CN209872793U

CN209872793U - 一种利用白泥制备硫铝酸盐水泥的生产线

Info

Publication number: CN209872793U
Application number: CN201920408616.0U
Authority: CN
Inventors: 李生钉; 彭其雨; 李振佑; 李振秋; 魏四成; 林宝; 肖静; 郑发基; 林金花
Original assignee: Fujian Dingsheng Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Fujian Dingsheng Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2019-12-31
Anticipated expiration: 2029-03-28

Abstract

一种利用白泥制备硫铝酸盐水泥的生产线，包括供料设备、烘干设备、煅烧设备、热量收集设备、除尘设备、供煤设备、燃烧设备、磨粉设备。本实用新型将白泥渣/电石渣、工业石膏粉/天然石膏粉、铝灰/铝质原料、晶核素混合煅烧制得硫铝酸盐水泥，具有如下优点：1、消除白泥，有力地保护当地优美的自然生态人居环境；2、加快再生资源回收利用,变废为宝,治理污染、改善环境,释放出被占用的土地资源,而且可以为人们创造优美环境,促进人与自然和谐统一的生态环境；3、有效地缓解了市场上硫铝酸盐水泥这一特种水泥的紧缺，弥补了国内特种水泥市场供需严重不足的短板；4、生产过程中产生的热量能够被充分回收，并且提高了工作效率。

Description

一种利用白泥制备硫铝酸盐水泥的生产线

技术领域

本实用新型涉及废弃物回收利用领域，尤其是指一种利用白泥制备硫铝酸盐水泥的生产线。

背景技术

白泥来源有两种，一是纯碱生产过程中，用氨碱法制碱中会产生大量的废液，废液经压滤后产生的碱渣俗称白泥。另一种造纸制浆生产过程中产生黑液经碱回收技术处理后，将石灰加入绿液中进行苛化反应，得到白色的沉淀物，即为白泥。造纸白泥反应如下：

Na₂CO₃+ CaO+ H₂O =2NaOH+ CaCO₃ ↓

其主要化学组分为：

项目	CaO	MgO	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	SiO<sub>2</sub>	烧矢量
							比例（%）	44.4-51.9	0.55-1.75	0.17-1.2	0.46-1.4	3.38-11	31.49-43

据国家统计每年产生600万吨以上白泥，许多白泥自然堆放或填埋，势必增加空气中的粉尘含量，或造成土壤和地下水环境污染。因此，白泥的处理问题一直制约着纯碱工业和制浆造纸进一步发展，需要我们致力于攻克的一大难题。

目前，我国特种水泥产量仅占水泥总量（1998年统计：5.4亿吨）的1.8%，而世界上发达国家占5～10%，其中快硬、早强、高强类占0.13%。其中高标号（60MPa）水泥仅占0.07%，而世界上发达国家占4～8%。我国不定形耐火材料占总耐火材料量的30%（其中用于不定形耐火材料中的水泥主要为铝酸盐水泥），而世界上发达国家占70%左右。由此可见，我国特种水泥产量不能满足特殊工程需求，而高强水泥又严重短缺，市场前景极为广阔。

本申请人曾于2018年05月29日提交一件中国发明专利一种利用白泥制备磷铝酸盐胶凝材料的生产线及其工艺，其公开了将白泥渣/电石渣、磷灰石粉、铝质原料、晶核素通过配料机与电子皮带秤传送到搅拌机中进行混合并搅拌均匀；之后将混合物传送至回转窑内煅烧20～40min，直至混合物的温度达到900～1100℃；煅烧完后，将该混合物通过冷却机冷却至300～400℃；冷却完后，将该混合物通过第一球磨机进行粉磨，制得特种磷铝酸盐胶凝材料。

但是该实用新型仅能制得特种磷铝酸盐胶凝材料，无法满足对特种水泥的多样化需求。

硫铝酸盐水泥主要是以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的新型水泥，其具有早强高强性能、高抗冻性能、耐蚀性能、高抗渗性能、耐钢筋锈蚀性能等。因此若能研制出一套技术能够利用白泥生产硫铝酸盐水泥，则既能减少白泥对环境的污染，又能有效缓解硫铝酸盐水泥这一特种水泥的紧缺，一举两得，必将成为全国造纸行业中的固废白泥最佳综合利用手段，具有很好的实现在全国范围内的示范引领效应作用。

实用新型内容

本实用新型提供一种利用白泥制备硫铝酸盐水泥的生产线，其主要目的在于克服现有技术无法利用白泥生产硫铝酸盐水泥的缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种利用白泥制备硫铝酸盐水泥的生产线，包括

供料设备：其包括用于容置白泥渣/电石渣的白泥渣料仓、用于容置工业石膏粉/天然石膏粉的石膏料仓、用于容置铝灰/铝质原料的铝质原料料仓、用于容置晶核素的晶核素料仓、配料机、电子皮带秤、用于混合搅拌所述白泥渣/电石渣、工业石膏粉/天然石膏粉、铝灰/铝质原料、晶核素的搅拌机、连接所述搅拌机出口的成型机、连接该成型机与烘干设备的皮带输送机；

烘干设备：其包括用于将所述成型机成型的生料球烘干成干料球的烘干机；

煅烧设备：其包括用于对所述烘干设备输送过来的干料球进行煅烧的回转窑和五级旋风预热器；

热量收集设备：其包括用于对经过煅烧设备煅烧的干料球进行冷却的冷却机、用于将该冷却机冷却时收集的热量输送至烘干机的热量传输管道；

除尘设备：其包括尾气吸附塔、旋风除尘器、脉冲除尘器、富氧燃烧锅炉、SNCR锅炉；

供煤设备：其包括用于对煤块进行粉碎的煤磨机、用于筛选煤粉的选粉机、用于传送煤粉的螺旋输送机、连接该螺旋输送机输出端的煤粉料仓、用于将煤粉料仓中的煤粉传送至燃烧设备中的气力输送泵；

燃烧设备：其包括连接所述气力输送泵输出端的四通道煤粉燃烧器、将该四通道煤粉燃烧器产生的热风传送到所述回转窑内的罗茨风机；

磨粉设备：其包括用于粉碎所述冷却机冷却后的干料球以制得高铝水泥的第一球磨机、用于容置该高铝水泥的高铝水泥料仓。

进一步的，所述供料设备还包括用于对铝矾土进行中等粒度破碎的第一鄂破、用于对中等粒度破碎后的铝矾土进行细式破碎的第一细碎机、用于将细式破碎后的铝矾土粉碎成铝质原料的第二球磨机、用于对工业石膏/天然石膏进行中等粒度破碎的第二鄂破、用于对中等粒度破碎后的工业石膏/天然石膏进行细式破碎的第二细碎机、用于将细式破碎后的工业石膏/天然石膏粉碎成工业石膏粉/天然石膏粉的第三球磨机。

进一步的，所述热量收集设备还包括用于将所述煅烧设备产生的尾气传送至除尘设备的尾气传输管道、对尾气传输管道中的尾气进行冷却的热交换器、用于将该热交换器产生的热气输送至烘干机的热气传输管道。

进一步的，所述烘干机为振动沸腾床烘干机。

和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于:

本实用新型将白泥渣/电石渣、工业石膏粉/天然石膏粉、铝灰/铝质原料、晶核素四者混合放入到回转窑内进行煅烧以制得硫铝酸盐水泥，其具有如下优点：1、消除白泥，有力地保护当地优美的自然生态人居环境；2、加快再生资源回收利用,变废为宝,化害为利,治理污染、改善环境,释放出被占用的土地资源,而且可以为人们创造优美环境,促进人与自然和谐统一的生态环境；3、有效地缓解了市场上硫铝酸盐水泥这一特种水泥的紧缺，弥补了国内特种水泥市场供需严重不足的短板；4、生产过程中产生的热量能够被充分回收，并且提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型的流程框图。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。

参照图1、图2。一种利用白泥制备硫铝酸盐水泥的生产线，包括供料设备1、烘干设备2、煅烧设备3、热量收集设备4、除尘设备5、供煤设备6、燃烧设备7、磨粉设备8。其中，

供料设备1包括用于容置白泥渣/电石渣的白泥渣料仓11、用于容置工业石膏粉/天然石膏粉的石膏料仓12、用于容置铝灰/铝质原料的铝质原料料仓13、用于容置晶核素的晶核素料仓14、配料机15、电子皮带秤16、用于混合搅拌所述白泥渣/电石渣、工业石膏粉/天然石膏粉、铝灰/铝质原料、晶核素的搅拌机17、连接所述搅拌机出口的成型机18、连接该成型机与烘干设备的皮带输送机19；具体使用为：白泥渣料仓11内的白泥渣/电石渣、石膏料仓12内的工业石膏粉/天然石膏粉、铝质原料料仓13内的铝灰/铝质原料、晶核素料仓14内的晶核素通过配料机15的传送及电子皮带秤16的称重按预设比例传送到搅拌机17内进行混合搅拌，搅拌完后的混合物传送到成型机18内进行处理，最后通过皮带输送机19传送到烘干设备2；成型机18用于对搅拌机17输送过来的混合物进行造粒成球；该搅拌机17为立式紊流搅拌机。

烘干设备2包括用于将成型机18成型的生料球烘干成干料球的烘干机21。

煅烧设备3包括用于对烘干设备2输送过来的干料球进行煅烧的回转窑31和五级旋风预热器32；五级旋风预热器32的原理是利用回转窑31内堆积翻滚的高温气流，采用五级循环悬浮预热方式，使生料与炽热气流进行充分的热交换，完成悬浮预热和部分生料分解，为混合物入窑煅烧做准备。

热量收集设备4包括用于对经过煅烧设备煅烧的干料球进行冷却的冷却机41、用于将该冷却机41冷却时收集的热量输送至烘干机的热量传输管道42、用于将煅烧设备产生的尾气传送至除尘设备的尾气传输管道43、对尾气传输管道中的尾气进行冷却的热交换器44、用于将该热交换器产生的热气输送至烘干机的热气传输管道45。

除尘设备5包括尾气吸附塔51、旋风除尘器52、脉冲除尘器53、富氧燃烧锅炉54、SNCR锅炉55；该尾气吸附塔51可以为加碱液的喷淋塔；具体使用为：回转窑31产生的尾气经过尾气吸附塔51去除掉其中的硫化钠，再依次经过旋风除尘器52、脉冲除尘器53去除掉尾气中的粉尘，之后进入富氧燃烧锅炉54进行富氧燃烧，最后进入SNCR锅炉55进行还原反应，即在SNCR锅炉55中加入氨水或尿素作为还原剂，将尾气中的NO_X还原成N₂和水。

供煤设备6包括用于对煤块进行粉碎的煤磨机61、用于筛选煤粉的选粉机62、用于传送煤粉的螺旋输送机63、连接该螺旋输送机63输出端的煤粉料仓64、用于将煤粉料仓64中的煤粉传送至燃烧设备7中的气力输送泵65；具体使用为：煤块通过振动机料机传送到煤磨机61内进行粉碎，粉碎后传送至选粉机62进行筛选，筛选完后经过除尘处理再通过螺旋输送机63传送至煤粉料仓64储存备用，之后煤粉料仓64内的煤粉再通过气力输送泵65传送至燃烧设备7内。

燃烧设备7包括连接气力输送泵65输出端的四通道煤粉燃烧器71、将该四通道煤粉燃烧器71产生的热风传送到回转窑31内的罗茨风机72；

磨粉设备8包括用于粉碎所述冷却机41冷却后的干料球以制得硫铝酸盐水泥的第一球磨机81、用于容置该硫铝酸盐水泥的硫铝酸盐料仓82。

此外，参照图1和图2。供料设备1还包括用于对铝矾土进行中等粒度破碎的第一鄂破131、用于对中等粒度破碎后的铝矾土进行细式破碎的第一细碎机132、用于将细式破碎后的铝矾土粉碎成铝质原料的第二球磨机133、用于对磷灰石进行中等粒度破碎的第二鄂破121、用于对中等粒度破碎后的工业石膏/天然石膏进行细式破碎的第二细碎机122、用于将细式破碎后的工业石膏/天然石膏粉碎成工业石膏粉/天然石膏粉的第三球磨机123。此外，依据白泥渣/电石渣原料与晶核素原料的尺寸，也可选择性地对该体积较大的白泥渣/电石渣和晶核素依次进行颚式破碎机、细碎机、球磨机的三段式破碎。

参照图1和图2。具体的，上述回转窑31为瀑落式回转窑。瀑落式回转窑内部采用独特的内衬结构，可以大大提高窑的热交换效率，并且可以使物料在窑内“翻转”运动时充分接触火焰，减少烧成能耗；同时，料球在互相挤压中可以变得更加密实，增加料球的均质化水平和强度；定制化的高性能耐火保温材料也大大减少了窑皮散热带来的能耗损失；在瀑落式回转窑上均布多组无线测温装置，可灵活掌控各区温度，配备火焰监控系统，可根据窑内温度需求自动控制火焰大小及补风量，使燃烧更充分，降低了燃料使用量的同时减少了氮氧化物的生成，同时改变了传统靠人工看火的固有模式。

同等产能规格的瀑落式回转窑，相较于传统回转窑，长度仅是其三分之一；窑内物料填充系数为18%，是传统回转窑填充系数（9-14%）的两倍。

回转窑采用富氧燃烧工艺，可加快燃烧速度，促进燃烧完全，进而增加热量利用率，降低空气过剩系数。通过试验证明采用富氧燃烧技术可降低熟料球20%烧结时间，提高其产量并节省20%燃料及降低30%的烟气生成量。在烧结过程，可有效阻止NO_X的生成，节约烟气处理成本，其综合节能效果非常可观。以上多种性能优势叠加，使得瀑落式回转窑的能耗仅为传统回转窑的1/2。另外，得益于瀑落式回转窑的长度优势，生产线工艺布局灵活，受土地、厂房等的限制小，可以大大节省占地以及土建投资。

参照图1和图2。烘干机21为振动沸腾床烘干机。振动沸腾床烘干机相较于传统烘干设备，在保证料球烘干质量的前提下，主要优势为烘干速度快、热传递效率高。该烘干设备烘干周期平均仅为3分钟，相较于传统带式烘干机2小时烘干周期而言，效率大大提升；该设备热源来自生产线余热，无需另设热源，其热传递系数可高达95%。

参照图1和图2。上述白泥渣料仓11、石膏料仓12、铝质原料料仓13、晶核素料仓14、煤粉料仓44均采用密闭圆库，从而减少粉尘污染。

参照图1和图2。一种利用白泥制备硫铝酸盐水泥的工艺，包括以下步骤：

1)将白泥渣/电石渣、工业石膏粉/天然石膏粉、铝灰/铝质原料、晶核素通过配料机15与电子皮带秤16传送到搅拌机17中进行混合并搅拌均匀，其按重量份数比为白泥渣/电石渣0.30～060份、工业石膏/天然石膏0.20～0.60份、铝灰/铝质原料0.35～0.75份、晶核素0.03～0.06份；

2)搅拌完后输送至成型机18进行造粒成球，再将成型后的生料球送入烘干机21进行烘干，烘干后得到最终含水率小于2%的干料球；

3)将干料球送入回转窑31煅烧，煅烧25～45min，直至混合物的温度达到1300～1500℃；

4)煅烧完后，将该干料球通过冷却机41冷却至50℃以下；

5)将冷却机41进行冷却时收集的热量输送至烘干机21作为烘干热源；

6)步骤4中的干料球冷却完后，将该干料球通过第一球磨机81进行粉磨，制得硫铝酸盐水泥。

参照图1和图2。回转窑31煅烧过程中产生的尾气通过换热器43将热量交换给干净的空气，干净的空气吸收了热量之后变为热气再供给烘干机21。并且，冷却机41收集的热量和热气供给烘干机21之后剩下的余热再输送至聚合氯化铝液体中进行水雾干燥以制得聚合氯化铝固体，从而实现热量的充分利用。尾气通过换热器43换热后，先采用湿法脱硫对该尾气进行脱硫处理，之后依次采用富氧燃烧法和SNCR法，将尾气中的NO_X还原成N₂和水。另外，给烘干机21之后所多余的热能还可应用于车间供暖等环节。

步骤3中，回转窑31煅烧的方法为：煤块通过煤磨机61进行粉碎后经由选粉机62的筛选，再通过气力输送泵65传送至四通道煤粉燃烧器71内进行燃烧，燃烧之后产生的热风输送至回转窑31内对其内的干料球进行煅烧。

铝质原料的制备方法为：取三氧化铝含量55%以上的铝矾土，先通过第一鄂破131进行中等粒度破碎，再通过第一细碎机132进行细式破碎，最后通过第二球磨机133进行粉碎，制得该铝质原料。

工业石膏粉/天然石膏粉的制备方法为：将工业石膏/天然石膏通过第二鄂破121进行中等粒度破碎，再通过第二细碎机122进行细式破碎，最后通过第三球磨机123进行粉碎，制得该工业石膏粉/天然石膏粉。

电石渣是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。1t电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10t含固量约12%的工业废液，俗称电石渣浆。有效利用电石废渣，不但能带来良好的经济效益、环境效益和社会效益，而且能实现变废为宝，但是目前的回收利用方法尚无法完成对其的充分利用，而在本工艺中，电石渣与白泥渣一样均可被充分地利用于制备高铝水泥。

本实用新型将白泥渣/电石渣、工业石膏粉/天然石膏粉、铝灰/铝质原料、晶核素四者混合放入到回转窑内进行煅烧以制得硫铝酸盐水泥，其具有如下优点：1、消除白泥，有力地保护当地优美的自然生态人居环境；2、加快再生资源回收利用,变废为宝,化害为利,治理污染、改善环境,释放出被占用的土地资源,而且可以为人们创造优美环境,促进人与自然和谐统一的生态环境；3、有效地缓解了市场上硫铝酸盐水泥这一特种水泥的紧缺，弥补了国内特种水泥市场供需严重不足的短板；4、生产过程中产生的热量能够被充分回收，并且提高了工作效率；5、生产线操作人员配置仅需6-11人，不仅可以最大程度避免事故和人工误操作的可能性，也可以大大降低了劳动强度，同时缩减人员需求。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims

1.一种利用白泥制备硫铝酸盐水泥的生产线，其特征在于：包括

2.如权利要求1所述一种利用白泥制备硫铝酸盐水泥的生产线，其特征在于：所述供料设备还包括用于对铝矾土进行中等粒度破碎的第一鄂破、用于对中等粒度破碎后的铝矾土进行细式破碎的第一细碎机、用于将细式破碎后的铝矾土粉碎成铝质原料的第二球磨机、用于对工业石膏/天然石膏进行中等粒度破碎的第二鄂破、用于对中等粒度破碎后的工业石膏/天然石膏进行细式破碎的第二细碎机、用于将细式破碎后的工业石膏/天然石膏粉碎成工业石膏粉/天然石膏粉的第三球磨机。

3.如权利要求1所述一种利用白泥制备硫铝酸盐水泥的生产线，其特征在于：所述热量收集设备还包括用于将所述煅烧设备产生的尾气传送至除尘设备的尾气传输管道、对尾气传输管道中的尾气进行冷却的热交换器、用于将该热交换器产生的热气输送至烘干机的热气传输管道。

4.如权利要求1所述一种利用白泥制备硫铝酸盐水泥的生产线，其特征在于：所述烘干机为振动沸腾床烘干机。