[发明专利]一种应用工业废物制备水化硅酸钙和磁性水滑石的设备

说明书

技术领域

本发明涉及工业废物的处理设备，具体涉及粉煤灰、白泥、废酸等工业废物综合利用和污水废液处理材料的合成设备技术领域。

背景技术

高硫煤、白泥和废酸成分及其危害。1高硫煤成分及其危害：高硫煤是指含硫量大于3%的煤，我国煤碳资源约8%是高硫煤，直接燃烧产生的酸雾将污染大气，造成严重的环境污染，单纯的脱硫处理将增大生产成本，因此高硫煤处理是长期困扰我国相关行业发展的瓶颈性问题。高硫煤的脱硫主要是采用三种方式：使用前脱硫、使用中脱硫和使用后脱硫，使用中脱硫和使用后脱硫主要是针对高硫煤作为燃料燃烧时的处理方式。我国高硫煤的煤灰的化学成分主要以硅、铝、铁为主，高硫煤煅烧后会产生硫的氧化物和粉煤灰两类污染物。2白泥成分及其危害：白泥是造纸生产过程中产生的主要工业废物，每生产1吨粗浆要产生近0.5吨白泥，因此白泥数量巨大。其主要成分以CaCO₃、CaSO₄、CaCl₂等钙盐为主，还有少量的SiO₂。从白泥的主要成分也不难得出白泥呈强碱性，一般pH值为10左右。除了无机成分外，其中还含有一定数量的造纸过程产生的有机质，储存白泥不仅占用了大量的土地，而且会造成严重的环境污染。3废酸成分及其危害：在钢铁制品的生产中，需要用大量的盐酸对钢铁表面进行加工清洗处理和腐蚀处理，来改善表面性质，处理后的酸称为废酸。废酸中盐酸含量30~60g/L，总铁含量为60~130g/L，其中亚铁离子含量50~120g/L，因此废酸是一种具有强酸性和高毒性的废液。这些酸难以进一步回收利用，对于盐酸的回收利用，尤其是低浓度盐酸的回收技术难度很高，主要是因为氯化氢在水溶液中与水分子相互作用，沸点大于水的沸点，难以蒸馏出较高浓度的盐酸直接回用。

当今废物的处理面临的基本问题。问题1应用大量的成品原料处理工业废物。尽管这种方式实现了工业废物的有效处理，但是出于废物处理成本等因素考量，不应当成为废物处理的主要方式。应尽可能应用废物作为原料，减少成品原料的使用，才更有实际意义。问题2 以废物为原料制备低成本、低附加值或高成本、高附加值产品。目前以粉煤灰、白泥为原料主要集中在水泥等建材方面应用，工艺简单、生产成本低，但产品的附加值也低；相关研究以粉煤灰为原料制备纯度较高的铝制品，甚至合成纳米氧化铝等高附加值产品，但制造成本较高。对于以废物为原料，应当兼顾成本与产品附加值，寻求高性价比的处理方式。问题3 注重一次废物的有效处理，忽视对于废物处理过程中所产生的二次废物的有效处理。单纯提取废物中的有效成分，缺少对于提取后剩余部分的有效处理和利用。

水化硅酸钙和磁性水滑石。水化硅酸钙是一种重要的水处理原料，该类物质在中性和碱性条件下具有非常好的重金属吸附和固化能力。水滑石的理想通式为Mg₆Al₂(OH)₆·4H₂O，其结构与水镁石Mg(OH)₂相似，是一种阴离子型的粘土，其中镁离子可以被钙、锌等二价离子替换。水滑石具有层间阴离子和层板阳离子交换性能，这使其在水处理领域受到高度重视并得到了广泛的研究和应用。。

发明内容

本项发明工艺流程如图1所示，分为5个部分：第一部分为白泥、高硫煤燃烧活化系统；第二部分为蒸馏系统；第三部分蒸馏提取系统；第四部分为提取分离系统； 第五部分合成及“三废”处理系统。

第一部分为白泥、高硫煤燃烧活化系统。如图2所示，本部分设备包括流化燃烧装置（1-1）、白泥预热装置（1-2）、白泥煅烧装置（1-3）和高温煅烧装置（1-4）；

如图3、4A所示，流化燃烧装置（1-1）中流化燃烧室（1-1-1）侧壁中下部分别设有高硫煤白泥混合物进料口（1-1-2）和流化燃烧室白泥进料口（1-1-3），侧壁上部设有烟气排放口（1-1-4）和过热器（1-1-5）,流化燃烧室（1-1-1）下部的空气分布管（1-1-6）与第一风机（1-1-7）相连，流化燃烧室（1-1-1）底部设有第一出料口（1-1-8）；