有机废水协同工业固废制备硫铝酸盐水泥的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了有机废水协同工业固废制备硫铝酸盐水泥的系统及方法，包括有机废水池、均化池、湿法粉磨机、压滤机、回转窑和间接换热器，将脱碱赤泥、电石渣、铝灰、脱硫石膏和一部分有机废水混合后获得混合液，所述混合液中的水分含量为60％～70％(质量)，再对混合液进行湿法粉磨，然后将湿法粉磨后的物料进行均化处理得到浆液，所述浆液经过机械压滤脱水获得浆料，另一部分有机废水经过浓缩后与所述浆料一起进入回转窑中进行高温煅烧获得硫铝酸盐熟料，高温煅烧过程中向回转窑中喷入煤粉，使煤粉、浆料中的有机废物和浓缩废水中的有机废物燃烧。该系统和方法实现工业固废和有机废水的综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.

【技术实现步骤摘要】
有机废水协同工业固废制备硫铝酸盐水泥的系统及方法
本专利技术涉及有机废水协同工业固废制备硫铝酸盐水泥的系统及方法。
技术介绍
我国经济发展迅速，大量的能源消耗产生了大量的工业固体废弃物(简称工业固废)，工业固废主要包括赤泥、脱硫石膏、冶炼渣、尾矿砂和煤矸石等。“十一五”期间工业固废总生产量118亿吨，总新增存量190亿吨。“十二五”期间工业固废总生产量150亿吨，总新增存量270亿吨。随着我国工业化进程的不断加快，这些工业固废占大量土地同时存在随时污染环境的危险。同时，从城市生活废水到石油化工、冶金、造纸、发酵酿酒、制药、纺织印染废水都属于有机废水，有机废水是以有机污染物和被细菌病毒污染为主的废水，有机废水易造成水质富营养化。有机废水直接排放会对环境造成严重的污染，对人身健康造成严重的威胁，所以有机废水必须经过有效的处理才能排放。随着我国人口数量的增加，城市化进程的加快，工业的迅速发展和工业规模的不断扩大，有机废水呈现数量多、浓度高、毒性大的趋势。焚烧法是高温下用空气深度氧化处理有机废水，是最有效最彻底的手段，也是高温深度氧化法处理有机废水最易实现工业化的方法。通常COD>100g/L，热值>10500kJ/kg的高浓度废水，用焚烧法处理比其它方法更合理、更经济。一般来说，有机物含量大于10％的有机有害废液大都采用焚烧作最终处理。采用焚烧法可将有害有机物在高温下彻底氧化分解，生成二氧化碳和水，废液中的有机物的去除率可达99.99％以上，而且处理时间短，投资少，占地小。一般来说，废液COD值越高，越适合焚烧处理，当废液的发热值达到10500kJ/kg时，废液在点燃后便能自燃。热值较低的废水由于可燃物比例较小，不足以维持焚烧温度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于利用赤泥、脱硫石膏等固废制备硫铝酸盐水泥协同处置有机废水，提供有机废水协同工业固废制备硫铝酸盐水泥的系统及方法，能够在利用工业固废制备硫铝酸盐水泥的同时处理一定量的有机废水。该系统和方法实现工业固废再利用，实现工业固废和有机废水物化的综合利用和污染零排放。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：有机废水协同工业固废制备硫铝酸盐水泥的方法，将脱碱赤泥、电石渣、铝灰、脱硫石膏和一部分有机废水混合后获得混合液，所述混合液中的水分含量为60％～70％(质量)，再对混合液进行湿法粉磨，然后将湿法粉磨后的物料进行均化处理得到浆液，所述浆液经过机械压滤脱水获得浆料，另一部分有机废水经过浓缩后与所述浆料一起进入回转窑中进行高温煅烧获得硫铝酸盐熟料，高温煅烧过程中向回转窑中喷入煤粉，使煤粉、浆料中的有机废物和浓缩废水中的有机废物燃烧。本专利技术实现了有机废水和工业固废的物化互补，有机废水中含有少量硅酸盐溶液可做水泥原料，同样有机废水中的有机质和可燃有机物也可以作为燃料在回转窑中燃烧放热。本专利技术采用一部分有机废水与工业固废进行混合，不仅降低了工业水的用量，而且在工业固废在与有机废水混合均化过程中，部分有机废物被固定在工业固废中，使得在烧制水泥熟料过程中被固定的有机废物能够作为高温煅烧的燃料，从而降低了煤粉的使用，降低了生产成本。同时另一部分有机废水通过浓缩后直接进行高温煅烧，不仅对高温煅烧提供了燃料，而且对有机废水中有机废物进行充分处理。本专利技术采用制备硫铝酸盐水泥的设备实现了有机废水焚烧法的应用，同时，能够充分利用制备硫铝酸盐水泥的设备采用焚烧法处理有机废水产生的能量，实现有机废水的能源化利用，降低了煤粉的使用，从而既处理了有机废水又降低了生产硫铝酸盐水泥的成本。由于脱碱赤泥、电石渣、脱硫石膏含水率达30％～60％，若采用干法研磨工艺需对原料进行干燥处理，设备和能耗受到很大限制。以机械压滤方式去除水分能耗不到直接干燥成本的10％，原料中的氯离子等有害挥发性成分含量也可以通过机械压滤过程中得以消除和降低。本专利技术中所述的均化处理的目的是去除物料中的可溶性杂质，并脱除脱碱赤泥中的氧化钠和氧化钾，使原料进行进一步脱碱。本专利技术中所述混合液中的水分含量为60％～70％(质量)可使得湿法粉磨充分进行，水分含量过小不易充分粉磨，水分含量过大耗能增多。本专利技术中所述的湿法粉磨为将含水物料进行粉磨的方法。优选的，脱碱赤泥、电石渣、铝灰和脱硫石膏的质量比为30～50:20～30:10～20:15～25。其中，生产熟料之前的脱硫石膏安该质量比进行添加，生产熟料之后的脱硫石膏安常规工艺进行添加。优选的，所述浆液中的物料的细度小于0.20mm。优选的，所述浆液搅拌一定时间后进行压滤。使物料中的各组分混合充分。进一步优选的，所述一定时间为12h。优选的，机械压滤后的滤液流回至有机废水中。使得未被工业固废固定的有机废物能进行再次处理，防止有机废物的零排放。优选的，所述有机废水在浓缩前进行预处理。进一步优选的，所述预处理包括过滤。去除有机废水中的悬浮物。更进一步优选的，过滤后有机废水中的固体微粒的粒径小于40网目。进一步优选的，所述预处理包括中和处理。防止腐蚀浓缩设备，同时防止焚烧时腐蚀回转窑或在回转窑内结渣。更进一步优选的，中和处理后有机废水的pH为6～8。进一步优选的，所述预处理依次包括过滤、中和处理。优选的，所述有机废水的浓缩温度为85～95℃。优选的，所述浆料中的水分含量保持在25％(质量)以下。能够节约煅烧时的燃料使用。优选的，所述煅烧的温度为1250℃～1350℃。优选的，所述回转窑产生的高温烟气经过余热回收产生高温蒸汽。进一步优选的，所述高温蒸汽作为所述另一部分有机废水浓缩的热源。进一步优选的，所述高温蒸汽冷却至85～95℃作为有机废水浓缩的热源。进一步优选的，经余热回收后的烟气经过除尘后经过烟气处理进行排放。优选的，所述硫铝酸盐熟料中，碱度系数Cm为0.95～0.98；铝硫比P为2.1～3.5。式中Al2O3、SO3、SiO2、CaO、TiO2、Fe2O3均为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分别为相应化学成分)。进一步优选的，所述硫铝酸盐熟料的化学组成如表1所示。表1硫铝酸盐水泥熟料的主要化学组成(wt％)品种SiO2Al2O3CaOSO3Fe2O3CSA3～1028～4036～438～151～3进一步优选的，所述硫铝酸盐熟料的主要矿物组成如表2所示。表2硫铝酸盐水泥熟料的主要矿物组成(wt％)CSA表示硫铝酸盐水泥。进一步优选的，f-CaO小于0，f-SO3为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、均为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、分别为相应化学成分)。获得的硫铝酸盐水泥熟料以硫铝酸钙(3CaO·3Al2O3·CaSO4，简式)、硅酸二钙(2CaO·SiO2，简式C2S)和铁相(主要为4CaO·Al2O3·Fe2O3，简式C4AF)为主要矿物。有机废水协同工业固废制备硫铝酸盐水泥的系统，包括有机废水池、均化池、湿法粉磨机、压滤机、回转窑和间接换热器，脱碱赤泥、电石渣、铝灰、脱硫石本文档来自技高网...

【技术保护点】
有机废水协同工业固废制备硫铝酸盐水泥的方法，其特征是，将脱碱赤泥、电石渣、铝灰、脱硫石膏和一部分有机废水混合后获得混合液，所述混合液中的水分含量为60％～70％(质量)，再对混合液进行湿法粉磨，然后将湿法粉磨后的物料进行均化处理得到浆液，所述浆液经过机械压滤脱水获得浆料，另一部分有机废水经过浓缩后与所述浆料一起进入回转窑中进行高温煅烧获得硫铝酸盐熟料，高温煅烧过程中向回转窑中喷入煤粉，使煤粉、浆料中的有机废物和浓缩废水中的有机废物燃烧。

【技术特征摘要】
1.有机废水协同工业固废制备硫铝酸盐水泥的方法，其特征是，将脱碱赤泥、电石渣、铝灰、脱硫石膏和一部分有机废水混合后获得混合液，所述混合液中的水分含量为60％～70％(质量)，再对混合液进行湿法粉磨，然后将湿法粉磨后的物料进行均化处理得到浆液，所述浆液经过机械压滤脱水获得浆料，另一部分有机废水经过浓缩后与所述浆料一起进入回转窑中进行高温煅烧获得硫铝酸盐熟料，高温煅烧过程中向回转窑中喷入煤粉，使煤粉、浆料中的有机废物和浓缩废水中的有机废物燃烧。2.如权利要求1所述的方法，其特征是，赤泥、电石渣、铝灰和脱硫石膏的质量比为30～50:20～30:10～20:15～25；或，所述浆液中的的物料的细度小于0.20mm；或，所述浆液搅拌一定时间后进行压滤；或，机械压滤后的滤液流回至有机废水中。3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述有机废水在浓缩前进行预处理；优选的，所述预处理包括过滤；优选的，所述预处理包括中和处理；优选的，所述预处理依次包括过滤、中和处理。4.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述有机废水的浓缩温度为85～95℃；或，所述浆料中的水分含量25％(质量)以下；或，所述煅烧的温度为1250℃～1350℃。5.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述回转窑产生的高温烟气经过余热回收产生高温蒸汽；优选的，所述高温蒸汽作为有机废水浓缩的热源；优选的，所述高温蒸汽冷却至85～95℃作为所述另一部分有机废水浓缩的热源；优选的，经余热回收后的烟气经过除尘后经过烟气处理进行排放。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文龙，王超前，宋占龙，赵希强，毛岩鹏，孙静，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37