有機廢水協同工業固廢制備硫鋁酸鹽水泥的系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了有機廢水協同工業固廢制備硫鋁酸鹽水泥的系統及方法，包括有機廢水池、均化池、濕法粉磨機、壓濾機、回轉窯和間接換熱器，將脫堿赤泥、電石渣、鋁灰、脫硫石膏和一部分有機廢水混合后獲得混合液，所述混合液中的水分含量為60％～70％(質量)，再對混合液進行濕法粉磨，然后將濕法粉磨后的物料進行均化處理得到漿液，所述漿液經過機械壓濾脫水獲得漿料，另一部分有機廢水經過濃縮后與所述漿料一起進入回轉窯中進行高溫煅燒獲得硫鋁酸鹽熟料，高溫煅燒過程中向回轉窯中噴入煤粉，使煤粉、漿料中的有機廢物和濃縮廢水中的有機廢物燃燒。該系統和方法實現工業固廢和有機廢水的綜合利用和污染零排放。

Organic wastewater collaborative industrial solid waste preparation system of sulphoaluminate cement and method

The present invention discloses organic wastewater collaborative industrial solid waste preparation system of sulphoaluminate cement and method, including the organic waste water pool, homogenizing pool, wet powder mill, filter, rotary kiln and indirect heat exchanger, the dealkalined red mud, carbide slag, aluminum ash, gypsum and a part of mixed organic wastewater after the mixture, the moisture content of the mixture was 60% ~ 70% (mass), followed by wet grinding on the mixture, and then wet grinding materials after homogenizing treatment to obtain slurry, the slurry by mechanical filtration to obtain slurry, the other part of the organic wastewater were concentrated and the go into the slurry in rotary kiln high temperature calcining to obtain sulphoaluminate clinker, high-temperature calcination process to the pulverized coal injection into the rotary kiln, the organic waste organic waste coal, slurry and concentration in Wastewater Combustion. Zero discharge of the system and method to realize the comprehensive utilization of industrial solid wastes and organic waste water and pollution.

【技術實現步驟摘要】
有機廢水協同工業固廢制備硫鋁酸鹽水泥的系統及方法
本專利技術涉及有機廢水協同工業固廢制備硫鋁酸鹽水泥的系統及方法。
技術介紹
我國經濟發展迅速，大量的能源消耗產生了大量的工業固體廢棄物(簡稱工業固廢)，工業固廢主要包括赤泥、脫硫石膏、冶煉渣、尾礦砂和煤矸石等。“十一五”期間工業固廢總生產量118億噸，總新增存量190億噸。“十二五”期間工業固廢總生產量150億噸，總新增存量270億噸。隨著我國工業化進程的不斷加快，這些工業固廢占大量土地同時存在隨時污染環境的危險。同時，從城市生活廢水到石油化工、冶金、造紙、發酵釀酒、制藥、紡織印染廢水都屬于有機廢水，有機廢水是以有機污染物和被細菌病毒污染為主的廢水，有機廢水易造成水質富營養化。有機廢水直接排放會對環境造成嚴重的污染，對人身健康造成嚴重的威脅，所以有機廢水必須經過有效的處理才能排放。隨著我國人口數量的增加，城市化進程的加快，工業的迅速發展和工業規模的不斷擴大，有機廢水呈現數量多、濃度高、毒性大的趨勢。焚燒法是高溫下用空氣深度氧化處理有機廢水，是最有效最徹底的手段，也是高溫深度氧化法處理有機廢水最易實現工業化的方法。通常COD>100g/L，熱值>10500kJ/kg的高濃度廢水，用焚燒法處理比其它方法更合理、更經濟。一般來說，有機物含量大于10％的有機有害廢液大都采用焚燒作最終處理。采用焚燒法可將有害有機物在高溫下徹底氧化分解，生成二氧化碳和水，廢液中的有機物的去除率可達99.99％以上，而且處理時間短，投資少，占地小。一般來說，廢液COD值越高，越適合焚燒處理，當廢液的發熱值達到10500kJ/kg時，廢液在點燃后便能自燃。熱值較低的廢水由于可燃物比例較小，不足以維持焚燒溫度。
技術實現思路
本專利技術的目的在于利用赤泥、脫硫石膏等固廢制備硫鋁酸鹽水泥協同處置有機廢水，提供有機廢水協同工業固廢制備硫鋁酸鹽水泥的系統及方法，能夠在利用工業固廢制備硫鋁酸鹽水泥的同時處理一定量的有機廢水。該系統和方法實現工業固廢再利用，實現工業固廢和有機廢水物化的綜合利用和污染零排放。為實現上述目的，本專利技術的技術方案為：有機廢水協同工業固廢制備硫鋁酸鹽水泥的方法，將脫堿赤泥、電石渣、鋁灰、脫硫石膏和一部分有機廢水混合后獲得混合液，所述混合液中的水分含量為60％～70％(質量)，再對混合液進行濕法粉磨，然后將濕法粉磨后的物料進行均化處理得到漿液，所述漿液經過機械壓濾脫水獲得漿料，另一部分有機廢水經過濃縮后與所述漿料一起進入回轉窯中進行高溫煅燒獲得硫鋁酸鹽熟料，高溫煅燒過程中向回轉窯中噴入煤粉，使煤粉、漿料中的有機廢物和濃縮廢水中的有機廢物燃燒。本專利技術實現了有機廢水和工業固廢的物化互補，有機廢水中含有少量硅酸鹽溶液可做水泥原料，同樣有機廢水中的有機質和可燃有機物也可以作為燃料在回轉窯中燃燒放熱。本專利技術采用一部分有機廢水與工業固廢進行混合，不僅降低了工業水的用量，而且在工業固廢在與有機廢水混合均化過程中，部分有機廢物被固定在工業固廢中，使得在燒制水泥熟料過程中被固定的有機廢物能夠作為高溫煅燒的燃料，從而降低了煤粉的使用，降低了生產成本。同時另一部分有機廢水通過濃縮后直接進行高溫煅燒，不僅對高溫煅燒提供了燃料，而且對有機廢水中有機廢物進行充分處理。本專利技術采用制備硫鋁酸鹽水泥的設備實現了有機廢水焚燒法的應用，同時，能夠充分利用制備硫鋁酸鹽水泥的設備采用焚燒法處理有機廢水產生的能量，實現有機廢水的能源化利用，降低了煤粉的使用，從而既處理了有機廢水又降低了生產硫鋁酸鹽水泥的成本。由于脫堿赤泥、電石渣、脫硫石膏含水率達30％～60％，若采用干法研磨工藝需對原料進行干燥處理，設備和能耗受到很大限制。以機械壓濾方式去除水分能耗不到直接干燥成本的10％，原料中的氯離子等有害揮發性成分含量也可以通過機械壓濾過程中得以消除和降低。本專利技術中所述的均化處理的目的是去除物料中的可溶性雜質，并脫除脫堿赤泥中的氧化鈉和氧化鉀，使原料進行進一步脫堿。本專利技術中所述混合液中的水分含量為60％～70％(質量)可使得濕法粉磨充分進行，水分含量過小不易充分粉磨，水分含量過大耗能增多。本專利技術中所述的濕法粉磨為將含水物料進行粉磨的方法。優選的，脫堿赤泥、電石渣、鋁灰和脫硫石膏的質量比為30～50:20～30:10～20:15～25。其中，生產熟料之前的脫硫石膏安該質量比進行添加，生產熟料之后的脫硫石膏安常規工藝進行添加。優選的，所述漿液中的物料的細度小于0.20mm。優選的，所述漿液攪拌一定時間后進行壓濾。使物料中的各組分混合充分。進一步優選的，所述一定時間為12h。優選的，機械壓濾后的濾液流回至有機廢水中。使得未被工業固廢固定的有機廢物能進行再次處理，防止有機廢物的零排放。優選的，所述有機廢水在濃縮前進行預處理。進一步優選的，所述預處理包括過濾。去除有機廢水中的懸浮物。更進一步優選的，過濾后有機廢水中的固體微粒的粒徑小于40網目。進一步優選的，所述預處理包括中和處理。防止腐蝕濃縮設備，同時防止焚燒時腐蝕回轉窯或在回轉窯內結渣。更進一步優選的，中和處理后有機廢水的pH為6～8。進一步優選的，所述預處理依次包括過濾、中和處理。優選的，所述有機廢水的濃縮溫度為85～95℃。優選的，所述漿料中的水分含量保持在25％(質量)以下。能夠節約煅燒時的燃料使用。優選的，所述煅燒的溫度為1250℃～1350℃。優選的，所述回轉窯產生的高溫煙氣經過余熱回收產生高溫蒸汽。進一步優選的，所述高溫蒸汽作為所述另一部分有機廢水濃縮的熱源。進一步優選的，所述高溫蒸汽冷卻至85～95℃作為有機廢水濃縮的熱源。進一步優選的，經余熱回收后的煙氣經過除塵后經過煙氣處理進行排放。優選的，所述硫鋁酸鹽熟料中，堿度系數Cm為0.95～0.98；鋁硫比P為2.1～3.5。式中Al2O3、SO3、SiO2、CaO、TiO2、Fe2O3均為熟料中各氧化物的百分含量(公式以外所述的Al2O3、SO3、SiO2、CaO、TiO2、Fe2O3分別為相應化學成分)。進一步優選的，所述硫鋁酸鹽熟料的化學組成如表1所示。表1硫鋁酸鹽水泥熟料的主要化學組成(wt％)品種SiO2Al2O3CaOSO3Fe2O3CSA3～1028～4036～438～151～3進一步優選的，所述硫鋁酸鹽熟料的主要礦物組成如表2所示。表2硫鋁酸鹽水泥熟料的主要礦物組成(wt％)CSA表示硫鋁酸鹽水泥。進一步優選的，f-CaO小于0，f-SO3為0.3～2.5。f-CaO＝CaO-1.87×SiO2-1.4×Fe2O3-0.7×TiO2-0.73×(Al2O3-0.64×Fe2O3)；式中Al2O3、SO3、SiO2、CaO、TiO2、Fe2O3、均為熟料中各化合物的百分含量(公式以外所述的Al2O3、SO3、SiO2、CaO、TiO2、Fe2O3、分別為相應化學成分)。獲得的硫鋁酸鹽水泥熟料以硫鋁酸鈣(3CaO·3Al2O3·CaSO4，簡式)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2，簡式C2S)和鐵相(主要為4CaO·Al2O3·Fe2O3，簡式C4AF)為主要礦物。有機廢水協同工業固廢制備硫鋁酸鹽水泥的系統，包括有機廢水池、均化池、濕法粉磨機、壓濾機、回轉窯和間接換熱器，脫堿赤泥、電石渣、鋁灰、脫硫石本文檔來自技高網...

【技術保護點】
有機廢水協同工業固廢制備硫鋁酸鹽水泥的方法，其特征是，將脫堿赤泥、電石渣、鋁灰、脫硫石膏和一部分有機廢水混合后獲得混合液，所述混合液中的水分含量為60％～70％(質量)，再對混合液進行濕法粉磨，然后將濕法粉磨后的物料進行均化處理得到漿液，所述漿液經過機械壓濾脫水獲得漿料，另一部分有機廢水經過濃縮后與所述漿料一起進入回轉窯中進行高溫煅燒獲得硫鋁酸鹽熟料，高溫煅燒過程中向回轉窯中噴入煤粉，使煤粉、漿料中的有機廢物和濃縮廢水中的有機廢物燃燒。

【技術特征摘要】
1.有機廢水協同工業固廢制備硫鋁酸鹽水泥的方法，其特征是，將脫堿赤泥、電石渣、鋁灰、脫硫石膏和一部分有機廢水混合后獲得混合液，所述混合液中的水分含量為60％～70％(質量)，再對混合液進行濕法粉磨，然后將濕法粉磨后的物料進行均化處理得到漿液，所述漿液經過機械壓濾脫水獲得漿料，另一部分有機廢水經過濃縮后與所述漿料一起進入回轉窯中進行高溫煅燒獲得硫鋁酸鹽熟料，高溫煅燒過程中向回轉窯中噴入煤粉，使煤粉、漿料中的有機廢物和濃縮廢水中的有機廢物燃燒。2.如權利要求1所述的方法，其特征是，赤泥、電石渣、鋁灰和脫硫石膏的質量比為30～50:20～30:10～20:15～25；或，所述漿液中的的物料的細度小于0.20mm；或，所述漿液攪拌一定時間后進行壓濾；或，機械壓濾后的濾液流回至有機廢水中。3.如權利要求1所述的方法，其特征是，所述有機廢水在濃縮前進行預處理；優選的，所述預處理包括過濾；優選的，所述預處理包括中和處理；優選的，所述預處理依次包括過濾、中和處理。4.如權利要求1所述的方法，其特征是，所述有機廢水的濃縮溫度為85～95℃；或，所述漿料中的水分含量25％(質量)以下；或，所述煅燒的溫度為1250℃～1350℃。5.如權利要求1所述的方法，其特征是，所述回轉窯產生的高溫煙氣經過余熱回收產生高溫蒸汽；優選的，所述高溫蒸汽作為有機廢水濃縮的熱源；優選的，所述高溫蒸汽冷卻至85～95℃作為所述另一部分有機廢水濃縮的熱源；優選的，經余熱回收后的煙氣經過除塵后經過煙氣處理進行排放。6.如...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王文龍，王超前，宋占龍，趙希強，毛巖鵬，孫靜，
申請(專利權)人：山東大學，
類型：發明
國別省市：山東,37