一种镁法脱硫生产水泥的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种烟气脱硫生产水泥的装置和方法，所述装置包括烟气脱硫设备、反应设备、氧化镁供给设备、硫酸供给设备、混合设备、废灰供给设备、渣料供给设备、添加剂供给设备和干燥设备。本发明专利技术的烟气脱硫生产水泥的装置和方法生产水泥的成本低，节能环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生产水泥的装置和方法，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
目前，我国水泥工业总产量每年超过30亿吨，占世界总产能的一半左右。作为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的中国专利申请公开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，限制了该技术的推广应用。CN103265263A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，上述两种水泥制备方法的成本较高，限制了其市场推广应用；另外，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生产水泥的装置和方法，具体地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，同时解决一般硫酸镁水泥生产成本高的问题。本专利技术提供了一种烟气脱硫生产水泥的装置，所述装置包括：烟气脱硫设备，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，形成硫酸镁浆液；反应设备，用于接收来自所述烟气脱硫设备的硫酸镁浆液，并加入氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁，得到硫酸镁晶浆；氧化镁供给设备，用于向所述反应设备提供氧化镁；硫酸供给设备，用于向所述反应设备提供硫酸；混合设备，用于接收来自所述反应设备的硫酸镁晶浆，并接收废灰、渣料和水泥用外加剂，混合形成水泥混合物；废灰供给设备，用于向所述混合设备提供废灰；渣料供给设备，用于向所述混合设备提供渣料；添加剂供给设备，用于向所述混合设备提供水泥用外加剂；和干燥设备，用于接收来自所述混合设备的水泥混合物并干燥，得到水泥。根据本专利技术所述的装置，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。根据本专利技术所述的装置，优选地，所述装置还包括浆液储存设备，所述浆液储存设备用于接收并储存来自所述烟气脱硫设备的硫酸镁浆液，并将所述硫酸镁浆液输送至所述反应设备。根据本专利技术所述的装置，优选地，所述装置还包括渣料研磨设备，用于将渣料研磨为粉末，并输送至所述渣料供给设备。本专利技术还提供一种采用上述装置生产水泥的方法，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，得到硫酸镁浆液；2)反应步骤：将所述硫酸镁浆液输送至反应设备中，并加入氧化镁和硫酸，反应生成硫酸镁，得到硫酸镁晶浆；3)混合步骤：将所述硫酸镁晶浆输送至混合设备中，加入废灰、渣料和水泥用外加剂，混合形成水泥混合物；和4)干燥步骤：将所述水泥混合物输送至干燥设备，干燥，得到水泥。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤1)中，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3～18vt％。根据本专利技术所述的方法，优选地，当所述烟气脱硫设备中的硫酸镁浆液的pH值为4.5～6.5，浆液密度为900～1350kg/m3，硫酸镁含量达到20wt％以上时，将硫酸镁浆液输送至反应设备中。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤2)中氧化镁和硫酸的用量使所得硫酸镁晶浆中硫酸镁和氧化镁的重量比在0.8～1.2之间。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤3)所述废灰选自粉煤灰、石膏粉、白云石粉、页岩粉中的一种或多种；所述渣料选自炉渣、矿渣、钢渣、铁渣中的一种或多种；所述水泥用外加剂选自硅橡胶、聚酯纤维、玻璃纤维、磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一氢盐、酒石酸、酒石酸盐或氨基三亚甲基膦酸中的一种或多种。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤3)中水泥混合物中含有如下重量份的组分：硫酸镁15-30份、氧化镁15-30份、废灰20-30份、渣料10-20份和水泥用外加剂8-15份，且硫酸镁和氧化镁的重量比在0.8～1.2之间。本专利技术的装置和方法将氧化镁法烟气脱硫工艺与硫酸镁水泥生产工艺完美结合，使得二者同步进行。本专利技术生产水泥的装置和方法，采用的硫酸镁是通过脱硫后的废液制备而成的，属于脱硫副产品，价格低廉，大幅降低了硫酸镁水泥的生产成本，减少了常规的硫酸镁、氯氧镁水泥生产带来的环境污染问题。本专利技术的装置及方法在保证解决企业烟气正常脱硫的前提下，使工业企业内部生产所产生的渣料、废灰等废弃物都得到循环再利用，既节省了水泥生产线投资，又大大降低了脱硫运行成本，既保障企业烟气脱硫设施高效率运行又使各类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气脱硫生产水泥的装置，其特征在于，所述装置包括：烟气脱硫设备，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，形成硫酸镁浆液；反应设备，用于接收来自所述烟气脱硫设备的硫酸镁浆液，并加入氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁，得到硫酸镁晶浆；氧化镁供给设备，用于向所述反应设备提供氧化镁；硫酸供给设备，用于向所述反应设备提供硫酸；混合设备，用于接收来自所述反应设备的硫酸镁晶浆，并接收废灰、渣料和水泥用外加剂，混合形成水泥混合物；废灰供给设备，用于向所述混合设备提供废灰；渣料供给设备，用于向所述混合设备提供渣料；添加剂供给设备，用于向所述混合设备提供水泥用外加剂；和干燥设备，用于接收来自所述混合设备的水泥混合物并干燥，得到水泥。

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硫生产水泥的装置，其特征在于，所述装置包括：烟气脱硫设备，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，形成硫酸镁浆液；反应设备，用于接收来自所述烟气脱硫设备的硫酸镁浆液，并加入氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁，得到硫酸镁晶浆；氧化镁供给设备，用于向所述反应设备提供氧化镁；硫酸供给设备，用于向所述反应设备提供硫酸；混合设备，用于接收来自所述反应设备的硫酸镁晶浆，并接收废灰、渣料和水泥用外加剂，混合形成水泥混合物；废灰供给设备，用于向所述混合设备提供废灰；渣料供给设备，用于向所述混合设备提供渣料；添加剂供给设备，用于向所述混合设备提供水泥用外加剂；和干燥设备，用于接收来自所述混合设备的水泥混合物并干燥，得到水泥。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的烟气脱硫设备内的上部设有二氧化硫吸收喷淋区。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括浆液储存设备，所述浆液储存设备用于接收并储存来自所述烟气脱硫设备的硫酸镁浆液，并将所述硫酸镁浆液输送至所述反应设备。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括渣料研磨设备，用于将渣料研磨为粉末，并输送至所述渣料供给设备。5.一种采用权利要求1-4任一项所述的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
\t的二氧化硫，得到硫酸镁浆液；2)反应步骤：将所述硫酸镁浆液输送至反应设备中，并加入氧化镁和硫酸，反应生成硫酸镁，得到硫酸镁晶浆...

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