一种电石渣制备高强度块状活性石灰的工艺及系统的制作方法

本发明涉及工业废弃物资源化技术领域，具体涉及一种电石渣制备高强度块状活性石灰的工艺及系统。

背景技术：

2016年我国电石产能4500万吨/年，产量2730万吨/年(中国电石工业协会对220家电石企业统计数)，国内消费量2716万吨/年，出口14万吨/年，按消耗1t电石产生1.2t电石渣计，约产生电石渣3260万吨/年。这些废弃的电石渣不仅占用宝贵的土地资源，还对附近土壤和水体造成污染。因此，电石渣的治理是解决环境污染和企业生存的一项重要工作。目前关于电石渣的利用和研究一般都是将电石渣进行简单的处理或者不加以任何处理而直接使用，如作为水泥、修筑公路的材料，受市场需求的影响较大，制约了电石企业的发展。

针对电石渣制备高强度块状活性石灰的工艺目前还处于刚刚起步阶段。公开号为cn106927699a的专利说明书公开了一种利用电石渣制备电石用石灰的方法，该方法采用石灰窑进行煅烧，和多级预热分解相比能耗高，效率低；该方法还采用了湿筛的方式除杂，会产生大量的废水，后期还需进行废水处理，增加投资和运行成本。

公开号为cn109467322a的专利说明书公开了一种电石渣制取生石灰的生产工艺，先采用风选或震动筛选进行电石渣除杂，然后进行高温煅烧、压球制得生石灰。

公开号为cn108423683a的专利说明书公开了一种利用干法乙炔电石渣生产电石原料石灰球的方法，先进行风选除杂、脱水烘干，然后废焦油溶液喷淋，同时采用水煤气为燃料进行高温煅烧，压球制得石灰球。

上述专利技术方案的投资、运行成本均较高，限制了其在实际生产中的应用。

技术实现要素：

针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种电石渣制备高强度块状活性石灰的工艺，通过对电石厂的工业副产物电石渣进行烘干、煅烧、除杂、制球后，可重新作为原料进入电石生产线，不仅解决了电石渣处理难的问题，还降低了电石厂重新采购氧化钙的成本。

一种电石渣制备高强度块状活性石灰的工艺，包括步骤：

(1)电石渣在烘干破碎机内进行破碎并被高温干燥气体烘干后进入多级预热器，所述高温干燥气体来自气烧炉和旋风分离器，所述多级预热器采用来自所述气烧炉和旋风分离器的高温气体作为热源，所述气烧炉通过燃烧电石炉气后产生的高温气体提供热量；

(2)多级预热器预热后的电石渣与高温气体一同进入分解炉煅烧分解，所述分解炉通有空气，热源为来自所述电石炉气管道的电石炉气及其燃烧后产生的热量；

(3)煅烧分解得到的氧化钙通过所述旋风分离器收集，除杂后进入成品灰仓；煅烧分解后的高温气体通过所述旋风分离器重新进入所述烘干破碎机和多级预热器；

(4)成品灰仓中的氧化钙压制成块状活性石灰后进入成品仓库。

本发明工艺所有热源均来自电石制乙炔的副产物电石炉气。所述电石炉气管道中的电石炉气的组成包括co、h2、ch4，热值为11290～17915kj/m³，温度为400～800℃。电石炉气含有大量的可燃气体，且其温度较高，因此如遇到空气或氧气后就会自燃，无需装备点火系统，仅需装备简单的气烧炉即可，不仅可以降低投资和运行成本，还可以节约大量的土地资源；另外对于电石厂来说，也无需再外购能源。

其次，本发明采用的烘干破碎机，其特点是电石渣自上而下通过烘干破碎机，只需通过提升机将电石渣送入顶部物料进口即可，配备的风机功率较小，整个装置的运行能耗只有其它常规干燥机的35％左右。

再次，常规技术中煅烧部分采用回转窑作为煅烧设备，回转窑使用煤粉作为燃料，运行过程中需向炉膛内喷射煤粉，燃烧后残留的煤粉灰会与电石渣煅烧后生成的氧化钙混在一起，造成氧化钙纯度降低，影响产品品质，并且也会造成再次生产乙炔气后产生的电石渣因纯度过低而使除杂成本上升，甚至无法利用。本发明采用多级预热器和分解炉的组合，使用电石炉气作为燃料，燃烧后不会产生固相副产物，成品氧化钙纯度较高，与电石生产工艺结合，氧化钙可重复循环利用，无需外购，并且该工艺通过多级预热后再煅烧，其能耗也优于回转窑。

优选地，所述的电石渣在烘干破碎机的物料进口处附着水含量为5％～35％，物料出口处附着水含量低于1％。如果烘干破碎机的物料进口处电石渣附着水含量超过35％，可利用板框压滤机对电石渣进行初步的除水。烘干破碎机底部物料出口处电石渣附着水含量低于1％，保证进入多级预热器的电石渣物料基本干燥，这样不仅可以减少多级预热器部分的能耗，也能保证多级预热器及分解炉的稳定运行。

优选地，所述高温干燥气体进入所述烘干破碎机时温度控制在280～500℃。高温干燥气体由两部分组成，一部分为旋风分离器排出的高温气体，另一部分为电石炉气燃烧所产生的高温气体。

优选地，所述多级预热器出口物料温度控制在400～800℃。所述多级预热器热源由两部分组成，一部分为旋风分离器排出的高温气体，另一部分为电石炉气燃烧所产生的高温气体。

优选地，所述分解炉温度控制在650～1000℃。所述分解炉热源由电石炉气燃烧所产生的高温气体提供。

本发明还提供了所述的工艺制备得到的高强度块状活性石灰，所述的高强度块状活性石灰的纯度≥90％，抗压≥6mpa。

本发明还提供了一种电石渣制备高强度块状活性石灰系统，采用上述工艺，所述的电石渣制备高强度块状活性石灰系统包括：

电石渣输送机构，用于输送电石渣至烘干破碎机；

烘干破碎机，包括从上到下依次连接的料气箱体、破碎腔体和出料箱体，所述破碎腔体内设有用于打散所述电石渣的锤式破碎装置，所述出料箱体底部设有与旋风分离器气体出口以及气烧炉连通的进气口，所述电石渣自上而下通过所述烘干破碎机，来自所述旋风分离器和气烧炉的高温干燥气体自下而上通过所述烘干破碎机；

多级预热器，用于接收并预热烘干后的电石渣和高温干燥气体，所述多级预热器设有与所述旋风分离器气体出口以及气烧炉连通的热源进口，及与分解炉连接的物料出口；

分解炉，用于煅烧分解预热后的电石渣，所述分解炉接有空气源，还设有与所述电石炉气管道连通的气体进口，及与所述旋风分离器连接的物料出口；

旋风分离器，用于分离煅烧分解得到的氧化钙和高温气体，底部设有固体料出口，顶部设有与所述烘干破碎机和多级预热器连接的排气口；

气烧炉，用于燃烧电石炉气，为所述烘干破碎机和多级预热器提供热量，所述气烧炉接有空气源，并设有与所述电石炉气管道连通的气体进口，还设有与所述烘干破碎机和多级预热器连接的高温气体出口；

旋振筛，设于所述旋风分离器的固体料出口下方，用于除杂；

成品灰仓，用于存放除杂后的氧化钙；

压球机，用于压制所述成品灰仓中存放的氧化钙；

成品仓库，用于存放压制得到的块状活性石灰。

所述的锤式破碎装置可将自上而下通过所述破碎腔体的电石渣打散，增加电石渣与高温气体的接触面积，从而有利于进一步的烘干。

所述的多级预热器可设置2～5级预热装置。

优选地，所述的电石渣输送机构包括依次设置的带计量功能的地埋式料斗、皮带传输机和提升机。

进一步优选地，所述带计量功能的地埋式料斗位于所述皮带传输机上方，底部带有电控阀门，可通过控制阀门开度来控制给料速度。

优选地，所述的电石渣制备高强度块状活性石灰系统还包括与所述烘干破碎机的气体出口连接的除尘器，用于与所述电石渣接触后的高温干燥气体除尘，除尘得到的粉尘经所述除尘器底部的粉尘出口随烘干后的电石渣一同进入所述多级预热器。

进一步优选地，所述除尘器顶部设有与烟道连通的气体出口，用于排放除尘后的气体。

所述的旋振筛可设置单层或多层筛网，如1～3层筛网，且上部筛网目数小于下部筛网。

优选地，所述旋振筛的筛网目数为30～300目。

优选地，所述压球机制球压力≥6mpa，最大可达到30mpa。

本发明与现有技术相比，主要优点包括：

1、采用电石炉气作为能源，无需外购能源，也无需装备点火系统，仅需装备简单的气烧炉即可，降低投资和运行成本，节约土地资源。

2、采用烘干破碎机作为干燥装置，投资成本和运行费用低。

3、采用多级预热器和分解炉的煅烧组合，高温烟气循环利用，能耗低，而且无副产物混入氧化钙中，成品氧化钙纯度高、活性高，本工艺与电石生成工艺结合，氧化钙可重复利用，无需外购。

4、采用煅烧完成后干筛的方式，筛分的效率更高，且没有二次污染物产生。

附图说明

图1为实施例的电石渣制备高强度块状活性石灰的工艺流程示意图；

图中：电石渣堆场1，地埋式料斗2，皮带输送机3，提升机4，烘干破碎机5，小仓6，多级预热器7，分解炉8，旋风分离器9，除尘器10，烟道11，余热12，气烧炉13，电石炉气管道14，空气源15，旋振筛16，成品灰仓17，压球机18，成品仓库19，杂质堆场20。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

如图1所示，本实施例的电石渣制备高强度块状活性石灰系统，包括地埋式料斗2，皮带输送机3，提升机4，烘干破碎机5，小仓6，多级预热器7，分解炉8，旋风分离器9，除尘器10，烟道11，气烧炉13，电石炉气管道14，旋振筛16，成品灰仓17，压球机18。

地埋式料斗2接收来自电石渣堆场1的电石渣，其本身带计量功能，底部设有电动控制阀门，可控制给料速度；地埋式料斗2底部物料出口位于皮带输送机3上方，皮带输送机3和提升机4通过皮带连接。地埋式料斗2、皮带输送机3和提升机4组成电石渣输送机构，输送电石渣至烘干破碎机5。

烘干破碎机5从上到下分为料气箱体、破碎腔体、出料箱体。料气箱体顶部设有电石渣进口，破碎腔体内设有锤式破碎装置，出料箱体底部设有出料口，通过管路与小仓6连接。出料箱体底部设有两个气体进口，分别通过管路与旋风分离器9和气烧炉13连接，气烧炉13设有两个气体进口，分别通过管路与电石炉气管道14和空气源15连接。料气箱体顶部设有气体出口，通过管路与除尘器10连接。除尘器10顶部设有气体出口，通过管路与烟道11连接，底部设有粉尘出口，与小仓6连接。

小仓6底部装有星型给料机控制给料速度，通过管路与多级预热器7连接，多级预热器7可设置2～5级，底部设有两个气体进口，分别通过管路与旋风分离器9和气烧炉13连接，顶部与分解炉8连通。分解炉8设有两个气体进口，通过管路分别与电石炉气管道14和空气源15连接，顶部设有出口，通过管路与旋风分离器9连接。

旋风分离器9底部设有固体料出口，位于旋振筛16上方，旋振筛16可设置1～3层，筛网目数可选择30目～300目，并且上部筛网目数小于下部筛网。

压球机18制球压力在6～30mpa。

电石炉气管道14中电石炉气主要成分为co、h2、ch4，其余为少量co2、n2和极少量o2等。

电石渣制备高强度块状活性石灰的工艺流程如下：

将电石渣堆场1的电石渣通过机械设备加到地埋式料斗2内，地埋式料斗2控制电石渣的下料速度，电石渣落到皮带输送机3上后由皮带输送机3和提升机4送入烘干破碎机5顶部物料进口；电石渣自上而下通过烘干破碎机5，来自旋风分离器9和气烧炉13的高温干燥气体自下而上通过烘干破碎机，电石渣在烘干破碎机5内与高温干燥气体接触后被干燥；电石渣在经过烘干破碎机5的破碎腔体时，被破碎腔体内的锤式破碎装置打散，增加电石渣与高温干燥气体的接触面积；高温气体的进口温度控制在280～500℃，可通过调整进口高温气体的温度来保证物料出口电石渣的附着水含量低于1％；高温气体通过除尘器10除尘后进入烟道11外排，粉尘随烘干后的电石渣一同进入小仓6。

烘干后的电石渣可暂时在小仓6存放，小仓6通过星型给料机将电石渣送入多级预热器7，多级预热器7出口温度控制在400～800℃，其热源同样来自旋风分离器9和气烧炉13；气烧炉13通过燃烧电石炉气管道14的电石炉气后产生的高温气体提供热量。

电石渣经多级预热后与高温气体一同进入分解炉8煅烧分解，分解炉温度控制在650～1000℃，其热源来自电石炉气管道14；分解后的氧化钙通过旋风分离器9收集，高温气体则重新进入烘干破碎机5和多级预热器7；收集后的氧化钙粉通过旋振筛16筛分后进入成品灰仓17，杂质则送往杂质堆场20；氧化钙粉经压球机18压制成球后进入成品仓库19，得到的高强度块状活性石灰纯度≥90％，抗压≥6mpa。

应用例1

某电石厂年产10万吨生石灰球团生产线采用实施例的电石渣制备高强度块状活性石灰的工艺及系统，堆场电石渣附着水含量为19.6％，块状活性石灰纯度为90.4％，抗压强度为6.5mpa。

烘干破碎机气体进口温度控制在400℃左右，气体出口温度为70℃左右；多级预热器设置3级，第一级预热温度为450℃，第二级预热温度为550℃，第三级预热温度为650℃，分解炉煅烧温度控制在850℃；旋振筛设置1层，筛网选择100目。

应用例2

某电石厂年产8万吨生石灰球团生产线采用实施例的电石渣制备高强度块状活性石灰的工艺及系统，堆场电石渣附着水含量为16.7％，高强度块状活性石灰纯度为91.6％，抗压强度为6.8mpa。

烘干破碎机气体进口温度控制在370℃左右，气体出口温度为70℃左右；多级预热器设置3级，第一级预热温度为400℃，第二级预热温度为500℃，第三级预热温度为600℃，分解炉煅烧温度控制在800℃；旋振筛设置2层，上层筛网选择60目，下层筛网选择120目。

此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。