CN207463193U - 基于电石渣脱硫的胶凝材料的生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于电石渣脱硫的胶凝材料的生产装置，其包括制浆设备、电石渣供给设备、废水供给设备、烟气脱硫塔、排浆设备、浓缩设备、冷却结晶设备、离心设备、干燥设备、固废供给设备、添加剂供给设备和混合设备。本实用新型的生产装置可以在烟气脱硫的同时利用工业固废和烟气脱硫浆液获得合格的胶凝材料，成本低。

Description

基于电石渣脱硫的胶凝材料的生产装置

技术领域

本实用新型涉及一种胶凝材料生产装置，尤其是一种基于电石渣脱硫的生产胶凝材料的装置。

背景技术

烟气脱硫过程中，脱硫剂的选用是影响脱硫效率的重要因素，而对于脱硫剂的选用，不仅要考虑其脱硫效率，还要兼顾廉价易得的原则。对于传统的Ca基脱硫剂，脱硫产物的溶解度较低，饱和结晶后易堵塞管道，影响脱硫系统的稳定运行。另外，生成的副产物石膏大量堆积，易造成二次污染。而Mg基脱硫技术，由于其具有系统简单、投资省、不易结构和副产品利用价值相对较高等优势，近年来在国内外得到了更为广泛的应用。

我国的电源结构以火电为主，2013年火电发电量约占全年总发电量的78.58％，其中燃煤火电发电量约占全年总发电量的74.1％。在火电厂，煤等化石燃料的大量燃烧造成了严重的环境问题，而二氧化硫的排放尤为引人关注，其不仅能直接对生态环境造成危害，而且是酸雨、灰霾等形成的重要前体物。

当前关于烟气脱硫的中国专利申请已有很多，例如CN202146708U公开了一种烟气脱硫系统，该烟气脱硫系统包括沿着烟气流动方向依次设置的烟气洗涤段、吸收段、脱硫溶液捕集段。该专利文献解决了现有的脱硫系统中存在的脱硫溶液的悬浮杂质含量高、系统堵塞、脱硫率低等一系列问题。CN103706237A公开了一种烟气脱硫系统，包括烟气脱硫塔，所述烟气脱硫塔包括塔体和由塔体围成的塔体内腔，并且所述烟气脱硫塔沿着烟气流动方向被划分为洗涤段、吸收段和回收段，克服了现有技术中需要通过增加填料层高度来提高脱硫效率的不足，提高了脱硫效率。

综上所述，至今仍没有一种将烟气脱硫废水固废进行同步治理，并利用脱硫副产品制备胶凝材料的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供基于电石渣脱硫的胶凝材料的生产装置。本实用新型可以充分利用冶金设备产生的渣料，减少工业固体废物的运输成本，从而降低胶凝材料的生产成本。具体地，本实用新型包括以下内容。

本实用新型提供一种胶凝材料生产装置，其用于利用湿法脱硫副产物生产胶凝材料，所述生产装置包括制浆设备、电石渣供给设备、废水供给设备、烟气脱硫塔、排浆设备、浓缩设备、冷却结晶设备、离心设备、干燥设备、固废供给设备、添加剂供给设备和混合设备；其中：

所述制浆设备连接所述电石渣供给设备和废水供给设备，从而使电石渣和废水供给至所述制浆设备，以混合制备浆液；

所述烟气脱硫塔的外部下端与所述制浆设备连接，用于将制备得到的浆液供给至烟气脱硫塔底部，所述烟气脱硫塔的中部自上而下设置有2～3层SO₂吸收喷淋层，所述烟气脱硫塔的下部设置浆液循环槽，浆液通过吸收喷淋层吸收SO₂后收集于所述浆液循环槽内，所述烟气脱硫塔的下部连接所述排浆设备，用于排出浆液循环槽内pH值达到规定值的脱硫浆液；

所述排浆设备另一端依次连接浓缩设备、冷却结晶设备、离心设备和干燥设备，依次用于将所述脱硫浆液浓缩、冷却结晶、离心和干燥，以得到干燥的脱硫副产品；

所述混合设备分别连接干燥设备、固废供给设备和添加剂供给设备，用于将干燥的脱硫副产品、固废和添加剂混合得到胶凝材料。

根据本实用新型的生产装置，优选地，所述生产装置还包括赤泥供给设备和电石渣供给设备，且所述赤泥供给设备和电石渣供给设备分别与所述制浆设备连接。

根据本实用新型的生产装置，优选地，进一步包括第一氧化镁供给设备和第二氧化镁供给设备，其中第一氧化镁供给设备与所述制浆设备连接，第二氧化镁供给设备与所述混合设备连接。

根据本实用新型的生产装置，优选地，所述烟气脱硫塔还包括浆液循环泵，所述浆液循环泵下端与浆液循环槽连接，上端与所述吸收喷淋层连接，用于将浆液循环槽内的浆液循环供给至吸收喷淋层。

根据本实用新型的生产装置，优选地，所述烟气脱硫塔还包括烟气入口，其位于所述吸收喷淋层和浆液循环槽之间。

根据本实用新型的生产装置，优选地，所述烟气脱硫塔还包括烟气出口，其位于所述烟气脱硫塔的顶端。

根据本实用新型的生产装置，优选地，所述混合设备进一步连接有包装设备，用于将所述胶凝材料进行包装。

根据本实用新型的生产装置，优选地，进一步包括球磨机，其用于将固废研磨至400m²/kg～600m²/kg的比表面积。

根据本实用新型的生产装置，优选地，其中所述球磨机与所述固废供给设备连接，用于将研磨后的固废供给至所述固废供给设备。

根据本实用新型的生产装置，优选地，进一步包括浆液输送泵，其位于所述制浆设备与所述烟气脱硫塔之间，用于将制浆设备形成的浆液输送至所述烟气脱硫塔的浆液循环槽。

本实用新型的装置采用湿法烟气脱硫形成的脱硫浆液和固废等作为原料制备胶凝材料，降低了成本，并同时实现高效脱硫。

附图说明

图1为本实用新型的一种胶凝材料的生产装置示意图。

附图标记说明如下：

1-脱硫塔；2-赤泥供给器；3-电石渣供给器；4-第一氧化镁供给器；5-废水供给器；6-制浆器；7-浆液输送泵；8-第一层喷淋吸收层；9-第二层喷淋吸收层；10-第三层喷淋吸收层；11-浆液循环泵；12-塔内浆液循环槽；13-排出泵；14-三效蒸发器；15-冷却结晶器；16-离心机；17-干燥机；18-搅拌机；19-第二氧化镁供给器；20-固废供给器；21-添加剂供给器；22-包装机；23-球磨机；24-烟气入口；25-烟气出口。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

本实用新型的胶凝材料生产装置是通过多个设备集合而成的；这样的集合方式在现有技术中并没有出现。现有技术中可能存在一些相似设备，但是尚没有将这些设备集合在一起从而实现利用烟气脱硫副产品、工业固体废物获得胶凝材料的报道。本实用新型创造性地将这些设备集合在一起，实现了资源的循环利用。

本实用新型各设备或部件之间的连接可为固定连接或可拆卸连接。还包括设备或部件之间的直接连接，或通过其他设备，例如管道连接。

本实用新型的基于电石渣脱硫的胶凝材料的生产装置，包括制浆设备、电石渣供给设备、废水供给设备、烟气脱硫塔、排浆设备、浓缩设备、冷却结晶设备、离心设备、干燥设备、固废供给设备、添加剂供给设备和混合设备。

制浆设备用于将至少电石渣脱硫剂和废水进行混合，以制备浆液。制浆设备连接所述电石渣供给设备、废水供给设备和烟气脱硫塔。优选地，制浆设备还连接有选自赤泥供给设备和第一氧化镁供给设备的至少之一。优选地，这些设备可包括传送装置。

烟气脱硫塔与制浆设备连接，脱硫剂浆液(有时也简称为浆液)由制浆设备进入烟气脱硫塔内。烟气脱硫塔的底部可设有浆液循环槽，其中的浆液可通过浆液循环泵泵至上部吸收喷淋层，浆液自上而下喷淋并充分吸收烟气中的二氧化硫等。通过重力落下的浆液可再次通过浆液循环泵泵至上部吸收喷淋层，从而重复循环吸收烟气中的二氧化硫等。烟气脱硫塔中部设置烟气进口。根据本实用新型的一个实施方式，烟气进口设置于吸收喷淋层下方，且浆液循环槽上方。根据本实用新型的另一个实施方式，烟气进口与浆液循环槽连接，从而使烟气首先鼓入浆液中进行首次吸收。吸收喷淋层优选地自上而下设置至少一层，优选2～3层，从而提高吸收率。

烟气脱硫塔还与排浆设备连接，用于排出达到一定要求的脱硫浆液。例如，当浆液循环槽中浆液的pH达到6.5～7.5时开启排浆设备进行排浆。排浆设备可为排出泵或排出阀。

进入烟气脱硫塔的烟气可来自燃煤锅炉、烧结机、球团或窑炉；优选来自燃煤锅炉、烧结机或窑炉；更优选来自燃煤锅炉或烧结机。

本实用新型的浓缩设备用于将来自烟气脱硫塔的吸收产物浓缩，优选地，所述的浓缩设备可以是一效、二效或三效蒸发结晶器。该蒸发浓缩设备的材质可以为钛类材质。优选地，本实用新型的浓缩设备为三效蒸发浓缩设备。

优选地，浓缩设备用于将吸收产物中的水分蒸发制成硫酸镁饱和溶液。浓缩设备优选为三效蒸发浓缩设备(例如三效蒸发器)：第一效产生的二次蒸汽进入二效作为热源，第二效蒸发产生的二次蒸汽作为第三效热源，以节约生蒸汽。设备第二、三效采用强制循环浓缩方式，以提高传热效率，循环力度大，蒸发速度快，受热时间短，不易结垢。优选地，三效蒸发浓缩设备进料硫酸镁溶液的温度为30～40℃、密度为1.1～1.26t/m³，蒸发后硫酸镁溶液温度为60～70℃、密度为1.32～1.46t/m³。

本实用新型的冷却结晶设备用于浆液的冷却结晶，使得硫酸镁从溶液中析出。冷却结晶设备优选为连续冷却结晶器，更优选DTB(Drabt Tube Babbled)连续冷却结晶器，最优选为三级重结晶闪蒸罐。其中DTB连续冷却结晶器由结晶罐、冷凝器、强制循环泵、出料泵、真空泵等组成。DTB型结晶器即导流筒加档板型结晶器，是一种细晶浆循环式结晶器。结晶器内设有导流筒和筒形挡板，配置推进式搅拌系统，操作时热饱和料液连续加到循环管下部，与循环管内夹带有小晶体的母液混合后泵送至加热器。加热后的溶液在导流筒底部附近流入结晶器，并由缓慢转动的螺旋桨沿导流筒送至液面。溶液在液面蒸发冷却，达到过饱和状态，其中部分溶质在悬浮的颗粒表面沉积，使晶体长大。在环形挡板外围还设有沉降区。在沉降区内大颗粒沉降，而小颗粒则随母液进入循环管并受热溶解。晶体于结晶器底部沉入淘析柱。为使结晶产品的粒度尽量均匀，将沉降区来的部分母液加到淘析柱底部，利用水力分级的作用，使小颗粒随溶液流回结晶器，结晶产品从淘析腿下部排出。冷却结晶温度一般控制在25～35℃，优选25～30℃。

本实用新型的冷却结晶设备也可以为结晶槽，该结晶槽可以为自然冷却，也可为带水冷环装置的自动降温系统。其冷源可以自然风，也可以是常温水，也可以是冷冻水。可单独设置凉水塔等降温装置。

本实用新型的离心设备用于将来自结晶设备的含硫酸镁晶体的浓缩产物离心分离，以获得含硫酸镁晶体的沉淀。离心设备是本领域所熟知的那些，这里不再赘述。

本实用新型的干燥设备用于将来自冷却结晶设备的硫酸镁晶体干燥，以脱除硫酸镁晶体的大部分水分。干燥设备优选为振动流化床干燥装置，该装置特别适合硫酸镁晶体的干燥过程。优选采用配置热风装置的振动流化床干燥装置。送风机将过滤后的空气输入空气加热器，经过加热的热空气，进入主机的下箱体内，然后通过流化床的空气分布板由下向上垂直吹入被干燥的物料，使物料呈沸腾状态。物料自进料口进入，主机在振动电机的激振力作用下产生匀称振动，使物料沿水平抛掷，被干燥的物料在上述的热气流和机器振动的综合作用下，形成流态化状态，这样就使物料与热空气接触时间长，面积大，因而获得高效率的干燥效果。干燥设备可以利用热值较低的温度为120～133℃、压力为0.2～0.3MPa饱和蒸汽将空气加热送入振动流化床在并机械振动的作用下实现硫酸镁晶体充分烘干成硫酸镁物料，从而得到干燥的脱硫副产品。从流化床输出的蒸汽可以用于蒸发浓缩设备，其不但节约能源，还降低了运营成本。

本实用新型的生产装置还包括第二氧化镁供给设备，其用于提供生产胶凝材料用氧化镁，氧化镁可以是制备浆液的氧化镁。

本实用新型的固废供给设备用于提供胶凝材料用固废。由于不同来源的固废粒度不均一，优选对其进行粉末化和均匀化处理。因此，所述生产装置还可以包括固废研磨设备，用于将固废研磨为粉末，并输送至固废供给设备。本实用新型的固废研磨设备主要是指球磨机。该球磨机能研磨矿渣、钢渣、建筑垃圾等固废，研磨后的产品能达到400m²/kg～600m²/kg的比表面积。

本实用新型的添加剂供给设备用于提供胶凝材料用添加剂。该供给设备是本领域所熟知的那些，这里不再赘述。

本实用新型的第二氧化镁供给设备、固废供给设备、添加剂供给设备优选为并列设置，分别向混合设备中供给上述原料。

本实用新型的混合设备用于将来自干燥设备的脱硫副产品、来自氧化镁供给设备的氧化镁、来自固废供给设备的固废和来自添加剂供给设备的添加剂混合，以形成胶凝材料。本实用新型的混合设备可以为单轴混合机、双轴混合机或搅拌机。优选地，本实用新型的混合设备为搅拌机。

本实用新型的烟气脱硫生产胶凝材料的装置还可以包括包装设备，例如熟知的水泥包装设备。这里不再赘述。

实施例1

图1为本实用新型的一种胶凝材料生产装置示意图。根据图1所示，本实用新型的生产装置包括烟气脱硫塔1、赤泥供给器2、电石渣供给器3、第一氧化镁供给器4、废水供给器5、制浆器6、浆液输送泵7、第一层喷淋吸收层8、第二层喷淋吸收层9、第三层喷淋吸收层10、浆液循环泵11、塔内浆液循环槽12、排出泵13、三效蒸发器14、冷却结晶器15、离心机16、干燥机17、搅拌机18、第二氧化镁供给器19、固废供给器20、添加剂供给器21、包装机22、球磨机23、烟气入口24、烟气出口25。

首先，原料通过赤泥供给器2、电石渣供给器3、第一氧化镁供给器4、废水供给器5分别供给到制浆器6，在制浆器6内，包含赤泥、电石渣、氧化镁的原料与工业碱性废水按比例混合，制得浆液。

浆液通过浆液输送泵7泵入烟气脱硫塔1底部的塔内浆液循环槽12，烟气(二氧化硫含量为2000mg/Nm³，氧气含量为18vt％)从脱硫塔1的烟气入口24进入脱硫塔1内部。在烟气上升过程中，依次与二氧化硫吸收喷淋区的第一层喷淋吸收层8、第二层喷淋吸收层9、第三层喷淋吸收层10接触以吸收烟气中的二氧化硫，经过脱硫的烟气从脱硫塔1顶部的烟气出口25排出。

脱硫剂浆液在吸收二氧化硫后形成的含硫酸镁的吸收产物(温度为30℃、密度为1.2t/m³)通过重力作用落入位于烟气脱硫塔1下部的塔内浆液循环槽12中。

塔内浆液循环槽12下部的浆液在pH达到6.5～7.5后经排出泵13排出，然后送入三效蒸发器14中，经浓缩得到浓缩产物(硫酸镁饱和溶液，温度为70℃、密度为1.4t/m³)。塔内浆液循环槽12上部的浆液通过浆液循环泵11分别送至三层吸收喷淋层，三者的循环量占输出总量的50vt％。

三效蒸发器14浓缩后的浆液被送入冷却结晶器15中，在结晶器中生产粒度大于0.2mm的晶粒，然后被送入离心机16中进行离心分离脱除大部分的水分，之后送入干燥机17中进行干燥，得到干燥的脱硫副产品，其被供给至搅拌机18中。

将收集自钢厂的炉渣经由球磨机23研磨成比表面积约为500m²/kg的粉状物，然后送入固废供给器20；将来自钢厂燃煤锅炉的粉煤灰直接加入固废供给器20；将添加剂加入添加剂供给器21。来自第二氧化镁供给器19的氧化镁、固废供给器20的固废以及来自添加剂供给器21的添加剂分别经由气力输送设备送入搅拌机18中。

在搅拌机18中，上述原料与烟气脱硫过程中生产出的脱硫副产品(硫酸镁产品)搅拌均匀，搅拌时间为30分钟，即得到胶凝材料。胶凝材料经包装机22包装后得到成品，入库。

实施例2

除了省略球磨机23之外，其余部件和实施例1相同，从而获得胶凝材料生产装置。

应用例

采用实施例1的生产装置进行胶凝材料的生产。烟气入口处的二氧化硫含量为2000mg/Nm³、入口烟尘浓度120mg/Nm³、且温度为140℃，入口烟气量为1038684m³/h。胶凝材料物料配比和性能测试结果如表1和表2。其中采用的添加剂为磷酸二氢钠。胶凝材料的性能采用GB177-92进行测定。

表1、胶凝材料的物料配比

规格	脱硫副产品	水渣	粉煤灰 添加剂
				kg	40	25	25 10

表2、生产的胶凝材料的性质

本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。

Claims (10)

1.一种基于电石渣脱硫的胶凝材料的生产装置，其特征在于，其用于利用湿法脱硫浆液生产胶凝材料，所述生产装置包括制浆设备、电石渣供给设备、废水供给设备、烟气脱硫塔、排浆设备、浓缩设备、冷却结晶设备、离心设备、干燥设备、固废供给设备、添加剂供给设备和混合设备；其中：

所述制浆设备连接所述电石渣供给设备和废水供给设备，从而使电石渣和废水供给至所述制浆设备，以混合制备浆液；

所述烟气脱硫塔的外部下端与所述制浆设备连接，用于将制备得到的浆液供给至烟气脱硫塔底部，所述烟气脱硫塔的中部自上而下设置有2～3层SO₂吸收喷淋层，所述烟气脱硫塔的下部设置浆液循环槽，浆液通过吸收喷淋层吸收烟气中的SO₂后收集于所述浆液循环槽内，所述烟气脱硫塔的下部连接所述排浆设备，用于排出浆液循环槽内pH值达到规定值的脱硫浆液；

所述排浆设备另一端依次连接浓缩设备、冷却结晶设备、离心设备和干燥设备，依次用于将所述脱硫浆液浓缩、冷却结晶、离心和干燥，以得到干燥的脱硫副产品；

所述混合设备分别连接干燥设备、固废供给设备和添加剂供给设备，用于将干燥的脱硫副产品、固废和添加剂混合得到胶凝材料。

2.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于，所述生产装置还包括赤泥供给设备和电石渣供给设备，且所述赤泥供给设备和电石渣供给设备分别与所述制浆设备连接。

3.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于，进一步包括第一氧化镁供给设备和第二氧化镁供给设备，其中第一氧化镁供给设备与所述制浆设备连接，第二氧化镁供给设备与所述混合设备连接。

4.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于，所述烟气脱硫塔还包括浆液循环泵，所述浆液循环泵下端与所述浆液循环槽连接，上端与所述吸收喷淋层连接，用于将浆液循环槽内的浆液循环供给至吸收喷淋层。

5.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于，所述烟气脱硫塔还包括烟气入口，其位于所述吸收喷淋层和所述浆液循环槽之间。

6.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于，所述烟气脱硫塔还包括烟气出口，其位于所述烟气脱硫塔的顶端。

7.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于，所述混合设备进一步连接包装设备，用于将所述胶凝材料进行包装。

8.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于，进一步包括球磨机，其用于将固废研磨至400m²/kg～600m²/kg的比表面积。

9.根据权利要求8所述的生产装置，其特征在于，其中所述球磨机与所述固废供给设备连接，用于将研磨后的固废供给至所述固废供给设备。

10.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于，进一步包括浆液输送泵，其位于所述制浆设备与所述烟气脱硫塔之间，用于将制浆设备形成的浆液输送至所述烟气脱硫塔的浆液循环槽。