2出料口与第一振动筛29进料口之间固定连通有第十三管线33，第一振动筛29出料口与高速离心重选分离机30进料口之间固定连通有第十一管线26，高速离心重选分离机30出料口与旋流分离器31进料口之间固定连通有第十二管线27，旋流分离器31底部固定安装有摇床32，摇床32出料口与浓缩池1进料口之间固定连通有第一管线16，，烘干打散破碎机6第二出料口与气流分选除杂机7第二进料口之间固定连通有第十五管线42，第十五管线42上固定安装有细磨机41。
细磨机41可为球磨机或雷蒙磨，使得电石渣颗粒形成200目至400目粒径粉末，便于将粒径大的干燥电石渣颗粒进一步细化，有利于提高煅烧反应效率。
本发明所涉及设备均为本领域现有公知公用的设备。
综上所述，本发明得到的电石原料活性氧化钙含量可达到88%以上，电石渣的回用率达到40%以上。本发明不仅实现了固体废物的变废为宝、清洁生产、资源再生利用，同时可显著提高企业的环保效益、资源效益、经济效益。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (4)
1.一种湿法电石渣生产电石原料活性氧化钙的方法，其特征在于按照下述步骤进行：第一步，将乙炔生产过程中产生的电石渣浆液经离心重选分离装置通过离心重选分离的方式除去电石渣浆液中的硅铁颗粒物质后，再由浓缩池送至板框压滤机除去部分水分，得到一次电石渣，其中，一次电石渣的水分质量百分含量为20%至31%；第二步，将一次电石渣与渣场的废电石渣在电石渣储斗内混合后，经电石渣储斗下方的第二振动筛振动分离出直径在20mm以上的块状硬性杂物，得到筛后电石渣；第三步，将筛后电石渣经烘干打散破碎机打散后并脱除表面水分后，得到干燥电石渣，其中，干燥电石渣的水分质量百分含量为0.5%至1.5%、粒径低于0.1mm且大于0；第四步，将干燥电石渣经气流分选除杂机的气流分选干式除杂后细磨，得到氢氧化钙入炉煅烧粉料，其中，气流分选干式除杂时，气固比为15至20：1，风速为3m/s至6m/s；第五步，将氢氧化钙入炉煅烧粉料在预热器内先进行提前升温预热至温度为550℃至750℃后，送至煅烧炉内在1050℃至1300℃的条件下高温煅烧分解，得到高温氧化钙粉末产品，其中，高温氧化钙粉末产品的温度为600℃至850℃；第六步，将高温氧化钙粉末产品分别经冷却旋风分离器冷却分离后再由冷却器进行冷却至温度为40℃至80℃，得到的氧化钙粉末与粘结剂混合物按照重量比为500至1000:1的比例在二级混合搅拌器内进行搅拌混合后，送至高压对辊压球机进行高压压制，得到电石原料活性氧化钙，其中，粘结剂混合物按照下述方法制备得到：将粘结剂与氧化钙粉末按照重量比为1:5的比例在一级混合搅拌器内混合均匀后，经二级混合搅拌器预处理后，得到粘结剂混合物，粘结剂为人造有机或无机纤维与天然或人造有机或无机粉末的混合物，其中，人造有机或无机纤维为碳纤维、玻璃纤维、聚氯乙烯纤维、半纤维素、木质素纤维中的一种以上，天然或人造有机或无机粉末为面粉、淀粉、腐殖酸粉、焦粉和聚氯乙烯粉中的一种以上。
2.根据权利要求1所述的湿法电石渣生产电石原料活性氧化钙的方法，其特征在于氢氧化钙入炉煅烧粉料的粒径为0.03mm至0.05mm。
3.一种实施根据权利要求1或2所述的湿法电石渣生产电石原料活性氧化钙的方法的装置，其特征在于包括浓缩池、离心重选分离装置、板框压滤机、电石渣储斗、第二振动筛、烘干打散破碎机、气流分选除杂机、预热器、煅烧炉、冷却器、中间产品料仓、二级混合搅拌器、一级混合搅拌器、皮带输送机和高压对辊压球机，离心重选分离装置进料口固定连通有进电石渣浆液管线，离心重选分离装置出料口与浓缩池进料口之间固定连通有第一管线，浓缩池出料口与板框压滤机进料口之间固定连通有第二管线，板框压滤机出水口固定连通有排液管线，板框压滤机底部设置有刮板机，板框压滤机出料口与皮带输送机的皮带进料位置对应，电石渣储斗进料口与皮带输送机的皮带下料位置对应，电石渣储斗出料口与第二振动筛进料口之间固定连通有第三管线，第二振动筛底部出料口与烘干打散破碎机进料口之间固定连通有第四管线，烘干打散破碎机出料口第一与气流分选除杂机第一进料口之间固定连通有第五管线，气流分选除杂机出料口与预热器进料口之间固定连通有第六管线，预热器出料口与煅烧炉进料口之间固定连通有第七管线，煅烧炉出料口与冷却器进料口之间固定连通第八管线，第八管线上固定安装有冷却旋风分离器，冷却器出料口与中间产品料仓进料口之间固定连通有第十四管线，中间产品料仓出料口与二级混合搅拌器第一进料口之间固定连通有第九管线，二级混合搅拌器第二进料口和一级混合搅拌器出料口之间固定连通有粘结剂混合物进料管线，二级混合搅拌器出料口与高压对辊压球机进料口之间固定连通有第十管线，高压对辊压球机出料口固定连通有氧化钙产品出料管线，一级混合搅拌器第一进料口固定连通有粘结剂进料管线，一级混合搅拌器第二进料口固定连通有氧化钙粉末进料管线。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于离心重选分离装置包括缓冲罐、第一振动筛、高速离心重选分离机、旋流分离器、细磨机和摇床，缓冲罐进料口固定连通有进电石渣浆液管线，缓冲罐出料口与第一振动筛进料口之间固定连通有第十三管线，第一振动筛出料口与高速离心重选分离机进料口之间固定连通有第十一管线，高速离心重选分离机出料口与旋流分离器进料口之间固定连通有第十二管线，旋流分离器底部设置有摇床，摇床出料口与浓缩池进料口之间固定连通有第一管线，烘干打散破碎机第二出料口与气流分选除杂机第二进料口之间固定连通有第十五管线，第十五管线上固定安装有细磨机。
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