[發明專利]一種應用工業廢物制備水化硅酸鈣和磁性水滑石的設備

有效

• 申請號: 201710973595.2
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107520240B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 張宏森;丁慧賢;宋志偉;戰友;周思棟;楊德智;潘宇;劉寧;杜偉;吳迪
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;C01F7/00;C01B33/24;F23G7/00;F23G5/30;B01D3/00
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1.一種應用工業廢物制備水化硅酸鈣和磁性水滑石的設備，分為5個部分：第一部分為白泥、高硫煤燃燒活化系統；第二部分為蒸餾系統；第三部分蒸餾提取系統；第四部分為提取分離系統； 第五部分合成及“三廢”處理系統；

第一部分為白泥、高硫煤燃燒活化系統：

白泥、高硫煤燃燒活化系統包括流化燃燒裝置（1-1）、白泥預熱裝置（1-2）、白泥煅燒裝置（1-3）和高溫煅燒裝置（1-4）；

流化燃燒裝置（1-1）中流化燃燒室（1-1-1）側壁中下部分別設有高硫煤白泥混合物進料口（1-1-2）和流化燃燒室白泥進料口（1-1-3），側壁上部設有煙氣排放口（1-1-4）和過熱器（1-1-5）,流化燃燒室（1-1-1）下部的空氣分布管（1-1-6）與第一風機（1-1-7）相連，流化燃燒室（1-1-1）底部設有第一出料口（1-1-8）；

白泥預熱裝置（1-2）設有白泥氣固混合器（1-2-1）和白泥運送器（1-2-2）；白泥運送器（1-2-2）上部設有白泥預熱進料口（1-2-11）；白泥氣固混合器（1-2-1）水平中軸線上設有帶有螺旋推進片（1-2-3）的第一轉動軸（1-2-4）；白泥氣固混合器（1-2-1）沿著螺旋推進片（1-2-3）推進方向依次設有與白泥運送器（1-2-2）相連接的第一開口（1-2-5）、通過管路與煙氣排放口（1-1-4）相連接的第二開口（1-2-6）和通過管路與第一氣體出口（1-3-1）相連接的第三開口（1-2-13）；白泥氣固混合器（1-2-1）沿著螺旋推進片（1-2-3）推進方向的尾端分別設有向下直管（1-2-8）和與白泥運送器（1-2-2）相連的向上直管（1-2-7）；向下直管（1-2-8）通過斜管（1-2-9）與流化燃燒室白泥進料口（1-1-3）相連接，流化燃燒室白泥進料口（1-1-3）與斜管（1-2-9）相連接處設有第二風機（1-2-10）；白泥運送器（1-2-2）上部通過管路與旋風分離器（1-2-12）連接，旋風分離器（1-2-12）下方與斜管（1-2-9）相連接，旋風分離器（1-2-12）上方與第一尾氣排氣管（1-2-14）連接，第一尾氣排氣管（1-2-14）排出的氣體標記為氣體C1；沿著白泥運送器（1-2-2）進入旋風除塵器除塵后，通過換熱器降溫后獲得氣體C5；

白泥煅燒裝置（1-3）中第一回轉窯（1-3-2）與第一冷卻器（1-3-3）相連，第一冷卻器（1-3-3）底部設有第一物料傳送帶（1-3-4），第一冷卻器（1-3-3）下部設有第一冷卻器進氣口（1-3-5）；第一冷卻器（1-3-3）中上部設有第一除塵板（1-3-6），第一除塵板（1-3-6）由多條“倒V型”角鐵平行排列組成，上下兩層錯位排列，角鐵之間和層層之間具有間距，構成氣體通道；第一除塵板（1-3-6）上方設有第一蜂窩蓄熱體（1-3-7），第一蜂窩蓄熱體（1-3-7）上方為第一排氣管（1-3-8），第一排氣管（1-3-8）排放的氣體標記為氣體C4；第一排氣管（1-3-8）與第二風機（1-2-10）相連接；用于排放第一回轉窯（1-3-2）產生氣體的第一氣體出口（1-3-1）與第三開口（1-2-13）通過管路相連接；第一氣體出口（1-3-1）排出的氣體標記為氣體C2；

高溫煅燒裝置（1-4）中第二回轉窯（1-4-1）的出料管（1-4-2）與第二冷卻器（1-4-3）連接，出料管（1-4-2）垂直向下，出料管（1-4-2）下方外側設有第三風機（1-4-5）；第三風機（1-4-5）排風口方向與出料管（1-4-2）的夾角30-60度；第二冷卻器（1-4-3）上方排氣管為第二排氣管（1-4-4），第二排氣管（1-4-4）與第一風機（1-1-7）相連，第二排氣管（1-4-4）排出氣體標記為氣體C3；第二冷卻器（1-4-3）內設有第二物料傳送帶（1-4-6）、第二冷卻器進氣口（1-4-7）、第二除塵板（1-4-8）和第二蜂窩蓄熱體（1-4-9）；第二回轉窯（1-4-1）所產生的氣體排放口為第二氣體出口（1-4-10），排出氣體標注為氣體S1；第二回轉窯（1-4-1）產生的氣體S1通過換熱器降溫后獲得氣體S2；所述的第一蜂窩蓄熱體（1-3-7）和第二蜂窩蓄熱體（1-4-9）均為以蓄熱材質材料制成，內部含有管狀通道材料；

第二部分為蒸餾系統：

蒸餾系統（2）包括第一冷凝裝置（2-1）、第一蒸餾罐（2-2）、第二蒸餾罐（2-3）、第三蒸餾罐（2-4）、氯化亞鐵結晶罐（2-5）和鐵離子氧化罐（2-6）；其中第二蒸餾罐（2-3）和第三蒸餾罐（2-4）結構相同；

第一冷凝裝置（2-1）中設有蛇形冷凝管（2-1-1），通過導熱分隔板（2-1-2）將蛇形冷凝管（2-1-1）分成廢酸加熱管（2-1-3）和冷水伴熱管（2-1-4）；冷水伴熱管（2-1-4）與換熱器（2-1-5）和循環泵(2-1-6)相連；廢酸加熱管（2-1-3）入口與廢酸泵（2-1-7）相連；廢酸加熱管（2-1-3）出口與接入第一蒸餾罐（2-2）；第一蒸餾罐（2-2）中的蒸餾氣體出口通過第一蒸汽管路（2-2-1）與第一冷凝裝置（2-1）連接，第一冷凝裝置（2-1）中的冷凝液流出口（2-1-8）分別通過帶有閥門的第一冷凝液管（2-1-9）和帶有閥門的第二冷凝液管（2-1-10）與第二蒸餾罐（2-3）的第一酸液進料口（2-3-1）、第三蒸餾罐（2-4）的第二酸液進料口（2-4-1）連接；

第一蒸餾罐（2-2）物料出口與氯化亞鐵結晶罐（2-5）物料入口通過管路相連接；氯化亞鐵結晶罐（2-5）物料出口和鐵離子氧化罐（2-6）物料入口通過管路相連接；

第三部分蒸餾提取系統：

蒸餾提取系統（3）包括第二冷凝裝置（3-1）、第一提取罐（3-2）、第二提取罐（3-3）、冷凝中轉罐（3-5）和酸液中轉調節罐（3-4）；其中第一提取罐（3-2）和第二提取罐（3-3）結構相同；

第一提取罐（3-2）中下部設有固定內壁上的第一提取槽支撐件（3-2-1）, 第一提取槽支撐件（3-2-1）托起第一提取槽（3-2-2），第一提取槽（3-2-2）可以水平放置第一提取罐（3-2）中，第一提取槽（3-2-2）中設有第一側壁（3-2-3），在多個第一提取槽（3-2-2）縱向依次放置時，下方第一提取槽（3-2-2）中設有第一側壁（3-2-3）可以支撐上方第一提取槽（3-2-2）；第一提取槽（3-2-2）上設有一個第一導氣排液管（3-2-4），第一導氣排液管（3-2-4）上端封閉，下端穿過第一提取槽（3-2-2）底部的第一底部濾板（3-2-6），中上部設有帶有濾網的第一導氣排液管開口（3-2-5）；

第二蒸汽管路（2-3-3）和第三蒸汽管路（2-4-3）通過第一進氣閥（3-2-7）與第一提取罐（3-2）連接；第二蒸汽管路（2-3-3）和第三蒸汽管路（2-4-3）通過第二進氣閥（3-3-1）與第二提取罐（3-3）連接；冷凝裝置（3-1）下接冷凝中轉罐（3-5），冷凝中轉罐（3-5）出口通過接有第一出液閥（3-1-1）、第二出液閥（3-1-2）的管路分別與第一提取罐（3-2）、第二提取罐（3-3）連接；

第一提取罐（3-2）和第二提取罐（3-3）排液口分別通過管路與中轉調節罐（3-4）相連接；冷凝中轉罐（3-5）中設有純水入口（3-5-1）；

第四部分提取分離系統：

提取分離系統設備（4）中第三提取罐（4-1）排液口通過管路與第一個精分離罐（4-2）連接，共有 3-5個結構相同精分離罐（4-2）依次連接；

第三提取罐（4-1）頂部設有第三冷凝裝置（4-1-1），第三冷凝裝置（4-1-1）下方設有酸液進料口（4-1-2），酸液進料口（4-1-2）與中轉調節罐（3-4）酸液出口通過管路連接，第三提取罐（4-1）罐體底座（4-1-3）通過連接件（4-1-4）與罐體側壁（4-1-5）密封連接；罐體底座（4-1-3）中心設有第二轉動軸（4-1-6），第二轉動軸（4-1-6）由下到上依次套有3-8個第二提取槽（4-1-7）和第二覆蓋濾板（4-1-8）；第二覆蓋濾板（4-1-8）位于酸液進料口（4-1-2）下方；第二提取槽（4-1-7）堆放區域罐體外設有超聲裝置（4-1-9）；

第二提取槽（4-1-7）水平放置第三提取罐（4-1）中，多個第二提取槽（4-1-7）縱向依次放置時，下方第二提取槽（4-1-7）中的第二側壁（4-1-10）支撐上方第二提取槽（4-1-7）；第二側壁（4-1-10）上端接有第一擋板（4-1-11），第一擋板（4-1-11）上部為彎曲部（4-1-15），下部為垂直向下的垂直部（4-1-16），第二擋板（4-1-12）底部與第二提取槽（4-1-7）的第二底部濾板（4-1-13）連接，第二擋板（4-1-12）頂部與第一擋板（4-1-11）通過側壁濾網（4-1-24）連接；由第二擋板（4-1-12）、第二側壁（4-1-10）和第二底部濾板（4-1-13）所圍成的環形區域為溢出液外排區（4-1-14），第二側壁（4-1-10）與垂直部（4-1-16）間的距離為d1；第二側壁（4-1-10）與第二擋板（4-1-12）的距離為d2，d1：d2=1.5-2；

第二提取槽（4-1-7）中心設有與套管（4-1-17），套管（4-1-17）的高度為h1，第二側壁（4-1-10）的高度為h2，h2：h1=1.5-2；套管（4-1-17）內壁與第二轉動軸（4-1-6）外壁間接有軸承（4-1-18）用以減少摩擦，套管頂部設有轉動密封件（4-1-19）；套管（4-1-17）上方第二轉動軸（4-1-6）上設有固定攪拌桿（4-1-20）的固定孔（4-1-25），攪拌桿（4-1-20）上設有攪拌葉（4-1-21）；

攪拌葉（4-1-21）分為攪拌葉上部（4-1-26）和攪拌葉下部（4-1-27）；其中攪拌葉上部（4-1-26）與水平面夾角為45-60度；攪拌葉下部（4-1-27）與水平面夾角為30-40度；同一個第二提取槽（4-1-7）內的攪拌葉（4-1-21）彎折方向相同，相鄰第二提取槽（4-1-7）內的攪拌葉（4-1-21）彎折方向相反；

第三提取罐（4-1）內壁設有2-8條垂直平行的滑動桿（4-1-22），第二提取槽（4-1-7）外壁設有與之相對應的凹槽（4-1-23）；

精分離罐（4-2）上設過人孔（4-2-1）和精分離罐過濾板（4-2-2）；精分離罐（4-2）進罐管路中設有在線pH調整裝置；

第五部分合成及“三廢”處理系統：

合成及“三廢”處理系統(5)包括水化硅酸鈣合成罐（5-1），磁性水滑石合成罐（5-2）；磁性粒子合成罐（5-3），水化硅酸鈣母液處理罐（5-4）；磁性水滑石母液處理罐（5-5），磁性粒子母液處理罐（5-6）；

水化硅酸鈣母液處理罐（5-4）上部設有第一母液處理濾板（5-4-1），母液在第一母液處理循環泵（5-4-2）作用下，通過第一母液處理濾板（5-4-1）實現循環過濾, 第一母液處理濾板（5-4-1）上設有第二導氣排液管（5-4-3）；同樣磁性水滑石母液處理罐（5-5）和磁性粒子母液處理罐（5-6）中分別設有第二母液處理濾板（5-5-1）、第二母液處理循環泵（5-5-2）、第三導氣排液管（5-5-3）和第三母液處理濾板（5-6-1）、第三母液處理循環泵（5-6-2）和第四導氣排液管（5-5-3）；第二導氣排液管（5-4-3）、第三導氣排液管（5-5-3）和第四導氣排液管（5-5-3）與第一導氣排液管（3-2-4）結構相同；

水化硅酸鈣母液處理罐（5-4）內設有第一進氣管（5-4-4）、第二進氣管（5-4-5）、第六進氣管（5-4-7）和第一出氣口（5-4-6）；磁性水滑石母液處理罐（5-5）內設有第三進氣管（5-5-4）、第四進氣管（5-5-5）和第二出氣口（5-5-6）；磁性粒子母液處理罐（5-6）內設有第五進氣管（5-6-4）和第三出氣口（5-6-5）；飽和氫氧化鈣處理罐（5-7）內設有第六進氣管（5-7-1）和第四出氣口（5-7-2）；所有進氣管均設有防倒吸球且管口位于罐體底部；

第一進氣管（5-4-4）與氣體S2氣源相連，第二進氣管（5-4-5）與氣體C5氣源相連，第一出氣口（5-4-6）與第三進氣管（5-5-4）相連；第四進氣管（5-5-5）與氣體C5氣源相連，第二出氣口（5-5-6）與第五進氣管（5-6-4）相連；第三出氣口（5-6-5）與第六進氣管（5-7-1）相連；第四出氣口（5-7-2）與真空管路相連。