CN114477859B

CN114477859B - 一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料及应用

Info

Publication number: CN114477859B
Application number: CN202111509094.1A
Authority: CN
Inventors: 赵晓伟; 周广宇; 程亚敏; 王春章; 周玺; 许英; 曹中艳; 周婕; 蔡永红; 周康
Original assignee: Henan Pulv Environmental Protection Technology Co ltd; Henan Beidou Zhongchuang High Tech Research Institute Co ltd; Henan University
Current assignee: Henan Pulv Environmental Protection Technology Co ltd; Henan Beidou Zhongchuang High Tech Research Institute Co ltd; Henan University
Priority date: 2021-12-10
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2022-08-12
Anticipated expiration: 2041-12-10
Also published as: CN114477859A

Abstract

本发明是一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料及应用，有效解决了现有污染处理方法影响烧结料层透气性及烧结矿强度、无法资源化回炉应用的技术问题，所述的固化材料由以下按重量%计的原材料组成：成型剂40～50%、改性剂5～10%、催化剂40～50%组成。其中：成型剂由多糖污泥、硼泥、柠檬酸组成;改性剂由N～羟甲基丙烯酰胺、双环茂二烯合铁组成；催化剂由铝酸钠、铝酸钙、活性氧化镁组成。该材料用于工业烟气固废物固化处理，可直接通过成型装置将工业烟气净化固废物固化为团块颗粒，经8～18h自然固化即可用作冶炼用辅料或原料，从而实现工业烟气污染治理及固废物资源化应用。

Description

一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料及应用

技术领域

本发明涉及工业烟气污染治理技术领域，具体的是一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料及应用。

背景技术

钢铁、合金、化工、碳素等行业在生产过程中除尘系统将收集大量的含铁、含碳除尘灰、多糖污泥，其含铁、含碳量达30％～70％，是利用价值很高的二次资源。传统处理大部分采取低价外排、转移、回配烧结、冷固球团等方式，传统的外排、转移方式受固废污染防治、排污许可政策只能就地消化，不能外排和转移。而回配烧结法、冷固球团是目前企业使用较多的方法，虽然得到了有效资源化处理，但是，由于这些物料粒度细、化学成分复杂、富集危害生产成分等原因，作为烧结原料配用，直接影响烧结料层透气性及烧结矿强度，造成生产指标下降、影响冶炼顺行，只能少量配用。冷固球团法配加粘结剂法虽然能够减少环境污染和资源化利用，但对湿法除尘灰处理必须先进行烘干，干法除尘灰处理必须先消化；否则，成型后团块颗粒球团因为氧化钙颗粒遇水膨胀而粉化，造成无法资源化回炉应用。

在此基础上，本发明提供一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料及应用来解决此问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料及应用，有效解决了现有污染处理方法影响烧结料层透气性及烧结矿强度、无法资源化回炉应用的技术问题。

一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料，其特征在于：

由以下重量百分比的原料组成：

成型剂40-50％、改性剂5-10％、催化剂40-50％；

其制备步骤为：

S1：制备成型剂：成型剂由多糖污泥85％、硼泥10％、柠檬酸5％组成；

S2：制备改性剂：改性剂由N～羟甲基丙烯酰胺90％、双环茂二烯合铁10％组成；

S3：制备催化剂：催化剂由铝酸钠15％、铝酸钙20％、活性氧化镁65％组成；

S4：称成型剂、改性剂、催化剂，按顺序配比输入立轴搅拌机内混合均化，搅拌10分钟后粉碎至150目得到免烘干固化材料。

优选的，所述S1的制备步骤为：

按比例将多糖污泥、硼泥加入反应器内，注入150℃蒸汽，搅拌中把稀释成 10％浓度的柠檬酸水溶液喷洒于多糖污泥上，使多糖污泥水解、氧化、糊化反应 30分钟后，干燥即得成型剂。

所述的改性剂由N～羟甲基丙烯酰胺85％、双环茂二烯合铁15％组成，其制备方法为：按比例将原料送入封闭式混合机内进行混合搅拌即成。

所述的催化剂由铝酸钠15％、铝酸钙20％、活性氧化镁65％组成，其制备方法为：按比例将原料送入封闭式混合机内进行混合搅拌即成。

优选的，所述多糖污泥为食品、淀粉企业污水处理后的固废物；硼泥为化工固废物。

一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料的应用，其特征在于，将烟气固废物95-97％、固化材料3-5％加入均化混合机内混合均化，将均化好的混合料送入强制搅拌机进行轮碾搅拌，然后把搅拌好的混合料加入高压成型机成型为团块颗粒，经8-18h左右自然固化即可用作冶炼辅料、原料。

优选的，所述工业烟气固废物包括：钢铁、合金、化工、碳素行业除尘系统收集的含铁、含碳除尘灰、污泥及垃圾焚烧除尘灰。

与现有技术相比，本发明具备如下技术效果：

本发明中成型剂系淀粉、化工企业污水处理后的多糖污泥、硼泥等固废物，通过化学键断裂、羟基酯化反应，生成胶结物质的成型剂，有效解决了食品、淀粉、化工等企业固废难处理和污染治理费用高及烟气固废物成型难等问题；同时有效降低了本发明的生产成本，实现了废弃物资源化的治污和环境保护。

本发明通过添加改性剂的化学共聚、接枝、交联等化学反应，使本发明粘结性能更强、应用范围更大、后期强度更高。改善了烟气固废物不易成型固结的特征，促进了烟气固废物成型固化率，有效的解决了传统粘结材料适应性差、用量大、效果差等问题。

本发明催化剂通过其凝胶、固化、发热、干燥作用，使烟气固废物成型后的团块颗粒快速固化，促进团块颗粒高强度的形成。解决了烟气固废物传统成型后必须干燥和烟气固废物中部分钙氧化物遇水易分解粉化等问题。

本发明用于工业烟气固废物固化成型及资源化利用，不需消解、烘干、烧结等工序，以良好的吸附、渗透、封闭、粘结、絮凝、自然固化的特点，在混合、混捏、成型等工序的物理作用下，使固废物颗粒与固化材料紧密接触，通过改善烟气固废物性质特征，增强其成型性能，使固废物颗粒内形成大量的凝胶体和结晶体结构，同时使含钙成分阻隔水解、氧化、糊化并参与凝胶固结，转化为冷热强度高、应用效果好、满足工业应用要求的团块颗粒冶炼炉料或辅料。

附图说明

图1为本发明固化材料制备步骤原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请附图1及具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述。

本发明提供一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料，由以下重量(百分比)的原料组成：

成型剂40～50％、改性剂5～10％、催化剂40～50％。

其制备方法如下：按比例将原料输入搅拌机内混合均匀，然后通过粉碎机粉碎至150目即得到固废物固化材料产品。

成型剂由多糖污泥85％、硼泥10％、柠檬酸5％组成。

其制备方法按以下步骤制备：将多糖污泥加入反应器内，同时注入从150℃蒸汽，搅拌中把柠檬酸稀释成浓度10％的水溶液喷洒于多糖污泥上，使多糖污泥水解、氧化、糊化反应30分钟，待水解、氧化、糊化完成后干燥即得成型剂。

改性剂由N～羟甲基丙烯酰胺90％、双环茂二烯合铁10％组成，其制备方法为：按比例将上述原料送入封闭式混合机内进行混合搅拌即成。

催化剂由铝酸钠15％、铝酸钙20％、活性氧化镁65％组成，其制备方法为：按比例将上述原料送入封闭式混合机内进行混合搅拌即成。

实施例1：

一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料及应用，由成型剂50％、改性剂10％、催化剂40％组成。其制备方法如下：按比例将上述原料输入搅拌机内混合均匀，然后通过粉碎机粉碎至150目即得到固废物固化材料产品。

本发明应用包括如下步骤：将烟气固废物(焦粉、兰炭粉)95％和固化材料 5％加入混合均化机内混合均化；将均化好的混合料送入强制搅拌机轮碾搅拌；将搅拌好的混合料送入高压成型机成型为团块颗粒，经18h自然固化即可用作电石厂还原剂辅料、原料。检测结果见表1。

实施例2：

一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料及应用，由成型剂40％、改性剂10％、催化剂50％组成。其制备方法如下：按比例将上述原料输入搅拌机内混合均匀，然后通过粉碎机粉碎至150目即得到固废物固化材料产品。

实施例3：

一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料及应用，由成型剂45％、改性剂 5％、催化剂45％组成。其制备方法如下：按比例将上述原料输入搅拌机内混合均匀，然后通过粉碎机粉碎至150目即得到固废物固化材料产品。

实施例4：

本发明应用包括如下步骤：将烟气固废物(焦粉、兰炭粉)97％和固化材料 3％加入混合均化机内混合均化；将均化好的混合料送入强制搅拌机轮碾搅拌；将搅拌好的混合料送入高压成型机成型为团块颗粒，经18h自然固化即可用作电石厂还原剂辅料、原料。检测结果见表1。

实施例5：

本发明应用包括如下步骤：将烟气固废物(焦粉、兰炭粉)97％和固化材料 3％加入混合均化机内混合均化；将均化好的混合料送入强制搅拌机轮碾搅拌；将搅拌好的混合料送入高压成型机成型为团块颗粒，经8h自然固化即可用作电石厂还原剂辅料、原料。检测结果见表1。

实施例6：

本发明应用包括如下步骤：将烟气固废物(焦粉、兰炭粉)97％和固化材料 3％加入混合均化机内混合均化；将均化好的混合料送入强制搅拌机轮碾搅拌；将搅拌好的混合料送入高压成型机成型为团块颗粒，经13h自然固化即可用作电石厂还原剂辅料、原料。检测结果见表1。

表1

由表1可以看出本发明各实施例在以上六个行业中所表现出的湿强度、干燥强度(抗压强度)均符合要求，具有明显的效果。

表1中只列出了六个行业某一个具体实施例，但实际上做实验数据时，每个行业以上实施例各做了一次，即共36次，其结果显示湿强度完整，干燥强度均大于行业应用要求，故在表1中干燥强度不是具体值，而是采用大于的方式，其表示为六个实施例的数值均在该值之上。

Claims

1.一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料的应用，其特征在于，将烟气固废物95-97%、固化材料3-5%加入混合机内混合均化后再次进入搅拌机轮碾搅拌，然后把搅拌好的混合料加入高压成型机成型为团块颗粒，经8-18h自然固化即可用作冶炼辅料、原料；

所述固化材料由以下重量百分比的原料组成：

成型剂40-50%、改性剂5-10%、催化剂40-50%；

所述固化材料的制备步骤为：

S1：制备成型剂：成型剂由多糖污泥85%、硼泥10%、柠檬酸5%组成;

S2：制备改性剂：改性剂由N～羟甲基丙烯酰胺90%、双环茂二烯合铁10%组成；

S3：制备催化剂：催化剂由铝酸钠15%、铝酸钙20%、活性氧化镁65%组成；

S4：称成型剂、改性剂、催化剂，按配比输入立轴搅拌机内混合均化，搅拌10分钟后粉碎至150目得到免烘干固化材料。

2.根据权利要求1所述的一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料的应用，其特征在于，所述S1的制备步骤为：

按比例将多糖污泥、硼泥加入反应器内，注入150℃蒸汽，搅拌中把稀释成10%浓度的柠檬酸水溶液喷洒于多糖污泥上，使多糖污泥水解、氧化、糊化反应30分钟后，干燥即得成型剂。

3.根据权利要求2所述的一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料的应用，其特征在于，所述多糖污泥为食品、淀粉企业污水处理后的固废物；硼泥为化工固废物。

4.根据权利要求1所述的一种工业烟气固废物资源化免烘干固化材料的应用，其特征在于，所述烟气固废物包括：钢铁、合金、化工、碳素行业除尘系统收集的含铁、含碳除尘灰、污泥及垃圾焚烧除尘灰。