水泥生产装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种水泥生产装置及方法，具体提供一种氧化镁法烟气脱硫过程同步生产硫酸镁水泥的装置及其方法。本发明专利技术的装置包括烟气脱硫设备，第一浓缩设备，排出设备，第二浓缩设备，结晶设备，离心设备，干燥设备，废灰供给设备，渣料供给设备、混合设备等。采用本发明专利技术的装置及方法，可以能解决目前传统水泥生产能源消耗大、对环境破坏严重等问题，而且还能解决一般硫酸镁水泥生产成本高，物料转移运输费用大造成的无法大规模市场推广应用的问题。

【技术实现步骤摘要】
水泥生产装置及方法
本专利技术涉及一种水泥生产及方法，尤其涉及一种氧化镁法烟气脱硫过程同步生产硫酸镁水泥的装置及其方法。本专利技术的装置及方法尤其适用于燃煤锅炉、烧结机、球团、回转窑烟气等需要烟气脱硫的领域。
技术介绍
传统工业部门的水泥工业，其存在二高一破坏现象：即能源消耗高、二氧化碳等污染物排放高、生态环境破坏严重。水泥的生产过程有着很多工艺环节(例如原料开采、生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨)需要使用输送设备、破碎设备、粉磨设备、煅烧设备以及电机、风机等，这些都需要消耗大力电能。每生产一吨水泥，需要消耗电能约110kW·h。水泥的熟料煅烧包括一系列物理、化学过程(如原料矿物分解、固相反应、液相烧结、熟料冷却)，这些过程都需要消耗大量热能。目前常用的煅烧工艺为预分解窑炉工艺，其中喷煤管将燃煤分别送入分解炉和回转窑进行燃烧。水泥熟料形成反应的理论热耗约为1700kJ/kg。由于窑炉筒体表面散热、燃烧烟气带出热量及出窑熟料带出热量，水泥熟料形成反应的实际热耗约为3200kJ/kg，即每吨水泥熟料的综合煤耗约为110kg标准煤。水泥生产过程中直接产生二氧化碳，燃煤的二氧化碳排放因子介于2.31-2.55千克二氧化碳/千克标准煤，而国家发改委能源所推荐的排放因子为2.46千克二氧化碳/千克标准煤。由此，可以计算出生产每吨水泥熟料所需燃煤燃烧产生的直接二氧化碳排放量约为295千克。水泥生产采用石灰质原料，经煅烧后石灰质原料中的碳酸盐矿物会分解，释放出大量二氧化碳。通常，每吨水泥熟料需要消耗1.55吨生料，即产生的直接二氧化碳排放量约为550千克。按水泥中的熟料系数为0.75计，可计算出生产每吨水泥的二氧化碳总排放量约为728kg。以年产30亿水泥计算，年排放二氧化碳近21.84亿吨。目前，我国全年二氧化碳总排入量约为57亿吨，由此可见，传统水泥工业的二氧化碳排入量占到38％以上。在我国传统的钙法脱硫技术中，有采用钙法脱硫后产生的脱硫石膏生产水泥的工艺技术，即用脱硫石膏完全取代传统石膏。每吨水泥节约原料成本约5～8元左右。然而，用脱硫石膏替代传统石膏生产水泥的方法只是解决了石膏来源的问题，整体生产工艺却一直保持原有工艺，能源消耗、资源消耗等都跟原有工艺差不多。申请号为95193375.2的中国专利申请提供了一种改进的发泡镁氧水泥制备方法，通过将氧化镁、氯化镁和/或硫酸镁、水和能使该水泥发泡的某些有机羧酸，和/或它们酸酐和/或它们的盐混合而制备水泥。这种方法不需要烧制过程，但其生产制备过程中需要的氯化镁、硫酸镁等材料均需要外购，外购成本、运输成本计入后，每吨水泥的生产成本超过普通3.25或4.25型号水泥近一倍。发泡镁氧水泥性能虽然比普通水泥更好，但因为生产成本太高，造成售价居高不下，限制了其在中国推广应用。公开号为CN103265263A的中国专利申请公开了一种硫氧镁水泥的制备方法，主要采用废硫酸、氧化镁、粉煤灰、磷酸或磷酸二氢盐按照一定的配比，投入搅拌机中搅拌均匀后制得硫氧镁水泥。该方法通过废硫酸与氧化镁反应生产硫酸镁，因而硫酸镁不需要外购，但生产成本依然很高。综上，上述两种水泥方法的制造成本很高，限制了其市场推广应用的速度，并且，硫酸镁、氯化镁等生产仍然需要消耗较多的自然资源与能源，生产过程也会排入较多的污染物如废水、二氧化硫等。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种水泥生产装置及方法，尤其提供一种氧化镁法烟气脱硫过程同步生产硫酸镁水泥的装置及其方法。采用本专利技术的装置及方法，可以能解决目前传统水泥生产能源消耗大、对环境破坏严重等问题，而且还能解决一般硫酸镁水泥生产成本高，物料转移运输费用大造成的无法大规模市场推广应用的问题。根据本专利技术优选的装置及方法，可以解决长期困扰燃煤发电企业、钢铁冶金企业采用镁法脱硫技术生产出的硫酸镁品质不高、售价较低产生经济收益较小、废灰及废渣(钢渣、铁渣、矿渣)处理困难的问题。本专利技术提供一种水泥生产装置，包括：烟气脱硫设备，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的吸收产物；第一浓缩设备，用于将来自烟气脱硫设备的含硫酸镁的吸收产物浓缩，以形成第一浓缩产物；排出设备，用于将来自第一浓缩设备的第一浓缩产物排出；第二浓缩设备，用于接收来自排出设备的第一浓缩产物，并将第一浓缩产物进一步浓缩，以形成第二浓缩产物；结晶设备，用于接收第二浓缩设备形成的第二浓缩产物，并使得第二浓缩产物中生成晶粒，以获得含硫酸镁晶体的浓缩产物；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；干燥设备，用于将来自离心设备的含硫酸镁晶体的沉淀干燥，以形成干燥后的沉淀；废灰供给设备，用于提供废灰；渣料供给设备，用于提供水泥用渣料；添加剂供给设备，用于提供水泥用添加剂；混合设备，用于将来自干燥设备的干燥后的沉淀、来自废灰供给设备的废灰、来自渣料供给设备的水泥用渣料和来自添加剂供给设备的水泥用添加剂混合，以形成水泥。根据本专利技术的水泥生产装置，优选地，所述的烟气脱硫设备内的上部设有二氧化硫吸收喷淋区，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的吸收产物。根据本专利技术的水泥生产装置，优选地，所述的第一浓缩设备为设置在烟气脱硫设备内部的循环沉降槽，并且所述循环沉降槽设置在烟气脱硫设备的下部；所述的第二浓缩设备为设置在烟气脱硫设备外部的三效蒸发浓缩设备。根据本专利技术的水泥生产装置，优选地，所述装置还包括渣料研磨设备，用于将水泥用渣料研磨为粉末，并输送至渣料供给设备。根据本专利技术的水泥生产装置，优选地，所述的烟气满足如下条件之一：1)所述的烟气为来自燃煤锅炉、烧结机、球团、或窑炉的烟气；2)所述的烟气中的二氧化硫含量为300mg/Nm3～40000mg/Nm3，并且氧气含量为2～25vt％。本专利技术还提供一种利用上述水泥生产装置生产水泥的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)烟气脱硫步骤：在烟气脱硫设备中采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的吸收产物；2)第一浓缩步骤：在第一浓缩设备中将来自烟气脱硫设备的含硫酸镁的吸收产物浓缩，以形成第一浓缩产物；3)排出步骤，将来自第一浓缩设备的第一浓缩产物排出；4)第二浓缩步骤：接收来自排出设备的第一浓缩产物，并将第一浓缩产物在第二浓缩设备中进一步浓缩，以形成第二浓缩产物；5)结晶步骤：采用结晶设备接收第二浓缩设备形成的第二浓缩产物，并使得第二浓缩产物中生成晶粒，以获得含硫酸镁晶体的浓缩产物；6)离心步骤：在离心设备中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；7)干燥步骤：在干燥设备中将来自离心设备的含硫酸镁晶体的沉淀干燥，以形成干燥后的沉淀；8)混合步骤：在混合设备中来自干燥设备的干燥后的沉淀、来自废灰供给设备的废灰、来自渣料供给设备的渣料和来自添加剂供给设备的添加剂混合，以形成水泥。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤5)中的晶粒的粒度大于0.2mm。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤7)中干燥后的沉淀的水分含量小于1wt％。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤8)的渣料选自炉渣、矿渣、钢渣、铁渣的一种或多种；和/或步骤8)的添加剂选自硅橡胶、聚酯纤维、玻璃纤维、磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥生产装置，其特征在于，包括：烟气脱硫设备，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的吸收产物；第一浓缩设备，用于将来自烟气脱硫设备的含硫酸镁的吸收产物浓缩，以形成第一浓缩产物；排出设备，用于将来自第一浓缩设备的第一浓缩产物排出；第二浓缩设备，用于接收来自排出设备的第一浓缩产物，并将第一浓缩产物进一步浓缩，以形成第二浓缩产物；结晶设备，用于接收第二浓缩设备形成的第二浓缩产物，并使得第二浓缩产物中生成晶粒，以获得含硫酸镁晶体的浓缩产物；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；干燥设备，用于将来自离心设备的含硫酸镁晶体的沉淀干燥，以形成干燥后的沉淀；废灰供给设备，用于提供废灰；渣料供给设备，用于提供水泥用渣料；添加剂供给设备，用于提供水泥用添加剂；混合设备，用于将来自干燥设备的干燥后的沉淀、来自废灰供给设备的废灰、来自渣料供给设备的水泥用渣料和来自添加剂供给设备的水泥用添加剂混合，以形成水泥。

【技术特征摘要】
1.一种利用水泥生产装置生产水泥的方法，其特征在于：所述的水泥生产装置包括：烟气脱硫设备，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的吸收产物；其中，所述的烟气脱硫设备内的上部设有二氧化硫吸收喷淋区，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的吸收产物；所述烟气脱硫设备为烟气脱硫塔；第一浓缩设备，用于将来自烟气脱硫设备的含硫酸镁的吸收产物浓缩，以形成第一浓缩产物；排出设备，用于将来自第一浓缩设备的第一浓缩产物排出；第二浓缩设备，用于接收来自排出设备的第一浓缩产物，并将第一浓缩产物进一步浓缩，以形成第二浓缩产物；所述的第二浓缩设备为设置在烟气脱硫设备外部的三效蒸发浓缩设备；结晶设备，用于接收第二浓缩设备形成的第二浓缩产物，并使得第二浓缩产物中生成晶粒，以获得含硫酸镁晶体的浓缩产物；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；干燥设备，用于将来自离心设备的含硫酸镁晶体的沉淀干燥，以形成干燥后的沉淀；废灰供给设备，用于提供废灰；渣料供给设备，用于提供水泥用渣料；添加剂供给设备，用于提供水泥用添加剂；和混合设备，用于将来自干燥设备的干燥后的沉淀、来自废灰供给设备的废灰、来自渣料供给设备的水泥用渣料和来自添加剂供给设备的水泥用添加剂混合，以形成水泥；所述的方法包括如下步骤：1)烟气脱硫步骤：在烟气脱硫设备中采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的吸收产物；所述的烟气中的二氧化硫含量为1000mg/Nm3～5000mg/Nm3，并且氧气含量为9～20vt％；2)第一浓缩步骤：在第一浓缩设备中将来自烟气脱硫设备的含硫酸镁的吸收产物浓缩，以形成第一浓缩产物；所述的第一浓缩设备为设置在烟气脱硫设备内部的循环沉降槽，并且所述循环沉降槽设置在烟气脱硫设备的下部；3)排出步骤，将来自第一浓缩设备的第一浓缩产物排出；4)第二浓缩步骤：接收来自...

【专利技术属性】
技术研发人员：童裳慧，
申请(专利权)人：北京中晶佳镁环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11