CN113720109A - 一种利用氧化钙干燥电石渣的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化工副产物资源综合回收技术领域，具体涉及一种利用氧化钙干燥电石渣的方法。主要步骤如下：1、物料选取；2、准确称取，按比例准确称取步骤(1)中所选取的氧化钙和电石渣，氧化钙和电石渣的质量比为0.1～3：1；3、物料平铺，将所称取的物料从下到上依次按层平铺；4、自然干燥的反应时间为1‑2h、反应温度为50‑200℃；5、熟化；6、熟化后混合料用搅动装置翻动物料，且用排湿装置加速干燥，直至电石渣的水分含量为1‑6％；7、混合料的磨细和筛分。本发明实现了低运行费用、低污染、低能耗、可持续的干燥效果。干燥后的电石渣可广泛用于建筑、化工、冶金、农业等行业。

Description

一种利用氧化钙干燥电石渣的方法
技术领域
本发明属于化工副产物资源综合回收技术领域，具体涉及一种利用氧化钙干燥电石渣的方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是一种应用广泛的化工产品，主要用于建筑材料、管材、薄膜、电线电缆等方面，2019年我国总产能达到2498万吨。PVC生产主要分为电石法和乙烯法，煤基电石法占比国内约80％，其主要生产工艺为：以焦炭和石灰石为原料通过电热法生产出电石，电石经水解后得到乙炔气，乙炔气与工业盐电解产生的HCl生产PVC。该过程中，电石水解制备乙炔气时会排放大量废水和电石废渣。据统计，生产1吨PVC约排放电石渣1.5-1.9吨，电石渣约保持数千万吨的年排放量。
电石渣是电石水解获取乙炔气后的以Ca(OH)2(氢氧化钙)为主要成分的废渣，其密度为2.23kg·m-3，堆积密度为1.09kg·m-3，堆积角为32.9度。电石渣经过一次脱水后，其水分含量仍高达40％以上。电石渣可以作消石灰的替代品，广泛应用于建筑、化工、冶金、农业等，火电领域采用的湿法脱硫或干法脱硫技术对电石渣的需求也逐年递增。但当电石渣含大量水分时，其形态呈厚浆状，贮存、运输困难且易渗漏污染；填埋或堆存处理则易污染地表、地下水系，从而破坏周边生态环境。因此，电石废渣综合利用的关键降低电石渣的水分同时循环利用过程不带入新的杂质。高效利用电石渣，不仅能带来良好的社会、经济和环境效益，而且能实现变废为宝。
目前，采用外加热源干燥电石渣方法有：电石渣浆的干燥方法(申请号201010577108.9)；一种小型电石渣干燥装置(ZL201921026865.X)；一种电石渣生产脱硫剂用干燥装置(ZL201821064993.9)；一种电石渣干燥装置及干燥方法(专利申请号201810830719.6)等，其中利用外加热式滚筒干燥电石渣是主要工艺，该工艺系统主要由热源、打散装置、带式上料机、进料机、回转滚筒、带式出料机、引风机、卸料器和配电柜构成。其作用是通过滚筒的旋转，使电石渣在缓慢移动过程中被高温热烟气烘干。该方法存在包括干燥流程长、脱水成本高、热效率低、单套系统处理能力小、成品粒度分布差等缺点。因此，具有干燥流程短、脱水成本低、热效率高、系统处理能力大、成品粒度分布均匀、不带入新的其他成分等特点的新型干燥工艺和流程前景广阔。
发明内容
为了克服上述现有干燥技术的缺点，本发明提供一种利用氧化钙自热、短流程干燥电石渣的方法，有效利用氧化钙和电石渣的水分进行放热化学反应，1份氧化钙消耗0.32份水分，同时放出的热量干燥电石渣中的剩余水分，产出的Ca(OH)2(氢氧化钙)不带入新的杂质干燥方法。
本发明的具体工艺方法如下：一种利用氧化钙干燥电石渣的方法，包含如下步骤：
(1)物料选取，选取CaO含量大于85％，粒度小于325目的占比≥80％的氧化钙；选取水分为7-50％的电石渣；
(2)准确称取，按比例准确称取步骤(1)中所选取的氧化钙和电石渣，氧化钙和电石渣的质量比为0.1～3：1；
(3)物料平铺，将步骤(2)中所称取的物料从下到上依次按层平铺，其中单数层铺设电石渣，双数层铺设氧化钙，每层电石渣的铺设厚度≤20cm，每层氧化钙的铺设厚度≤10cm；
(4)自然干燥，步骤(3)中平铺好的物料进行自然干燥，自然干燥的过程为氧化钙与电石渣中的水分发生放热反应的过程，自然干燥的反应时间为1-2h、反应温度为50-200℃，反应过程中不需要搅拌；
(5)熟化，经过步骤(4)自然干燥的物料进行熟化，熟化的过程为利用氧化钙与电石渣中的水分发生放热反应时所产生的热量进一步干燥电石渣的过程，熟化的时间为为3-5h，熟化完成后用搅动链条翻动物料得到混合物料；
(6)冷却，用排湿装置加速冷却混合物料至室温，并使得混合物料中的水分含量为1-6％；
(7)磨细和筛分，将步骤(6)中经过冷却的混合物料采用常规的磨细设备磨细，然后采用常规的筛分设备进行筛分至对应产品要求的粒度。
步骤(7)中所述的产品应用于石油领域，产品中粒度小于325目的颗粒占比＞98％，水分含量＜3％。
步骤(7)中所述的产品应用于涂料领域，产品中粒度小于2000目的颗粒占比＞98％，水分含量＜3％。
步骤(7)中所述的产品应用于抗裂干粉砂浆，产品中粒度小于200目的颗粒占比＞98％，水分含量≤6％。
步骤(7)中所述的产品应用于中和剂，产品中粒度小于325目的颗粒占比＞98％，水分含量≤6％。
其反应原理如下：
利用氧化钙自热干燥电石渣方法的反应原理：
CaO+H2O＝Ca(OH)2+Q
Q—65.0528J/mol
氧化钙和水反应产生大量热量且放热过程易控制，反应产生热量可以干燥电石渣中水分，具有于自热属性；同时生成的Ca(OH)2(氢氧化钙)可提高电石渣中主要成分的纯度，1份氧化钙可以吸收0.32份(9/28)水，产生1.32份(37/28)氢氧化钙。
与现有技术相比，采用该方法对湿度为7-50％的电石渣浆进行干燥，干燥后物料水分降低到1-6％，Ca(OH)2含量可以达到85％，物料粒度可以达到325目。该方法具有能耗低、运行成本低、环境污染低、干燥效果好、运行可靠、系统简单、设备要求低等优点，所获产品可用于建筑、化工、冶金、农业等领域，也可以用于火电行业脱硫用。
附图说明
图1为电石渣干燥前的照片；
图2为电石渣干燥后的照片；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不受实施例所限制。
表1不同区域电石渣的典型成分
Figure BDA0003202681290000051
表2不同区域典型电石渣的粒径分布范围
Figure BDA0003202681290000052
表1为不同区域电石渣的典型成分表，表2为不同区域典型电石渣的粒径分布范围表。
实施例1
一种利用氧化钙干燥电石渣的方法，包含如下步骤：
(1)物料选取，选取CaO含量大于90％，粒度小于325目的占比为98％的氧化钙；选取水分为8-10％的云南电石渣；
(2)准确称取，按比例准确称取步骤(1)中所选取的氧化钙和电石渣，氧化钙与电石渣质量比配比为MCaO：M电石渣＝0.1；
(3)物料平铺，将步骤(2)中所称取的物料从下到上依次按层平铺，其中单数层铺设电石渣，双数层铺设氧化钙，每层电石渣的铺设厚度20cm，每层氧化钙的铺设厚度10cm；
(4)自然干燥，步骤(3)中平铺好的物料进行自然干燥，自然干燥的过程为氧化钙与电石渣中的水分发生放热反应的过程，自然干燥的反应时间为2h、反应温度为室温-200℃，反应过程中不需要搅拌；
(5)熟化，经过步骤(4)自然干燥的物料进行熟化，熟化的过程为利用氧化钙与电石渣中的水分发生放热反应时所产生的热量进一步干燥电石渣的过程，熟化的时间为为4h，熟化完成后用搅动链条翻动物料得到混合物料；
(6)冷却，用排湿装置加速冷却混合物料至室温，并使得混合物料中的水分含量为6％；
(7)磨细和筛分，将步骤(6)中经过冷却的混合物料采用常规的磨细设备磨细，然后采用常规的筛分设备进行筛分至对应产品要求的粒度。
图1为本实施例的云南电石渣干燥前的照片；图2为采用本实施例的方法对云南电石渣干燥后的照片。
步骤(7)中所述的产品中粒度小于325目的颗粒占比＞98％，CaO含量为69.10％。
实施例2
一种利用氧化钙干燥电石渣的方法，包含如下步骤：
(1)物料选取，选取CaO含量大于90％，粒度小于325目的占比为98％的氧化钙；选取水分为38-46％的云南电石渣；
(2)准确称取，按比例准确称取步骤(1)中所选取的氧化钙和电石渣，氧化钙与电石渣质量比配比为MCaO：M电石渣＝3；
(3)物料平铺，将步骤(2)中所称取的物料从下到上依次按层平铺，其中单数层铺设电石渣，双数层铺设氧化钙，每层电石渣的铺设厚度10cm，每层氧化钙的铺设厚度5cm；
(4)自然干燥，步骤(3)中平铺好的物料进行自然干燥，自然干燥的过程为氧化钙与电石渣中的水分发生放热反应的过程，自然干燥的反应时间为1.5h、反应温度为室温-150℃，反应过程中不需要搅拌；
(5)熟化，经过步骤(4)自然干燥的物料进行熟化，熟化的过程为利用氧化钙与电石渣中的水分发生放热反应时所产生的热量进一步干燥电石渣的过程，熟化的时间为为3h，熟化完成后用搅动链条翻动物料得到混合物料；
(6)冷却，用排湿装置加速冷却混合物料至室温，并使得混合物料中的水分含量为1％；
(7)磨细和筛分，将步骤(6)中经过冷却的混合物料采用常规的磨细设备磨细，然后采用常规的筛分设备进行筛分至对应产品要求的粒度。
步骤(7)中所述的产品中粒度小于325目的颗粒占比99％，CaO含量为84.33％。
实施例3
一种利用氧化钙干燥电石渣的方法，包含如下步骤：
(1)物料选取，选取CaO含量大于90％，粒度小于325目的占比为98％的氧化钙；选取水分为28-38％的云南电石渣；
(2)准确称取，按比例准确称取步骤(1)中所选取的氧化钙和电石渣，氧化钙与电石渣质量比配比为MCaO：M电石渣＝0.5；
(3)物料平铺，将步骤(2)中所称取的物料从下到上依次按层平铺，其中单数层铺设电石渣，双数层铺设氧化钙，每层电石渣的铺设厚度18cm，每层氧化钙的铺设厚度7cm；
(4)自然干燥，步骤(3)中平铺好的物料进行自然干燥，自然干燥的过程为氧化钙与电石渣中的水分发生放热反应的过程，自然干燥的反应时间为1h、反应温度为室温-183℃，反应过程中不需要搅拌；
(5)熟化，经过步骤(4)自然干燥的物料进行熟化，熟化的过程为利用氧化钙与电石渣中的水分发生放热反应时所产生的热量进一步干燥电石渣的过程，熟化的时间为为4h，熟化完成后用搅动链条翻动物料得到混合物料；
(6)冷却，用排湿装置加速冷却混合物料至室温，并使得混合物料中的水分含量为4.6％；
(7)磨细和筛分，将步骤(6)中经过冷却的混合物料采用常规的磨细设备磨细，然后采用常规的筛分设备进行筛分至对应产品要求的粒度。
步骤(7)中所述的产品中粒度小于325目的颗粒占比99％，CaO含量为74.88％。
实施例4
一种利用氧化钙干燥电石渣的方法，包含如下步骤：
(1)物料选取，选取CaO含量大于90％，粒度小于325目的占比为98％的氧化钙；选取水分为30-40％的新疆电石渣；
(2)准确称取，按比例准确称取步骤(1)中所选取的氧化钙和电石渣，氧化钙与电石渣质量比配比为MCaO：M电石渣＝0.5；
(3)物料平铺，将步骤(2)中所称取的物料从下到上依次按层平铺，其中单数层铺设电石渣，双数层铺设氧化钙，每层电石渣的铺设厚度5cm，每层氧化钙的铺设厚度6cm；
(4)自然干燥，步骤(3)中平铺好的物料进行自然干燥，自然干燥的过程为氧化钙与电石渣中的水分发生放热反应的过程，自然干燥的反应时间为2h、反应温度为室温-120℃，反应过程中不需要搅拌；
(5)熟化，经过步骤(4)自然干燥的物料进行熟化，熟化的过程为利用氧化钙与电石渣中的水分发生放热反应时所产生的热量进一步干燥电石渣的过程，熟化的时间为为4h，熟化完成后用搅动链条翻动物料得到混合物料；
(6)冷却，用排湿装置加速冷却混合物料至室温，并使得混合物料中的水分含量为4.32％；
(7)磨细和筛分，将步骤(6)中经过冷却的混合物料采用常规的磨细设备磨细，然后采用常规的筛分设备进行筛分至对应产品要求的粒度。
步骤(7)中所述的产品中粒度小于325目的颗粒占比90％，CaO含量为77.21％。
实施例5
选择含水量为30-36％的内蒙古电石渣和CaO含量大于90％，粒度小于325目的占比为98％的氧化钙，氧化钙与电石渣质量比为MCaO：M电石渣＝1；每层电石渣的铺设厚度6cm，每层氧化钙的铺设厚度2cm，自然干燥的反应时间为1.5小时，反应温度控制为室温～100℃；熟化时间为3小时；获得产品的指标为：水分含量＜3％；粒度小于325目的颗粒占比85％；CaO含量为78.73％。其余同实施例4。
实施例6
选择含水量为32-38％的贵州电石渣和CaO含量大于90％，粒度小于325目的占比为98％的氧化钙，氧化钙与电石渣质量比为MCaO：M电石渣＝0.8；每层电石渣的铺设厚度9cm，每层氧化钙的铺设厚度4cm，自然干燥的反应时间为2小时，反应温度控制为室温～100℃；熟化时间为4小时；获得产品的指标为：水分含量＜3％；粒度小于325目的颗粒占比98％；CaO含量为76.75％。其余同实施例4。
实施例7
选择含水量为36-40％的浙江电石渣和CaO含量大于90％，粒度小于325目的占比为98％的氧化钙，氧化钙与电石渣质量比为MCaO：M电石渣＝1.5；每层电石渣的铺设厚度14cm，每层氧化钙的铺设厚度7cm，自然干燥的反应时间为1.5小时，反应温度控制为室温～100℃；熟化时间为3.5小时；获得产品的指标为：水分含量为1.21％；粒度小于325目的颗粒占比98％；CaO含量为79.02％。其余同实施例4。

Claims (5)

1.一种利用氧化钙干燥电石渣的方法，其特征在于，包含如下步骤：
(1)物料选取，选取CaO含量大于85％，粒度小于325目的占比≥80％的氧化钙；选取水分为7-50％的电石渣；
(2)准确称取，按比例准确称取步骤(1)中所选取的氧化钙和电石渣，氧化钙和电石渣的质量比为0.1～3：1；
(3)物料平铺，将步骤(2)中所称取的物料从下到上依次按层平铺，其中单数层铺设电石渣，双数层铺设氧化钙，每层电石渣的铺设厚度≤20cm，每层氧化钙的铺设厚度≤10cm；
(4)自然干燥，步骤(3)中平铺好的物料进行自然干燥，自然干燥的过程为氧化钙与电石渣中的水分发生放热反应的过程，自然干燥的反应时间为1-2h、反应温度为50-200℃，反应过程中不需要搅拌；
(5)熟化，经过步骤(4)自然干燥的物料进行熟化，熟化的过程为利用氧化钙与电石渣中的水分发生放热反应时所产生的热量进一步干燥电石渣的过程，熟化的时间为为3-5h，熟化完成后用搅动链条翻动物料得到混合物料；
(6)冷却，用排湿装置加速冷却混合物料至室温，并使得混合物料中的水分含量为1-6％；
(7)磨细和筛分，将步骤(6)中经过冷却的混合物料采用常规的磨细设备磨细，然后采用常规的筛分设备进行筛分至对应产品要求的粒度。
2.根据权利要求1一种利用氧化钙干燥电石渣的方法，其特征在于，步骤(7)中所述的产品应用于石油领域，产品中粒度小于325目的颗粒占比＞98％，水分含量＜3％。
3.根据权利要求1一种利用氧化钙干燥电石渣的方法，其特征在于，步骤(7)中所述的产品应用于涂料领域，产品中粒度小于2000目的颗粒占比＞98％，水分含量＜3％。
4.根据权利要求1一种利用氧化钙干燥电石渣的方法，其特征在于，步骤(7)中所述的产品应用于抗裂干粉砂浆，产品中粒度小于200目的颗粒占比＞98％，水分含量≤6％。
5.根据权利要求1一种利用氧化钙干燥电石渣的方法，其特征在于，步骤(7)中所述的产品应用于中和剂，产品中粒度小于325目的颗粒占比＞98％，水分含量≤6％。
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CN115446075A (zh) * 2022-09-13 2022-12-09 山西中瑞瑞恒建材有限公司 电石渣浆处理系统及处理工艺
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