RU2296723C2 - Power-saving method of utilization of the calcium sulfates - the phosphogypsum and the sediments of the sewage disposal plants with production of the cement clinker and the sulfur dioxide gas for production of the sulfuric acid - Google Patents

Power-saving method of utilization of the calcium sulfates - the phosphogypsum and the sediments of the sewage disposal plants with production of the cement clinker and the sulfur dioxide gas for production of the sulfuric acid Download PDF

Info

Publication number
RU2296723C2
RU2296723C2 RU2005119689/03A RU2005119689A RU2296723C2 RU 2296723 C2 RU2296723 C2 RU 2296723C2 RU 2005119689/03 A RU2005119689/03 A RU 2005119689/03A RU 2005119689 A RU2005119689 A RU 2005119689A RU 2296723 C2 RU2296723 C2 RU 2296723C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
production
phosphogypsum
sulfur dioxide
sewage
cement clinker
Prior art date
Application number
RU2005119689/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005119689A (en
Inventor
Владимир Федорович Рассказов (RU)
Владимир Федорович Рассказов
Сергей Михайлович Бакулин (RU)
Сергей Михайлович Бакулин
Андрей Владимирович Рассказов (RU)
Андрей Владимирович Рассказов
Original Assignee
Владимир Федорович Рассказов
Сергей Михайлович Бакулин
Андрей Владимирович Рассказов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Федорович Рассказов, Сергей Михайлович Бакулин, Андрей Владимирович Рассказов filed Critical Владимир Федорович Рассказов
Priority to RU2005119689/03A priority Critical patent/RU2296723C2/en
Publication of RU2005119689A publication Critical patent/RU2005119689A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2296723C2 publication Critical patent/RU2296723C2/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry; power-saving methods of production of the cement clinker and the sulfur dioxide gas from calcium sulfates and the sediments of the sewage disposal plants.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the method of production of the calcium sulfate and the sulfur dioxide gas for production of the sulfuric acid from the gypsum or the phosphogypsum burnt together with the argillaceous materials in the rotating furnaces or in the fluidized layer furnaces. The power-saving method of utilization of calcium sulfates - the phosphogypsum and the sediments of the sewage disposal plants provides for the biological purification of the sewage with production of the cement clinker and the sulfur dioxide gas - the raw material for production of the sulfuric acid. The indicated utilization is conducted by sintering of the calcium sulfates - the phosphogypsum with the sediment of the sewage system aeration stations of the biological purification of the sewage at the temperature of 850°C-1450°C. The technical result of the invention is the utilization of the phosphogypsum and the wastes of the biological purification of the cities and the industrial complexes sewage, that solves the ecological problem of the accumulation and storage of million tons of the substances contaminating the environment and causing alienation of the agricultural lands, the possibility to use the wastes of the biological purification in the production of the phosphoric fertilizers, reduction of the power input and the sharp reduction of the financial expenditure on production of the cement clinker and the sulfur dioxide gas.
EFFECT: the invention ensures utilization of the phosphogypsum and the wastes of the biological purification of the cities and the industrial complexes sewage, solution of the ecological problem of the accumulation and storage of million tons of the substances contaminating the environment and causing alienation of the agricultural lands, the possibility to use the wastes of the biological purification in the production of the phosphoric fertilizers, reduction of the power inputs and the sharp reduction of the financial expenditure on production of the cement clinker and the sulfur dioxide gas.
6 tbl

Description

Предлагаемый в качестве патента на изобретение способ утилизации сульфатов кальция и осадков очистных сооружений с получением цементного клинкера и сернистого газа для производства серной кислоты относится к технологии производства цементного клинкера и сернистого газа для получения серной кислоты из гипса или фосфогипса, обжигаемых с глинистыми материалами во вращающихся печах или печах кипящего слоя (1÷17).The method of utilizing calcium sulfates and sludge from treatment plants to produce cement clinker and sulfur dioxide for producing sulfuric acid, proposed as a patent for the invention, relates to the technology for producing cement clinker and sulfur dioxide for producing sulfuric acid from gypsum or phosphogypsum, fired with clay materials in rotary kilns or fluidized bed furnaces (1 ÷ 17).

Для производства вяжущего материала гипс и глину использовали, вероятно, еще во времена строительства египетских пирамид, но к производству цементного клинкера и сернистого газа, пригодного для производства серной кислоты, приступили в начале двадцатого века при реализации процессов Мюллера и Кюхне (Пат. №1069191, 1913. Пат. №5049198, 1991. Пат. №4503018, 1985. Пат. №4608238, 1986. Пат. №12061993, 1970. Пат. №1285864, 1971. Пат. №3865602, 1975). Эти технологии в настоящее время применяют в Австрии, Англии, Германии, Франции, Польше, Южной Африке. В восьмидесятые годы прошлого века в Советском Союзе проводили экспериментальные работы по разработке технологии производства окиси кальция и сернистого газа из фосфогипса на экспериментальной базе НИУИФ.Gypsum and clay were probably used for the production of cementitious material even during the construction of the Egyptian pyramids, but the production of cement clinker and sulfur dioxide suitable for the production of sulfuric acid was started at the beginning of the twentieth century with the implementation of the processes of Müller and Kühne (Pat. No. 1069191, 1913. Pat. No. 5049198, 1991. Pat. No. 4503018, 1985. Pat. No. 4608238, 1986. Pat. No. 12061993, 1970. Pat. No. 1285864, 1971. Pat. No. 3865602, 1975). These technologies are currently used in Austria, England, Germany, France, Poland, South Africa. In the eighties of the last century, the Soviet Union conducted experimental work on the development of technology for the production of calcium oxide and sulfur dioxide from phosphogypsum at the NIUIF experimental base.

Процесс Мюллера и Кюхне осуществляют последовательно в несколько стадий, которые включают десульфуризацию сульфатов кальция при температуре 900°С÷1200°С; спекание окиси кальция с глинистыми материалами при температуре 1450°С с образованием клинкерных С3S, С2S и других соединений кальция с алюминием и железом. Процессы десульфуризации и минералообразования проходят в соответствии с реакциями:The Mueller and Küchnet process is carried out sequentially in several stages, which include the desulfurization of calcium sulfates at a temperature of 900 ° C ÷ 1200 ° C; sintering of calcium oxide with clay materials at a temperature of 1450 ° C with the formation of clinker C 3 S, C 2 S and other calcium compounds with aluminum and iron. The processes of desulfurization and mineral formation are carried out in accordance with the reactions:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Суммарно эту реакцию выражают нижеследующим образом:In total, this reaction is expressed as follows:

Figure 00000003
Figure 00000003

иand

Figure 00000004
Figure 00000004

Реакция десульфуризации проходит в атмосфере топочных газов в печи, которые поднимаются из нижней ее части в верхнюю. Реакция эндотермична и для своего осуществления требует на 36.0% больше энергии, чем при реакции декарбонизации известняка в производстве цементного клинкера классическим способом. Высокая энергоемкость процесса - одна из проблем при осуществлении процесса Мюллера-Кюхне, которая решается применением процесса предлагаемым способом.The desulfurization reaction takes place in the atmosphere of the flue gases in the furnace, which rise from its lower to upper part. The reaction is endothermic and for its implementation requires 36.0% more energy than the decarbonization reaction of limestone in the production of cement clinker in the classical way. The high energy intensity of the process is one of the problems in the implementation of the Muller-Küchnet process, which is solved by applying the process of the proposed method.

Процессы взаимодействия сульфата кальция с углеродным компонентом технологической массыThe processes of interaction of calcium sulfate with the carbon component of the technological mass

Figure 00000005
Figure 00000005

проходят соответственно с выделением и поглощением тепла (-36.3 ккал/моль; +82.4 ккал/моль; -46.1 ккал/моль).pass respectively with the release and absorption of heat (-36.3 kcal / mol; +82.4 kcal / mol; -46.1 kcal / mol).

В окислительной атмосфере протекают процессыProcesses occur in an oxidizing atmosphere.

Figure 00000006
Figure 00000006

с выделением тепла (-105.6 ккал/моль)with the release of heat (-105.6 kcal / mol)

Figure 00000007
Figure 00000007

с выделением тепла (-151.3 ккал/моль) иwith heat (-151.3 kcal / mol) and

Figure 00000008
Figure 00000008

с выделением тепла (-94.052 ккал/моль) и протекают они при температуре 750÷800°С.with the release of heat (-94.052 kcal / mol) and they occur at a temperature of 750 ÷ 800 ° C.

РеакцияReaction

Figure 00000009
Figure 00000009

при температуре 1200°С проходит за 1,5 часа.at a temperature of 1200 ° C it takes 1.5 hours.

Процесс десульфуризации - один из сложнейших в действующей технологии и требует для своего осуществления специальных аппаратов для ускорения этого процесса. В частности, с этой целью используют и плавающие колосники спекательной машины и для уменьшения длины вращающейся печи используют спекательные машины с электрической печью, аппараты с электрическим разрядом.The desulfurization process is one of the most complicated in the current technology and requires special apparatus to accelerate this process for its implementation. In particular, for this purpose, the floating grate of the sintering machine is also used, and to reduce the length of the rotary kiln, sintering machines with an electric furnace and apparatuses with electric discharge are used.

Предлагаемая технология устраняет многие недостатки действующей технологии производства цементного клинкера и серной кислоты из сульфатов кальция и глинистых материалов. Она не требует применения углерода или минеральных добавок для образования цементного клинкера, она не требует применения специальных мер для сокращения длины печи или расширения зоны спекания, обеспечивая высокий уровень теплообмена в толще технологической смеси сгоранием органических соединений осадка очистных сооружений. Зола от сгорания осадка очистных сооружений служит гарантией образования стабильной структуры в спеке и расплаве цементного клинкера при гарантированном уровне в 9.0% сернистого газа, который поступает в технологическую линию контактного производства серной кислоты. Применение в процессе сгорающего осадка очистных сооружений способствует резкому сокращению расхода топлива на проведение всего технологического процесса. Таким образом решается проблема больших городов и промышленных регионов, решается экологическая проблема утилизации осадков очистных сооружений станций аэрации биологической очистки сточных вод. Предлагаемая к осуществлению технология меняет парадигму самого процесса утилизации осадков сточных вод. Проблема утилизации осадка сточных вод в промышленном объеме состояла не только в отсутствии технологии утилизации осадка, но и в безвозвратной потере при этом органических веществ, которые при рациональном сборе и получении осадка могли быть использованы в качестве удобрений для повышения плодородия почв. Образующийся в процессе сернистый газ может быть превращен в серную кислоту. Серная кислота позволяет при переработке фосфатного сырья получить ортофосфорную, полифосфорную кислоты и на их основе целый спектр фосфорных минеральных удобрений, незаменимых при повышении плодородия почв. Таким образом предлагаемая технология утилизации осадков очистных сооружений позволяет не только получить ценнейшие строительные материалы в виде цементного клинкера и сернистого газа, пригодного для получения серной кислоты, но и открывает, казалось бы, тупиковый путь в проблеме применения осадка очистных сооружений в сельскохозяйственных целях.The proposed technology eliminates many of the shortcomings of the current technology for the production of cement clinker and sulfuric acid from calcium sulfates and clay materials. It does not require the use of carbon or mineral additives for the formation of cement clinker, it does not require special measures to reduce the length of the furnace or expand the sintering zone, providing a high level of heat transfer in the thickness of the process mixture by combustion of organic compounds from the sludge of treatment plants. The ash from the sludge from sewage treatment plants serves as a guarantee of the formation of a stable structure in the cake and melt of cement clinker with a guaranteed level of 9.0% sulfur dioxide, which enters the contact sulfuric acid contact production line. The use of treatment facilities in the process of burning sludge contributes to a sharp reduction in fuel consumption for the entire process. In this way, the problem of large cities and industrial regions is solved, and the environmental problem of the disposal of sludge from the treatment facilities of biological wastewater treatment plants is solved. The technology proposed for implementation is changing the paradigm of the process for the disposal of sewage sludge. The problem of the utilization of sewage sludge on an industrial scale consisted not only in the absence of sludge disposal technology, but also in the irretrievable loss of organic substances, which, if rationally collected and obtained, could be used as fertilizers to increase soil fertility. Sulfur gas generated in the process can be converted to sulfuric acid. Sulfuric acid allows the processing of phosphate raw materials to obtain phosphoric, polyphosphoric acid and, on their basis, a whole spectrum of phosphoric mineral fertilizers, indispensable for increasing soil fertility. Thus, the proposed technology for the disposal of sludge from sewage treatment plants allows not only to obtain the most valuable building materials in the form of cement clinker and sulfur dioxide suitable for producing sulfuric acid, but also opens a seemingly deadlock in the problem of using sewage from sewage treatment plants for agricultural purposes.

В предлагаемом энергосберегающем способе утилизации сульфатов кальция - фосфогипса и осадков очистных сооружений биологической очистки сточных вод с получением цементного клинкера и сернистого газа - сырья для производства серной кислоты, указанную утилизацию проводят спеканием сульфатов кальция - фосфогипса с осадком очистных сооружений станций аэрации биологической очистки сточных вод при температуре 850°С-1450°С.In the proposed energy-saving method for the disposal of calcium sulfates - phosphogypsum and sludge from biological wastewater treatment plants to produce cement clinker and sulfur dioxide - raw materials for the production of sulfuric acid, this disposal is carried out by sintering calcium sulfates - phosphogypsum with sludge from wastewater treatment plants at biological wastewater treatment plants at temperature 850 ° С-1450 ° С.

Технический результат достигается применением в процессе Мюллера-Кюхне вместо глинистого материала и минеральных добавок осадка очистных сооружений станций аэрации, станций биологической очистки сточных вод, путем спекания технологической смеси гипса или дигидрата, полугидрата фосфогипса с глинистым веществом осадка очистных сооружений во вращающихся печах современных цементных заводов.The technical result is achieved by using, in the Muller-Küchne process, instead of clay material and mineral additives, sludge from treatment plants of aeration stations, biological wastewater treatment plants, by sintering a technological mixture of gypsum or dihydrate, phosphogypsum hemihydrate with clay material from sludge from treatment plants in rotary kilns of modern cement plants.

Химический состав сырья и его расходные нормы на производство 1000 кг цементного клинкера приведены в Таблице №1, Таблице №2.The chemical composition of raw materials and their consumption rates for the production of 1000 kg of cement clinker are shown in Table No. 1, Table No. 2.

Нормативные расходные величины, необходимые для производства 1000 кг цементного клинкера в процессах с применением ангидрита, полугидрата и дигидрата сульфата кальция с получением 9.0% SO2, основные физико-химические данные и расчетные величины процессов приведены в Таблицах №3, №4, №5.The standard consumables required for the production of 1000 kg of cement clinker in processes using anhydrite, hemihydrate and calcium sulfate dihydrate to obtain 9.0% SO 2 , the basic physico-chemical data and the estimated values of the processes are shown in Tables No. 3, No. 4, No. 5.

Данные Таблиц №3, №4, №5 показывают, что процессы переработки ангидрита, полугидрата и дигидрата сульфата кальция (фосфогипса) близки приведенным уравнениям с образованием в газовой фазе (приведенным к нормальным условиям) SO2 в концентрации, близкой 5.0%-9.0%, и в твердой фазе цементного клинкера C3S; C2S.The data in Tables No. 3, No. 4, No. 5 show that the processes of processing anhydrite, hemihydrate and calcium sulfate dihydrate (phosphogypsum) are close to the above equations with the formation in the gas phase (reduced to normal conditions) of SO 2 in a concentration close to 5.0% -9.0% , and in the solid phase of cement clinker C 3 S; C 2 S.

Сушка отходящего газа серной кислотой позволяет поднять концентрацию SO2 до 17.9%, что достаточно для контактного процесса переработки SO2 в SO3 и последующего получения серной кислоты любой концентрации вплоть до олеума.Drying the exhaust gas with sulfuric acid allows you to raise the concentration of SO 2 to 17.9%, which is enough for the contact process of processing SO 2 in SO 3 and the subsequent production of sulfuric acid of any concentration up to oleum.

Камеральным экспериментом установлена возможность получения 98.0% серной кислоты и цементного клинкера стандартных технологических параметров. Физико-технические и механические данные образцов, полученных из ангидрита сульфата кальция, полугидрата сульфата кальция и дигидрата сульфата кальция приведены в таблице №6.A laboratory experiment established the possibility of obtaining 98.0% sulfuric acid and cement clinker with standard technological parameters. Physico-technical and mechanical data of samples obtained from calcium sulfate anhydrite, calcium sulfate hemihydrate and calcium sulfate dihydrate are shown in table No. 6.

Таблица №1Table number 1 Компоненты сырьевой массы и их химический состав*) Raw material components and their chemical composition *) Компоненты сырьевой массыRaw Material Components Химический состав сырья, мас.%The chemical composition of the raw materials, wt.% СаОCaO SiO2 SiO 2 CO2 CO 2 SO3 SO 3 Al2О3 Al 2 About 3 Fe2О3 Fe 2 About 3 MgOMgO WW п.п.п.p.p.p. ∑%∑% Ангидрит CaSO4 Anhydrite CaSO 4 41.1741.17 -- -- 58.8258.82 -- -- -- 58.8258.82 99.9999.99 Дигидрат CaSO4*2Н2OCaSO 4 * 2H 2 O dihydrate 31.031.0 0.0790.079 -- 46.0846.08 0.420.42 0.30.3 1.21.2 20.920.9 67.067.0 99.999.9 Полугидрат CaSO4*0.5Н2OCaSO 4 * 0.5H 2 O hemihydrate 38.6238.62 0.120.12 0.80.8 55.1755.17 0.360.36 0.20.2 1.61.6 6.216.21 61.3861.38 100one hundred Зола осадка очистных сооруженийSewage sludge ash 9.39.3 46.6
(68.24)
46.6
(68.24)
-- -- 12.012.0 9.49.4 1.061.06 -- -- 78.3678.36
КлинкерClinker 63.063.0 22.022.0 -- -- 6.06.0 3.03.0 1.51.5 -- -- 95.595.5 Апатитовый фосфогипс CaSO4*2H2OApatite phosphogypsum CaSO 4 * 2H 2 O 31.831.8 0.790.79 -- 44.644.6 0.420.42 0.330.33 -- 19.619.6 К2O=0.06
Na2O=0.06
K 2 O = 0.06
Na 2 O = 0.06
Р2O5общ=0.87
Р2O5общ=0.3
P 2 O 5total = 0.87
P 2 O 5total = 0.3
Фосфогипс Каратау CaSO4*2Н2ОPhosphogypsum Karatau CaSO 4 * 2Н 2 О 3.23.2 -- -- 46.546.5 0.50.5 0.20.2 -- 17.517.5 Р2О5общ=1.6
Р2O5общ=0.3
P 2 O 5total = 1.6
P 2 O 5total = 0.3
*)
Удельный вес фосфогипса: 2.2-2.4 г/см3
Показатель преломления: Ng=1.530; Np=l.52
Удельная поверхность: 3800 см2
Растворимость: 0.2-0.22%
Объемная масса
неуплотненного: 0.49 г/см3-0.72 г/см3
уплотненного: 0.67 г/см3-0.93 г/см3
при W=20.1% и 43.5%; угол естественного откоса равен 53°
*)
The specific gravity of phosphogypsum: 2.2-2.4 g / cm 3
Refractive Index: Ng = 1.530; Np = l.52
Specific surface: 3800 cm 2 / g
Solubility: 0.2-0.22%
Bulk mass
uncompressed: 0.49 g / cm 3 -0.72 g / cm 3
compacted: 0.67 g / cm 3 -0.93 g / cm 3
at W = 20.1% and 43.5%; slope angle is 53 °

Таблица №2Table number 2 Расходные нормы сырьевых материалов на производство 1000 кг цементного клинкера и 1287 кг серной кислоты в зависимости от состава сульфатного сырьяConsumption rates of raw materials for the production of 1000 kg of cement clinker and 1287 kg of sulfuric acid, depending on the composition of sulfate raw materials Сырьевые компоненты и производные величиныRaw materials and derivatives Расходные нормы сырьевых компонентов по способам производства портландцементного клинкера с сульфатами кальция, кгConsumption rates of raw materials for production methods of Portland cement clinker with calcium sulfates, kg Ангидрит CaSO4 Anhydrite CaSO 4 Полугидрат CaSO4*0.5H2OCaSO 4 * 0.5H 2 O hemihydrate Дигидрат CaSO4*2H2OCaSO 4 * 2H 2 O dihydrate 1one 22 33 4four Ангидрит CaSO4 Anhydrite CaSO 4 1787.41787.4 -- -- Полугидрат CaSO4*0.5H2OCaSO 4 * 0.5H 2 O hemihydrate -- 1905.71905.7 -- Дигидрат CaSO4*2Н2ОCaSO 4 * 2H 2 O dihydrate -- -- 2260.62260.6 Остаток после прокаливанияResidue after calcination 736736 736736 736736 Осадок очистных сооруженийSewage treatment plants 3971.63971.6 3971.63971.6 3971.63971.6 Вода в осадке очистных сооруженийSludge water from sewage treatment plants 2819.92819.9 2819.92819.9 2819.92819.9 Сухой осадок очистных сооруженийDry sludge from treatment facilities 1151.81151.8 1151.81151.8 1151.81151.8 Зола осадка очистных сооруженийSewage sludge ash 564.4564.4 564.4564.4 564.4564.4 Влажность осадка очистных сооружений, %The moisture content of the sewage treatment plant,% 71.0/2071.0 / 20 71.0/2071.0 / 20 71.0/2071.0 / 20 Влажность технологической смеси, %The humidity of the technological mixture,% 48.96448.964 50.250.2 5353 Содержание белка, кгProtein content, kg 587.4587.4 587.4587.4 587.4587.4 Содержание углерода в белке, кгThe carbon content in protein, kg 323.1323.1 323.1323.1 323.1323.1 Количество O2, необходимое для окисления белка в осадке очистных сооружений, кгThe amount of O 2 required for the oxidation of protein in the sediment of treatment facilities, kg 430.8430.8 430.8430.8 430.8430.8 Количество СО, образующееся при сгорании белка, кгThe amount of CO formed during the combustion of protein, kg 753.8753.8 753.8753.8 753.8753.8 Количество воздуха, необходимого для сжигания белка, л/м3 The amount of air required for burning protein, l / m 3 1584404.6/1584.41584404.6 / 1584.4 1584404.6/1584.41584404.6 / 1584.4 1584404.6/1584.41584404.6 / 1584.4

Нормативные расходные величины, необходимые для производства 1000 кг цементного клинкера 3CaOSiO2 в процессеThe standard consumables required for the production of 1000 kg of cement clinker 3CaOSiO 2 in the process

Figure 00000010
Figure 00000010

с получением 9.0% SO2 и основные физико-химические данные.with the receipt of 9.0% SO 2 and basic physical and chemical data.

Таблица №3Table number 3 № п/пNo. p / p Сырьевые компоненты и производные величиныRaw materials and derivatives Расходные нормыConsumption rates РазмерностьDimension Значение величиныValue 1one 22 33 4four 1one Ангидрит кальция CaSO4/CaOCalcium Anhydrite CaSO 4 / CaO кг/кгkg / kg 1787.43/7361787.43 / 736 22 Расход осадкаSediment consumption кгkg 3971.63963971.6396 33 Вода в осадке очистных сооруженийSludge water from sewage treatment plants кгkg 2819.86962819.8696 4four Сухой осадок очистных сооруженийDry sludge from treatment facilities кгkg 1151.771151.77 55 Зола осадка очистных сооруженийSewage sludge ash кгkg 564.37564.37 66 Влажность технологической смесиProcess Humidity %% 48,96448,964 77 Влажность осадка очистных сооруженийSludge %% 71.071.0 88 Содержание белковой массы в сухом осадкеThe protein content in dry sediment кгkg 587.4027587.4027 99 Содержание углерода в белковой массе сухого осадкаThe carbon content in the protein mass of dry sediment кгkg 323,071323,071 1010 Количество О2, необходимое для окисления углеродаThe amount of O 2 required for oxidation of carbon кгkg 430.76430.76 11eleven Количество СО, образующееся пря сгорании углеродаThe amount of CO formed by the direct combustion of carbon кгkg 753.83753.83 1212 Содержание O2 в воздухеO 2 content in air %% 21.021.0 1313 Содержание O2 в воздухеO 2 content in air граммgram 6.096.09 14fourteen Объем воздуха, необходимый для окисления углеродаThe amount of air needed to oxidize carbon л/м3 l / m 3 1584404.5Э77/1584.41584404.5E77 / 1584.4 15fifteen Объем кислорода, необходимый для сжигания углерода осадкаThe amount of oxygen required to burn carbon sludge м3 m 3 332.724332.724 1616 Количество и объем CO2, образующийся в процессеThe amount and volume of CO 2 generated in the process кг/м3 kg / m 3 578.286/294 (294400*145 л)578.286 / 294 (294400 * 145 L) 1717 Количество и объем SO2, образующийся в процессеThe amount and volume of SO 2 generated in the process кг/м3 kg / m 3 841.1435/294.4 (294400*225 л)841.1435 / 294.4 (294400 * 225 L) 18eighteen Теплотворная способность сухого осадкаCalorific value of dry sediment ккал/кг
КДж/кг
kcal / kg
Kj / kg
2640-4500
11000-18750
2640-4500
11000-18750
1919 Теплота парообразованияHeat of vaporization ккал/моль
КДж/моль
kcal / mol
KJ / mol
10.519
43.99
10.519
43.99
20twenty Расход жидкого топлива на процесс клинкерообразованияLiquid fuel consumption for clinker formation кгkg 115115 2121 Теплотворная способность жидкого топливаCalorific value of liquid fuel ккал/кг
КДж/кг
kcal / kg
Kj / kg
10000-11000
41800-45980
10000-11000
41800-45980
2222 Стоимость топливаFuel cost $/кг$ / kg 0.30.3 2323 Производительность предприятия по клинкеруClinker Enterprise Performance тонн клинкера/годtons of clinker / year 730000730000 2424 Количество тепла, необходимое для удаления воды из технологической массыThe amount of heat required to remove water from the process pulp ккал/2819.8696
КДж/2819.8696
kcal / 2819.8696
KJ / 2819.8696
1647960.52
6882330.405
1647960.52
6882330.405
2525 Объем паров воды, удаляемый в процессеThe volume of water vapor removed in the process м3 m 3 3509.171053509.17105 2626 Количество тепла, выделяющееся при сгорании сухого осадкаThe amount of heat released during the combustion of dry sludge ккал/1151,77kcal / 1151.77 51829655182965 2727 Количество тепла, выделяющееся в системуThe amount of heat released into the system ккал/КДжkcal / kJ 35350653535065 2828 Расход топливаFuel consumption кг/тонну
клинкера
kg / ton
clinker
115115
2929th Количество SO2, образующееся при производстве 1 т клинкераThe amount of SO 2 generated in the production of 1 ton of clinker м3/тонну клинкера
кг/тонну клинкера
m 3 / ton of clinker
kg / ton clinker
841.14/294.339841.14 / 294.339
30thirty Количество SO3 The amount of SO 3 м3/тонну клинкера
кг/тонну клинкера
m 3 / ton of clinker
kg / ton clinker
1051.425/294.3391051.425 / 294.339
3131 Количество H2SOThe amount of H 2 SO кг/тонну
клинкера
kg / ton
clinker
1287.991287.99
3232 Количество тепла, выделяющееся в систему при сгорании топливаThe amount of heat released into the system during fuel combustion ккал КДжkcal kj 1265000 52877001265000 5287700

Нормативные расходные и расчетные величины при осуществлении процессаNormative consumables and calculated values during the implementation of the process

Figure 00000011
Figure 00000011

и основные физико-химические данные.and basic physical and chemical data.

Таблица №4Table number 4 № п/пNo. p / p Сырьевые компоненты и производные величиныRaw materials and derivatives Расходные нормыConsumption rates РазмерностьDimension Значение величиныValue 1one 22 33 4four 1one Полугидрат сульфата кальция CaSO4*6Н2ОCalcium sulfate hemihydrate CaSO 4 * 6Н 2 О КгKg 1905.7141905.714 22 Количество воды в полугидрате сульфата кальция CaSO4*0.5Н2OThe amount of water in the hemihydrate of calcium sulfate CaSO 4 * 0.5Н 2 O КгKg 118.285696118.285696 33 Остаток после прокаливания СаОThe residue after calcining CaO КгKg 736736 4four Количество SO3 The amount of SO 3 КгKg 1051.42841051.4284 55 Осадок очистных сооруженийSewage treatment plants КгKg 3971.63963971.6396 66 Вода в осадке очистных сооруженийSludge water from sewage treatment plants КгKg 2819.86962819.8696 77 Вода в системеSystem water КгKg 2938.15532938.1553 88 Сухой осадок очистных сооруженийDry sludge from treatment facilities КгKg 1151.771151.77 99 Зола осадка очистных сооруженийSewage sludge ash КгKg 564.37564.37 1010 Влажность осадка очистных сооруженийSludge %% 71.071.0 11eleven Влажность технологической смесиProcess Humidity %% 47.9747.97 1212 Масса технологической смесиProcess weight КгKg 5877.35365877.3536 1313 Содержание белковой массы в сухом осадкеThe protein content in dry sediment КгKg 587,4027587.4027 14fourteen Содержание углерода в белковой массе сухого осадкаThe carbon content in the protein mass of dry sediment КгKg 323.071323.071 15fifteen Количество О2, необходимое для окисления углеродаThe amount of O 2 required for oxidation of carbon КгKg 430.76430.76 1616 Количество СО, образующееся при сгорании углерода белка осадкаThe amount of CO generated during the combustion of carbon in the sediment protein КгKg 753.83753.83 1717 Содержание углерода в белкеCarbon content in protein %% 5555 18eighteen Количество О2, необходимое для окисления углеродаThe amount of O 2 required for oxidation of carbon %
кг/м3
%
kg / m 3
5.88 433/303.15.88 433 / 303.1
1919 Количество и объем углерода С в белковой массеThe amount and volume of carbon C in protein mass КгKg 324.75324.75 20twenty Количество СО, образующееся при сгорании белкаThe amount of CO generated during the combustion of protein %
кг/м3
%
kg / m 3
11.76
757.75/606.2
11.76
757.75 / 606.2
2121 Количество SO2, образующееся в процессеThe amount of SO 2 formed in the process %
кг/м3
%
kg / m 3
6.06
841.14/294.399
6.06
841.14 / 294.399
2222 Количество Н2О в полугидрате сульфата кальция CaSO4*0.5H2OThe amount of N 2 About in the hemihydrate of calcium sulfate CaSO 4 * 0.5H 2 O кг/м3 kg / m 3 118.2856118.2856 2323 Сумма Н2О из CaSO4*0.5Н2O и осадка в системеSum of Н 2 О from CaSO 4 * 0.5Н 2 O and precipitate in the system %
кг/м3
%
kg / m 3
70.93
2938,1553/3656.37
70.93
2938.1553 / 3656.37
2424 Объем газовой фазыGas phase volume м3 m 3 5154.4335154.433 2525 СCO2 With CO2 %
кг/м3
%
kg / m 3
5.7115
578.2856/294.397
5.7115
578.2856 / 294.397

Нормативные расходные и расчетные величины при осуществлении процессаNormative consumables and calculated values during the implementation of the process

Figure 00000012
Figure 00000012

и основные физико-химические данные.and basic physical and chemical data.

Таблица №5Table number 5 № п/пNo. p / p Сырьевые компоненты и производные величиныRaw materials and derivatives Расходные нормыConsumption rates РазмерностьDimension Значение величиныValue 1one 22 33 4four 1one Дигидрат сульфата кальция CaSO4*2Н2OCalcium sulfate dihydrate CaSO 4 * 2Н 2 O кгkg 2260.572260.57 22 Количество воды в дигидрате сульфата кальция CaSO4*2Н2OAmount of water in calcium sulfate dihydrate CaSO 4 * 2Н 2 O кгkg 473.14473.14 33 Остаток после прокаливания СаОThe residue after calcining CaO кгkg 736736 4four Количество SO3 The amount of SO 3 кгkg 1051.42841051.4284 55 Осадок очистных сооруженийSewage treatment plants кгkg 3971.63963971.6396 66 Вода в осадке очистных сооруженийSludge water from sewage treatment plants кгkg 2819.86962819.8696 77 Сухой осадок очистных сооруженийDry sludge from treatment facilities кгkg 1151.771151.77 88 Зола осадка очистных сооруженийSewage sludge ash кгkg 564.37564.37 99 Влажность осадка очистных сооруженийSludge %% 71.071.0 1010 Влажность технологической смесиProcess Humidity %% 52.838552.8385 11eleven Вода в системеSystem water кгkg 3293.00963293.0096 1212 Масса технологической смесиProcess weight кгkg 6232.20966232.2096 1313 Содержание белковой массы в сухом осадкеThe protein content in dry sediment кгkg 587.4027587.4027 14fourteen Содержание углерода в белковой массе сухого осадкаThe carbon content in the protein mass of dry sediment кгkg 323.071323.071 15fifteen Количество О2, необходимое для окисления углеродаThe amount of O 2 required for oxidation of carbon %
кг
%
kg
5,25
430.76/301.532
5.25
430.76 / 301.532
1616 Количество СО, образующееся при сгорании углерода белка осадкаThe amount of CO generated during the combustion of carbon in the sediment protein %
кг/м3
%
kg / m 3
13.128
753.83/
13.128
753.83 /
1717 Содержание углерода в белкеCarbon content in protein %% 5555 18eighteen Количество углерода С в белковой массеThe amount of carbon C in protein mass кгkg 324.75324.75 1919 Количество SO2, образующееся в процессеThe amount of SO 2 formed in the process %
кг/м3
%
kg / m 3
5.13
841.14/294.39
5.13
841.14 / 294.39
20twenty Количество Н2O в технологической смеси и в объеме газовой фазыThe amount of H 2 O in the technological mixture and in the volume of the gas phase %
кг/м3
%
kg / m 3
71.37 3293.012/4097.9771.37 3293.012 / 4097.97
2121 Количество СО2 в системеThe amount of CO 2 in the system %
кг/м3
%
kg / m 3
5.13
578.28/294.397
5.13
578.28 / 294.397

Таблица №6Table number 6 Физико-технические и механические данные, полученные в результате испытаний образцов цементного клинкера, произведенного спеканием смеси сульфатов кальция и осадков очистных сооружений при температуре 1450°СPhysico-technical and mechanical data obtained as a result of testing samples of cement clinker produced by sintering a mixture of calcium sulfates and sludge from treatment plants at a temperature of 1450 ° C Номер образцаSample Number Удельная поверхность, см2Specific surface cm 2 / g Нормальная густота, %Normal density,% Растекаемость, ммSpreadability, mm Сроки схватывания, часыSetting time, hours Предел прочности при изгибе и сжатии в возрасте, мПа/суткиStrength in bending and compression in age, MPa / day началоStart конецend 33 77 2828 1one 27002700 25.425.4 110110 330 3 30 540540 1.9/9.81.9 / 9.8 3.6/29.33.6 / 29.3 4.8/38.94.8 / 38.9 22 27202720 26.126.1 115115 320 3 20 550550 2.25/12.82.25 / 12.8 4.9/32.04.9 / 32.0 5.8/41.55.8 / 41.5 33 26902690 24.824.8 112112 325 3 25 545545 2.3/12.32.3 / 12.3 3,6/31.13.6 / 31.1 5.3/40.25.3 / 40.2 4four 27502750 25.225.2 110110 310 3 10 540540 2.41/12.52.41 / 12.5 3.5/29.03.5 / 29.0 5.4/40.95.4 / 40.9 55 27502750 26.226.2 115115 330 3 30 550550 2.1/11.82.1 / 11.8 3.8/29.43.8 / 29.4 5.2/40.55.2 / 40.5 66 27102710 24.524.5 120120 324 3 24 545545 2.8/12.42.8 / 12.4 3.9/30.53.9 / 30.5 5.3/39.85.3 / 39.8 77 27202720 25.325.3 115115 325 3 25 545545 2.5/12.82.5 / 12.8 4.8/32.04.8 / 32.0 5.7/41.25.7 / 41.2 88 27252725 26.326.3 112112 330 3 30 550550 2.9/13.02.9 / 13.0 4.1/32.04.1 / 32.0 5.1/39.45.1 / 39.4 99 27052705 25.525.5 118118 325 3 25 555555 2.85/12.92.85 / 12.9 4.0/31.94.0 / 31.9 5.0/40.05.0 / 40.0 1010 27082708 25.225.2 120120 320 3 20 545545 2.9/12.92.9 / 12.9 3.6/29.53.6 / 29.5 4.9/40.54.9 / 40.5 *)
Физическая плотность образцов, г/см3, изменяется в области плотности 3.1. Насыпная масса в рыхлом и уплотненном состоянии в среднем составляет 1.15 г/см3 и 1.5 г/см3
**) Для образцов 1-3 использовались смеси из табл. №2 с ангидритом в качестве фосфогипса, для образцов 4-6 - смеси с полугидратом в качестве фосфогипса, для образцов 7-10 - смеси с дигидратом в качестве фосфогипса.
*)
The physical density of the samples, g / cm 3 , varies in the density range 3.1. The bulk density in a loose and compacted state averages 1.15 g / cm 3 and 1.5 g / cm 3
**) For samples 1-3, mixtures from Table 1 were used. No. 2 with anhydrite as phosphogypsum; for samples 4-6, mixtures with hemihydrate as phosphogypsum; for samples 7-10, mixtures with dihydrate as phosphogypsum.

Список научно-технической и патентной литературы, использованной в патентном поиске над изобретением: ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ СУЛЬФАТОВ КАЛЬЦИЯ-ФОСФОГИПСА И ОСАДКОВ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ С ПОЛУЧЕНИЕМ ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА И СЕРНИСТОГО ГАЗА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СЕРНОЙ КИСЛОТЫList of scientific, technical and patent literature used in a patent search for an invention: ENERGY-SAVING METHOD FOR DISPOSAL OF CALCIUM-PHOSPHOGYPES SULFATES AND SEDIMENTS OF CLEANING FACILITIES WITH PRODUCING CEMENT CLINKER AND SULFUR GAS FOR No. АвторAuthor НазваниеTitle ИзданиеEdition 1one Венюа М.Venua M. Технологические схемы производства цементовTechnological schemes of cement production М., "Стройматериалы", 1980M., "Building Materials", 1980 22 Горчаков Г.И.Gorchakov G.I. Строительные материалыConstruction Materials М., 1986M., 1986 33 Цемент и его применение №1Cement and its application No. 1 20042004 4four Тейлор, Хэл Ф.Taylor, Hal F. Химия цементаCement chemistry М., "Мир", 1996M., "World", 1996 55 Гольдштейн Л.Я.Goldstein L.Ya. Производство цементов путем утилизации промышленных отходовCement production through industrial waste disposal Л., "Стройиздат", 1985L., "Stroyizdat", 1985 66 Шевцов A.M.Shevtsov A.M. Патент России №2065845Patent of Russia No. 2065845 19961996 77 Шевцов A.M.Shevtsov A.M. Патент России №2074134Patent of Russia No. 2074134 19971997 88 Бутт Ю.М., Волконский Б.В., Егоров Г.Б.Butt Yu.M., Volkonsky B.V., Egorov G.B. Справочник цементовCement Handbook Л, 1980L, 1980 99 Вердиян М.А., Бобров Д.А., Вердиян A.M.Verdiyan M.A., Bobrov D.A., Verdiyan A.M. Научные основы технологии цементаScientific Foundations of Cement Technology М, 2000M, 2000 1010 Structure and performance of cementsStructure and performance of cements London, New York, 1983London, New York, 1983 11eleven Моя Москва. Журнал столичной жизни № 7My Moscow. Magazine of metropolitan life No. 7 20042004 1212 Ф.вон ШлиппенбахF.won Schlippenbach Пат. США №1069191, 1913.Pat. US No. 1069191, 1913. 19131913 1313 Р.С.РибасR.S. Ribas Пат. США №5049198, 1991.Pat. US No. 5049198, 1991. 19911991 14fourteen С.А.Гарднер, Т.Е.БанS.A. Gardner, T.E. Ban Пат. США №4503018, 1985.Pat. US No. 4503018, 1985. 19851985 15fifteen Е.К.Уилсон, С.Дж.СпиголонE.K. Wilson, S.J. Spigolon Пат. США №4608238, 1986.Pat. U.S. No. 4,608,238, 1986. 19861986 1616 Пат. Великобритании №1206193, 1970.Pat. UK No. 1206193, 1970. 19701970 1717 X.Стич, У.Биндер и др.H. Stich, W. Binder et al. Пат. США №3865602, 1975Pat. US No. 3865602, 1975 19751975

*Источники №№12-17 описывают процесс Мюллера-Кюхне.* Sources Nos. 12-17 describe the Mueller-Küchnet process.

Claims (1)

Энергосберегающий способ утилизации сульфатов кальция - фосфогипса и осадков очистных сооружений биологической очистки сточных вод с получением цементного клинкера и сернистого газа - сырья для производства серной кислоты, характеризующийся тем, что указанную утилизацию проводят спеканием сульфатов кальция - фосфогипса с осадком очистных сооружений станций аэрации биологической очистки сточных вод при температуре 850-1450°С.An energy-saving method for the disposal of calcium sulfates - phosphogypsum and sludge from biological wastewater treatment plants to produce cement clinker and sulfur dioxide - raw materials for the production of sulfuric acid, characterized in that this utilization is carried out by sintering calcium sulfates - phosphogypsum with sludge from wastewater treatment plants of biological wastewater treatment plants water at a temperature of 850-1450 ° C.
RU2005119689/03A 2005-06-27 2005-06-27 Power-saving method of utilization of the calcium sulfates - the phosphogypsum and the sediments of the sewage disposal plants with production of the cement clinker and the sulfur dioxide gas for production of the sulfuric acid RU2296723C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005119689/03A RU2296723C2 (en) 2005-06-27 2005-06-27 Power-saving method of utilization of the calcium sulfates - the phosphogypsum and the sediments of the sewage disposal plants with production of the cement clinker and the sulfur dioxide gas for production of the sulfuric acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005119689/03A RU2296723C2 (en) 2005-06-27 2005-06-27 Power-saving method of utilization of the calcium sulfates - the phosphogypsum and the sediments of the sewage disposal plants with production of the cement clinker and the sulfur dioxide gas for production of the sulfuric acid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005119689A RU2005119689A (en) 2007-01-10
RU2296723C2 true RU2296723C2 (en) 2007-04-10

Family

ID=37760779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005119689/03A RU2296723C2 (en) 2005-06-27 2005-06-27 Power-saving method of utilization of the calcium sulfates - the phosphogypsum and the sediments of the sewage disposal plants with production of the cement clinker and the sulfur dioxide gas for production of the sulfuric acid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2296723C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101172582B (en) * 2007-10-12 2010-08-25 云南云天化国际化工股份有限公司 Method for producing sulphuric acid and cement clinker by calcium sulphate decomposition
RU2798658C1 (en) * 2020-01-08 2023-06-23 Тиссенкрупп Индастриал Солюшнз Аг Method for producing phosphoric acid and calcium sulfate of a quality suitable for the process of obtaining clinker for commercial and industrial use of calcium sulfate

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101172582B (en) * 2007-10-12 2010-08-25 云南云天化国际化工股份有限公司 Method for producing sulphuric acid and cement clinker by calcium sulphate decomposition
RU2798658C1 (en) * 2020-01-08 2023-06-23 Тиссенкрупп Индастриал Солюшнз Аг Method for producing phosphoric acid and calcium sulfate of a quality suitable for the process of obtaining clinker for commercial and industrial use of calcium sulfate

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005119689A (en) 2007-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2765215C (en) Industrial method for producing a clinker having a high belite content
FI111159B (en) Procedure for handling fly ash and sewage sludge
RU2469969C2 (en) Method of producing clinker with controlled co2 emission
Telschow et al. Cement Formation A Success Story in a Black Box: High Temperature Phase Formation of Portland Cement Clinker
EA014136B1 (en) Process to produce portland cement clinker
Jia et al. Preparation of CFB fly ash/sewage sludge ceramsite and the morphological transformation and release properties of sulfur
UA74802C2 (en) A process for producing glass, glass produced by this method and use thereof
CN1397512A (en) Method for producing cement clinker using high sulfur bearing coke
Lin et al. Utilization of reduction slag and waste sludge for Portland cement clinker production
RU2296723C2 (en) Power-saving method of utilization of the calcium sulfates - the phosphogypsum and the sediments of the sewage disposal plants with production of the cement clinker and the sulfur dioxide gas for production of the sulfuric acid
Strigáč Effect of selected alternative fuels and raw materials on the cement clinker quality
RU1794061C (en) Method of excessive active slime treatment
Sokolar et al. The fly ash of class C for ceramic technology
CN102753497B (en) The method utilizing phosphorous alternative fuel in manufacture of cement
Kaljuvee et al. Influence of waste products from electricity and cement industries on the thermal behaviour of Estonian clay from Kunda deposit
JP2022539963A (en) Method and apparatus for processing water treatment residue
RU2315736C2 (en) Method and plant for production of cement clinker
RU2285862C1 (en) Method of processing solid super-toxic slims
DK172050B1 (en) Process for producing a paper mud puzzolan material
JP2009234859A (en) Method for desulfurizing tail gas in cement production
RU2285676C1 (en) Power-saving method of production of the portland-cement clinker
DE218428C (en)
RU2525555C1 (en) Method to produce portland cement clinker
RU2082688C1 (en) Method of preparing light filler for concrete
SU1742248A1 (en) Method of baking cement clinker

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070628