白泥回收综合利用的节能环保型回收方法与流程

本发明涉及造纸工艺中白泥回收利用技术领域，具体的说，是白泥回收综合利用的节能环保型回收方法。

背景技术：

碱法制浆是目前大部分制浆造纸厂中广泛采用的工艺。在碱法制浆造纸的苛化过程中会产生大量的以沉淀碳酸钙为主要成分的白泥。苛化是将碱法制浆造纸产生的绿液中的na2co3与ca(oh)2发生苛化反应，生成含naoh白液和含沉淀caco3白泥的反应过程。据检测，造纸厂回收的白泥中含有caco3、naoh、ca(oh)2、cao、s等，其中caco3含量为80％-92％。

白泥，是造纸工业对制浆黑液进行碱回收过程中产生的主要副产物，其主要化学成分为碳酸钙，另外还含有一部分氧化钙、硅、金属盐等杂质。目前，碱回收过程中，回收1吨碱同时能分离出2-2.2吨白泥，因此白泥是造纸产业的主要固体废弃物之一。

常用的无害化处理造纸白泥的主要方式包括：

a1煅烧成石灰在碱回收工段循环使用；

a2提取精制碳酸钙用作造纸填料以及用于生产水泥、涂料等建筑材料；

a3将白泥用作燃煤锅炉的烟气脱硫剂；

④废弃白泥直接掩埋。

但是，现有白泥煅烧成石灰或者提取精制碳酸钙的提取效率不高，副产品经济价值有限；白泥用作燃煤锅炉的烟气脱硫剂需要具备“有燃煤锅炉”这一前置条件，使用范围受限；废弃白泥直接掩埋，会造成环境污染。

另一方面，将白泥煅烧成石灰或者提取精制碳酸钙确实可以对白泥进行回收利用并增加副产品的收益，但是现有的回收工艺、回收方法只关注白泥这一物质的回收，而很少有技术方案考虑到白泥回收过程中其他辅料、消耗的能源、其他排放物的处理。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供白泥回收综合利用的节能环保型回收方法，既提高白泥提取产物的回收效率，又充分利用回收过程中需要的热能、水能，还对回收过程中产生的气体进行环保处理后才允许其排放，整个回收方法综合考虑生产效率、节能减排等因素，对白泥回收全过程中物质、能源进行了综合利用，既经济又环保。

本发明通过下述技术方案实现：白泥回收综合利用的节能环保型回收方法，将造纸产生的苛化后的带残碱白泥依次进行脱水机脱水、煅烧炉煅烧、冷却机冷却、灰钙机研磨分选制成成品，所述煅烧炉煅烧过程中产生的含硫烟气通入脱硫塔进行脱硫；所述煅烧炉为煅烧炉体倾斜设置的电热式回转煅烧炉，煅烧炉体设置脱水白泥进口、高温灰粉出口、高温烟气出口。

所述脱水机出料端与煅烧炉进料端之间仅通过煅烧螺旋提升机连通，所述冷却机冷却过程中产生的余热通过单向传输的热管回流至脱水机的出料端对其排出的脱水白泥进行一级预热，同时煅烧炉内煅烧用的高温气体对从煅烧螺旋提升机进入煅烧炉的脱水白泥进行二级预热，使得所述煅烧螺旋提升机内形成由脱水机出料端至煅烧炉进料端其预热温度均匀升高的预热腔，脱水白泥经煅烧螺旋提升机螺旋提升过程中完成预热后直接进入煅烧炉煅烧。

所述脱水白泥以5-6kg/m3·min流量从位于煅烧炉体较高的尾端的脱水白泥进口进入回转煅烧炉，缓慢通过以1-5r/min转动、倾斜3°±0.1°且内壁设置虎牙的煅烧炉体，在煅烧炉体内以255℃-1210℃的煅烧温度进行15-30min的充分煅烧，煅烧后的灰粉从位于煅烧炉体较低的首端的高温灰粉出口传输至冷却机冷却；所述煅烧过程中产生的含硫烟气从位于煅烧炉体尾端的高温烟气出口经过烟道通入脱硫塔。

本申请人于2017年07月24日向国家知识产权局提交了一件实用新型的专利申请，申请号为：201720900026.0；专利名称为：白泥回收综合利用的节能环保型回收系统，公开了一套回收系统的技术方案。所述白泥回收综合利用的节能环保型回收系统，包括依次连接的白泥原料箱、离心脱水机、回转煅烧炉、回转冷却机、灰钙分级机、成品包装机，所述回转煅烧炉还连接烟道并通过烟道与脱硫塔连接。

本发明中所述的回收方法是可通过上述回收系统进行白泥回收利用。

本发明中脱水工序中使用的脱水机为离心脱水机。本发明中煅烧工序中使用的煅烧炉为可调温调控的电热式的回转煅烧炉。本发明中冷却工序中使用的冷却机为水冷式回转冷却机。本发明中研磨分级工序中使用的灰钙机为灰钙分级机。

所述离心脱水机的脱水白泥出口与回转煅烧炉的脱水白泥入口之间通过煅烧螺旋提升机连通。所述回转冷却机与煅烧螺旋提升机之间连通有余热回收利用的单向传热的热管。

本发明所述的回收系统，以白泥主要成分的固态流转线路为基础，包括依次连接的白泥原料箱、离心脱水机、回转煅烧炉、回转冷却机、灰钙分级机、成品包装机。

上述结构中，造纸过程产生的带残碱的白泥原料存放在白泥原料箱中，进行白泥回收操作时：

a、白泥原料箱中带残碱的白泥原料进入离心脱水机进行脱水，固液分离后的固体为脱水白泥且液体为残碱水溶液(以氢氧化钠为主的混合液)；

b、脱水白泥进入回转煅烧炉先干燥再煅烧成固体的灰钙粉(碳酸钙粉末或石灰粉末)；

c、回转煅烧炉中排出的高温灰钙粉进入回转冷却机进行冷却；

d、回转冷却机排出的冷却灰钙粉进入灰钙分级机进行研磨、分级；

e、分级后的灰钙粉进入成品包装机进行包装。

其中，当回转煅烧炉其高温煅烧室内工作温度控制在255℃-310℃时，高温灰钙粉以碳酸钙粉为主；当回转煅烧炉其高温煅烧室内工作温度控制在800℃-1000℃时，高温灰钙粉以氧化钙粉和碳酸钙粉混合物为主；当回转煅烧炉其高温煅烧室内工作温度控制在1100℃-1200℃时，高温灰钙粉以氧化钙粉即石灰粉为主。

白泥的主要成分为caco3、naoh、ca(oh)2、cao、s，白泥加热过程中会发生很多反应，其中主要反应有：

ca(oh)2+so2＝caso3+h2o2caso3+o2＝o2＝2caso4

2naoh+so2＝na2so3+h2o2na2so3+o2＝2na2so4

(1)煅烧温度350℃以下时，主要以硫燃烧生成二氧化硫气体、氢氧化钙与二氧化硫反应生成硫酸钙、氢氧化钠与二氧化硫反应生成硫酸钠为主要反应。经实验发现，白泥加热至230℃时就有so2释放，在260℃时so2释放达到了一个峰值；一方面，so2随高温烟气从回转煅烧炉中排出至脱硫塔；另一方面，与caco3、naoh、ca(oh)2发生“固硫”反应而生成硫酸盐。

经实验验证，当煅烧温度控制在260℃时，碳酸钙粉制取率最高。

(2)煅烧温度800℃以上时，碳酸钙、硫酸钙已开始分解，产生二氧化碳气体、二氧化硫气体。

经实验发现，煅烧温度超过1100℃时，氧化钙的制取率即可达到98％以上。

本发明中碳酸钙占比、氧化钙占比均匀质量百分比。

另外，离心脱水机排出的残碱水溶液回收后可进入造纸工艺进行循环使用，或者通入脱硫塔进行脱硫处理，不仅通过循环使用节约物料成本而且减少强碱性污染物处理成本，既经济又环保。

上述结构中，回转煅烧炉中会产生含硫的烟气，所述回收系统还可以进行烟气处理：

m、设置在烟道内的抽风机工作，通过风力将回转煅烧炉其高温煅烧室内的高温烟气和高温灰钙粉进行固气分离而通过烟道引入脱硫塔脱硫；

n、固气分离的高温烟气经过烟道进入脱硫塔进行脱硫处理，脱硫达标的烟气才能排出。

其中，脱硫塔从上向下喷射残碱水溶液或白泥悬浊液，而高温烟气从下向上运动，脱硫剂与高温烟气充分接触，脱硫后的二氧化碳等其他自然排出，脱硫过程中产生的固液混合物自然沉降，既降温又脱硫。烟气脱硫过程无需增加额外采购的物料即可对烟气进行符合环保要求的脱硫处理，既经济又环保。

综上，本发明所述的回收系统通过脱水、高温煅烧、冷却、研磨分级即可从造纸产生的白泥中高效提取灰钙粉(碳酸钙粉或石灰粉)，又能将分离的残碱水溶液循环进入造纸工艺，还能利用白泥进行含硫烟气的脱硫处理并产生一定的石膏。整个回收系统对造纸废弃物白泥回收过程中产生的固体(碳酸钙粉、石灰粉、石膏)、液体(残碱水溶液)、气体(脱硫后二氧化碳)进行综合利用或处理，既经济又环保。

值得说明的是，本发明对整个系统中的热能进行充分利用：一是，回转煅烧炉中预热干燥室与高温煅烧室同为一个腔室的高低两端，且倾斜对保温炉体其内腔的高端为预热干燥室、底端为单独设置电加热装置的高温煅烧室，高温煅烧室中热量在保温炉体其内腔内辐射至预热干燥室对刚刚进入回转煅烧炉的脱水白泥进行进一步干燥；二是，整个系统还设置了连接回转冷却机与回转煅烧炉脱水白泥进口端的热管；所述热管将回转冷却机中热交换产生的余热传输回第二提升装置中，仅仅利用余热对从离心脱水机排出的脱水白泥进行预热而进一步脱水干燥。进入高温煅烧室内白泥的含水量越低、需要消耗热能越少。本发明利用高温煅烧室排出的余热进行预热处理，无需额外提供热能即可进一步有效减少进入高温煅烧室内白泥的含水量，大大缩短高温煅烧的时间，节约能源。

所述高温煅烧室的内壁设置若干虎牙；所述虎牙为高于高温煅烧室内壁的凸缘。本发明中的凸缘可以与高温煅烧室内的脱水白泥进行反复撞击，从而打散白泥块，进一步提高高温煅烧效率。进一步，所述凸缘靠近高温煅烧室内壁的一端为下端，凸缘的横截面呈上小下大结构。所述凸缘上小下大，可以利用尖端结构更好的撞击结块的白泥块，增强打散效果。更进一步，所述凸缘的下端与高温煅烧室内壁圆滑过渡。所述凸缘与高温煅烧室内壁圆滑过渡，有效防止白泥块巴结凸缘或高温煅烧室内壁。

所述回转冷却机包括设置余热回流口的冷却机体、内套在冷却机体内并与冷却机体形成冷却腔的回转筒、安装在冷却腔内的冷水喷淋装置。

所述冷水喷淋装置包括循环连接的喷淋管、进水管、出水管、水箱、水泵，水箱中的冷却水通过水泵加压泵入穿过冷却机体的进水管，进水管内冷却水从位于冷却腔内的喷淋管向回转筒外壁喷射，喷射出的冷却水喷到回转筒外壁与回转筒内高温灰粉进行热交换后落下并从穿过冷却机体的出水管回流至水箱。

所述热管进行从回转冷却机向煅烧螺旋提升机的单向传热，热管的蒸发端位于冷却腔内且靠近出水管一端，热管的冷凝端位于离心脱水机与回转煅烧炉之间的煅烧螺旋提升机内。所述热管内部封闭、不与外接连通。通过热管将回转冷却机内热交换的余热传递至煅烧螺旋提升机内，对从离心脱水机中排出的尚未完全脱水的脱水白泥进行预干燥。

所述喷淋管上设置多个向回转筒外壁喷射冷却水的喷淋头。

本发明中通过冷水循环的冷水喷淋装置对内通高温灰钙粉的回转筒的外壁进行流水式降温喷淋。高温灰钙粉、冷却水水仅在回转筒外壁进行热交换而不直接接触，高温灰钙粉降温的同时保持干燥状态。而冷却水仅在喷淋管、进水管、出水管、水箱、水泵、冷却腔内循环。

为了更好的实现本发明，所述煅烧炉煅烧过程中，通过控制煅烧温度控制煅烧后灰粉的主要成分，具体是指：

控制煅烧温度至255℃-310℃制得以碳酸钙为主要成分的灰粉；

控制煅烧温度至800℃-1000℃制得以碳酸钙与氧化钙的混合物为主要成分的灰粉；

控制煅烧温度至1100℃-1200℃制得以氧化钙为主要成分的灰粉。

为了更好的实现本发明，所述煅烧炉煅烧过程中，控制煅烧温度至260℃并使得煅烧白泥滞留15min以上，制得碳酸钙质量比不小于％的灰粉。

为了更好的实现本发明，所述煅烧炉煅烧过程中，控制煅烧温度至800℃并使得煅烧白泥滞留15min以上，制得氧化钙质量比不小于50％的灰粉。

为了更好的实现本发明，所述煅烧炉煅烧过程中，控制煅烧温度至1000℃并使得煅烧白泥滞留15min以上，制得氧化钙质量比不小于75％的灰粉。

为了更好的实现本发明，所述煅烧炉煅烧过程中，控制煅烧温度至1100℃并使得煅烧白泥滞留15min以上，制得氧化钙质量比不小于98％的灰粉。

为了更好的实现本发明，所述虎牙为设置在煅烧炉体内壁并向煅烧炉体中心光滑突出的凸部，煅烧炉体内壁面分布的若干虎牙其分布规律和单个虎牙尺寸满足以下条件：从煅烧炉体的尾端向首端，复数个虎牙的分布由疏渐密且单个虎牙的尺寸由大渐小。

为了更好的实现本发明，所述脱水机脱水过程中采用的脱水机为内置离心筒、变频器、离心电机、离合器、转速传感器的离心脱水机，离心脱水机还设置脱水控制器，脱水控制器通过变频器控制离心电机的正反转变化及转速调节，同时脱水控制器控制离合器的连接/脱开，由离心电机通过离合器带动离心筒动作；其中，离心筒顺时针转动为正转、离心筒逆时针转动为反转。

所述脱水机脱水过程中，离心筒的转速呈周期性变化，具体是指：一个周期内，离心筒从转速为0转/分钟开始正转，先在5-15秒内线性提速至600-700转/分钟并持续正转1分钟，然后在1分钟内自然减速至0转/分钟，停转0-10秒后开始反转，在5-15秒内线性提速至600-700转/分钟并持续反转1分钟，再在1分钟内自然减速至0转/分钟，停转10-30秒，同一批带残碱白泥按此周期循环往复4-6次。

为了更好的实现本发明，所述脱水机脱水时第一个脱水周期、第二个脱水周期还间歇性通入原水，即：开始脱水工作的第一个周期及第二个周期时，当离心筒正转或反转的速度低于100转/分钟时，通入从冷却机引出的对高温煅烧后灰粉进行水冷而发生热交换后的高温原水，利用高温原水对带残碱白泥进行冲洗脱碱。

为了更好的实现本发明，所述脱水机脱水过程中从带残碱白泥中分离出的残碱液直接回收以循环用于造纸工艺。

为了更好的实现本发明，所述脱水机脱水过程中从带残碱白泥中分离出的残碱液先引入暂存桶中存放，残碱液与白泥原料箱中沉淀分离的带残碱白泥混合后形成脱硫剂，通过脱硫剂供应泵将脱硫剂从脱硫塔上方喷入脱硫塔内对含硫烟气进行脱硫处理。

待回收的带残碱白泥原料先存放在白泥原料箱中静置沉淀、待用。将带残碱白泥原料用稀释液稀释成白泥浓度22％-24％的悬浊液，并将此悬浊液作为本发明创造中脱硫塔内的脱硫剂使用，对从煅烧炉中排出的含硫气体进行脱硫处理，从而得到符合排放标准的二氧化碳气体。

本发明是对造纸工艺中进过苛化处理的带残碱白泥进行回收利用的方法。技术方案中回收利用的主线是以带残碱白泥为原料经脱水、煅烧、冷却、研磨分选得到成品(碳酸钙、氧化钙、碳酸钙与氧化钙混合物)，副线之一是对煅烧过程中余热的利用，副线之二是对煅烧过程中产生的含硫烟气经脱硫处理后的环保排放，副线之三是对带残碱白泥脱出的残碱液的利用，副线之四是将残碱液与带残碱白泥混合稀释后形成脱硫剂而用于煅烧过程中含硫烟气的脱硫处理。

综上，本发明所述回收方法，其主要原料为：待回收白泥原料、水、电能；过程产物为：残碱液、含硫烟气、从煅烧炉中产生的携带热能的高温气体、从冷却机中产生的携带热能的中温气体、冷却过程中经过热交换而携带热能的热水、白泥原料经过各个工序后的阶段性产物；最终产物为：残碱液、脱硫气体、灰钙粉成品。其中，从冷却机中产生的携带热能的中温气体可通过热管单向传输至煅烧螺旋提升机的前端，对待煅烧的脱水白泥进行一级预热；从煅烧炉中产生的携带热能的高温气体，直接从回转炉向脱水机热辐射而用于对待煅烧的脱水白泥的二级预热。

也就是说，整个回收方法中不需要添加其他额外的化学用剂，主要原料是造纸产生的带残碱白泥，除了必要的生产设备，白泥回收利用过程中再提供水、电能即可实现整个过程中物料及能源的充分回收利用。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明所述回收方法主要由脱水、煅烧、冷却、研磨分选、脱硫这五个工序组成，无需引入其他额外的化学药剂，除了必要的生产设备，投入的原料为待回收利用的带残碱白泥、水、电能等，产出有灰钙粉成品、脱硫后达到排放标准而排出的气体、可回用至造纸工艺的残碱液；也就是说，采用本发明所述回收方法对造纸产生的苛化后的白泥原料进行灰钙粉回收的整个过程中，既不会产生二次污染，也无有毒有害物质排放，而且所有产物都能再利用；

(2)本发明所述回收方法其白泥回收过程中产生的能源也得到了循环利用，具体是指，煅烧工序中、冷却工序中产生的余热被引至连接脱水机与回转炉的煅烧螺旋提升机中，对经过脱水、准备进入煅烧工序的脱水白泥进行预热，不需要额外提供预热腔室，仅充分利用提升运输用的螺旋提升机即形成预热用的腔室，既节约热能这一能源又节省空间并缩减工序之间的过渡工艺；

(3)本发明可以对造纸过程中产生的废弃物白泥、回收白泥过程中分离的残碱水溶液、提取灰钙粉过程中产生的含硫二氧化碳气体分别进行处理，仅排出除尘脱硫后的气体，碳酸钙粉或石灰粉或石膏粉类固体可以提取后循环使用或作为其他产品生产加工的原料，离心脱水得到的残碱水溶液可以用于脱硫或进入造纸工艺循环使用，整个回收系统中物质或能源综合利用，既经济又环保；

(4)本发明中制取的碳酸钙粉成品可直接用作轻质隔墙板填充料或其他墙板材料；

(5)本发明中回转煅烧炉中设置虎牙，利用机械结构打散结块的白泥块，虎牙对煅烧炉体内的白泥块反复冲击打碎，从而提高煅烧效率、降低能源消耗；

(6)本发明中回转冷却机中高温灰钙粉与冷却水既有效热交换又干湿分离；

(7)本发明中利用灰钙分级机直接对冷却后的灰钙粉进行研磨、分级，从而直接得到粒径符合要求的成品，从而提高整个白泥回收利用率。

附图说明

图1为本发明的主要工序示意图。

图2为本发明的系统结构示意图。

图3为本发明中离心脱水机一个工作周期的时序图。

图4为本发明中虎牙横截面呈类梯形的结构示意图。

图5为本发明中虎牙横截面呈类三角形的结构示意图。

图6为实施例2中试验二中煅烧时间与煅烧后灰粉中碳酸钙含量的关系图。

其中：1、白泥原料箱；2、第一螺旋提升机；3、离心脱水机；4、煅烧螺旋提升机；5、回转煅烧炉；53、虎牙；6、脱硫塔；7、回转冷却机；8、灰钙分级机；9、成品包装机；10、脱硫剂配制箱；11、热管。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

如图1、图2所示，白泥回收综合利用的节能环保型回收方法，包括依次连接的白泥原料箱1、离心脱水机3、回转煅烧炉5、回转冷却机7、灰钙分级机8、成品包装机9，所述回转煅烧炉5还连接烟道并通过烟道与脱硫塔6连接。

所述回转煅烧炉5包括设置脱水白泥进口、高温灰粉出口、高温烟气出口的保温炉体且回转煅烧炉5倾斜设置；输出脱水白泥的离心脱水机3出料端与回转煅烧炉5其脱水白泥进口通过煅烧回转提升机连接，输出干燥灰粉的高温灰粉出口与回转冷却机7的进灰粉口连接，输出煅烧过程中烟气的高温烟气出口通过烟道与脱硫塔6连接。所述回转冷却机7与煅烧螺旋提升机之间连通有余热回收利用的单向传热的热管11。所述白泥原料箱1与离心脱水机3之间通过第一螺旋提升机2连接。

所述回收系统从白泥中提取灰钙粉的主要路径为：白泥原料→白泥原料箱1→离心脱水机3→回转煅烧炉5→回转冷却机7→灰钙分级机8→成品包装机9→碳酸钙粉成品或石灰粉成品。

所述回收系统其白泥回收过程中生成的气体流转主要路径为：回转煅烧炉5中产生含硫的二氧化碳气体→烟道→脱硫塔6→排到大气中。

所述回收系统其白泥回收过程中分离的液体流转主要路径为：离心脱水机3中分离出的残碱水溶液→造纸工艺中或者通入脱硫塔6用于脱硫。

另外，白泥原料可以稀释后作为脱硫剂，用于脱硫塔6中含硫二氧化碳气体的脱硫及除尘。

所述热管11从回转冷却机7向煅烧螺旋提升机4单向传热，热管11的蒸发端位于冷却腔内且靠近出水管一端，热管的冷凝端位于离心脱水机3与回转煅烧炉5之间的煅烧螺旋提升机4内。所述热管11内部封闭、不与外接连通。通过热管11将回转冷却机7内热交换的余热传递至煅烧螺旋提升机4内，对从离心脱水机3中排出的尚未完全脱水的脱水白泥进行预干燥。

所述煅烧炉体的内壁设置若干虎牙53；所述虎牙53为高于煅烧炉体内壁的凸缘。所述凸缘靠近煅烧炉体内壁的一端为下端，凸缘的横截面呈上小下大结构。

所述凸缘下端与煅烧炉体内壁连接为一体：当煅烧炉体为圆柱体型空腔时，所以凸缘横截面的下轮廓实为圆弧；当煅烧炉体为方柱型空腔时，所以凸缘横截面的下轮廓实为直线。当煅烧炉体为圆柱体型空腔时：如图4所示，凸缘横截面呈上端小、下端大的类梯形；或者，如图5所示，凸缘横截面呈上端小、下端大的类三角形。而且，所述凸缘的下端与煅烧炉体内壁圆滑过渡。

所述回转冷却机7包括设置余热回流口的冷却机体、内套在冷却机体内并与冷却机体形成冷却腔的回转筒、安装在冷却腔内的冷水喷淋装置。

所述冷水喷淋装置包括循环连接的喷淋管、进水管、出水管、水箱、水泵，水箱中的冷却水通过水泵加压泵入穿过冷却机体的进水管，进水管内冷却水从位于冷却腔内的喷淋管向回转筒外壁喷射，喷射出的冷却水喷到回转筒外壁与回转筒内高温灰粉进行热交换后落下并从穿过冷却机体的出水管回流至水箱。

所述喷淋管上设置多个向回转筒外壁喷射冷却水的喷淋头。

所述回转筒形成一个仅开设高温灰钙粉进口、低温灰钙粉出口的圆柱形空腔。而且，回转筒可以在驱动装置作用下沿其轴线转动。此处的驱动装置可以采用驱动电机输出端安装与回转筒外壁啮合的主动齿的结构。

本实施例中，高温灰钙粉与低温的冷却水仅在回转筒壁进行热交换而不直接接触，干湿分离，便于灰钙粉降温后仍然保持干燥状态进入灰钙分级机8进行粉末研磨、分级。

所述白泥原料箱1与脱硫塔6之间还设置有脱硫剂配制箱10；所述脱硫剂配制箱10设置有与白泥原料箱1通过原料供应泵连通的白泥原料入口、外接稀释白泥原料用液体的稀释液进口、将稀释的白泥泥浆从脱硫塔6上方向下喷入脱硫塔6的脱硫剂入射通道；所述脱硫剂入射通道上安装一脱硫剂供应泵。

所述脱硫塔6市场上直接采购。本实施例中是将白泥原料作为脱硫剂通入脱硫塔6中。

据检测，造纸厂回收的白泥其主要成分为caco3、naoh，caco3含量为80％-92％。其中，caco3粒径在45μm以下的又占其总量的90％以上，脱硫活性较好，同时含有脱硫的促进成分na2o、mgo等，完全可以达到90％以上的烟气脱硫率，并且白泥在烟气脱硫过程中转化为石膏，具有一定的经济利用价值。因此，可以同时解决造纸厂的固体和气体两大废弃物的处理问题，达到以废治废、降本增效的目的。

利用白泥原料进行脱硫的工艺流程为：将白泥原料和稀释液在脱硫剂配制箱10中、常温条下配制成碳酸钙浓度20～25％的悬浊液，然后将此悬浊液作为脱硫剂从脱硫塔6中上部向脱硫塔6内喷淋，下行的脱硫剂与上行的烟气逆流混合并反应脱硫。

所述稀释液可以为外界供水，也可以为离心脱水机3分离出的残碱水溶液。

一方面，脱硫塔6中若仅以水溶液从上向下喷淋，降尘效果还可以但脱硫效果一般；脱硫塔6中若以分离出的残碱水溶液作为脱硫剂从上向下喷淋，降尘效果和脱硫效果都中等；而采用白泥原料稀释的悬浊液作为脱硫剂从上向下喷淋，降尘效果和脱硫效果都很好。

另一方面，脱硫塔6上部及其顶部设置多层高温防尘布，对从脱硫塔6顶部排向大气的气体进行烟气中颗粒物的阻拦，从而提高除尘效果。

实施例2：

本实施例重点说明回收方法。

如图1所示，白泥回收综合利用的节能环保型回收方法，将造纸产生的苛化后的带残碱白泥依次进行脱水机脱水、煅烧炉煅烧、冷却机冷却、灰钙机研磨分选制成成品。所述煅烧炉煅烧过程中产生的含硫烟气通入脱硫塔进行脱硫；所述煅烧炉为煅烧炉体倾斜设置的电热式回转煅烧炉，煅烧炉体设置脱水白泥进口、高温灰粉出口、高温烟气出口。

所述脱水机出料端与煅烧炉进料端之间仅通过煅烧螺旋提升机连通，所述冷却机冷却过程中产生的余热通过单向传输的热管回流至脱水机的出料端对其排出的脱水白泥进行一级预热，同时煅烧炉内煅烧用的高温气体对从煅烧螺旋提升机进入煅烧炉的脱水白泥进行二级预热，使得所述煅烧螺旋提升机内形成由脱水机出料端至煅烧炉进料端其预热温度均匀升高的预热腔，脱水白泥经煅烧螺旋提升机螺旋提升过程中完成预热后直接进入煅烧炉煅烧。

所述脱水白泥以5-6kg/m3·min流量从位于煅烧炉体较高的尾端的脱水白泥进口进入回转煅烧炉，缓慢通过以1-5r/min转动、倾斜3°±0.1°且内壁设置虎牙的煅烧炉体，在煅烧炉体内以260℃-1200℃的煅烧温度进行15-30min的充分煅烧，煅烧后的灰粉从位于煅烧炉体较低的首端的高温灰粉出口传输至冷却机冷却；所述煅烧过程中产生的含硫烟气从位于煅烧炉体尾端的高温烟气出口经过烟道通入脱硫塔。

首先，煅烧温度260℃-1200℃是根据需要制成的产物不同而进行选定的。不同的煅烧温度段最终生成的产物不同。

所述煅烧炉煅烧过程中，通过控制煅烧温度控制煅烧后灰粉的主要成分，具体是指：

控制煅烧温度至255℃-310℃制得以碳酸钙为主要成分的灰粉；

控制煅烧温度至800℃-1000℃制得以碳酸钙与氧化钙的混合物为主要成分的灰粉；

控制煅烧温度至1100℃-1200℃制得以氧化钙为主要成分的灰粉。

其次，脱水白泥以5-6kg/m³·min流量进入煅烧炉体、煅烧炉体倾斜3°±0.1°设置、以1-5r/min转动、煅烧时间为15-30min，这几个参数对煅烧的效果是相辅相成的。

所述煅烧炉体转动的速度过快，需要使用大功率设备驱动而且没有其他明显益处；煅烧炉体转动速度过慢，白泥流动速度过慢，不利于通过颗粒流动发生撞击而打散团块；更主要的是，通过煅烧炉体转动的速度可以调节白泥在煅烧腔室内的滞留时间(煅烧时间)。

所述煅烧炉体的倾斜角度也是为了便于白泥在煅烧腔室内的自由传输以及保证白泥在煅烧腔室内的滞留时间。

所述煅烧时间对煅烧后灰粉质量影响最大，煅烧时间长、煅烧充分，灰粉中主要成分含量较高，但消耗的能源较多；煅烧时间短、煅烧不够充分、消耗的能源较少，但灰粉中主要成分含量略低。

申请人通过几组试验对煅烧时工艺参数进行研究，并通过xrd、sem等检测手段对煅烧后冷却的灰粉进行检测。

(一)试验一：采用煅烧炉体直径为2.5m且煅烧炉体长度为19m的电热式煅烧回转炉(煅烧回转炉型号φ2.5-19m)，以260℃进行煅烧，仅脱水白泥进入煅烧炉体的流量不同，其他条件相同，其煅烧情况见表1：

表1

对上述三组参数条件下，煅烧后灰粉进行采样检测，每组参数取10个数据，得到各自煅烧后灰粉主成分含量情况。

从表1中可以看出，第a1组中，当进入煅烧回转炉的脱水白泥流量过大，因为煅烧环境中氧气消耗速度、热量分散情况等影响，仍然含有少量水分和其他杂质的脱水白泥会结块、结球，而且情况较为严重时结块、结球后还会粘附在煅烧炉体内壁，影响后续煅烧效果，导致煅烧后产品质量降低。如果煅烧炉体内壁粘结大量团块等情况，需要工人从人孔进行铲除操作，或者在煅烧炉体内壁设置刮板进行定期的刮除处理。当然刮板也可以用于推动煅烧腔室内物料(脱水白泥)的输入输出，以控制煅烧腔室内物料(脱水白泥)的滞留时间。另一方面，第a3组中，当进入煅烧回转炉的脱水白泥流量较少时，煅烧腔室内氧气充分、热量分散快，脱水白泥一般不结块，杂质反应更充分而存在以气体形式与灰粉分离的情况，煅烧后灰粉中碳酸钙的含量比第a2组中煅烧后灰粉中碳酸钙的含量高。但是，第a3组比第a2组煅烧后灰粉中碳酸钙含量仅提高了一点点，而产量相差较远。第a2组中，煅烧过程中白泥会产生少量结块现象，但因为本发明创造的技术方案中还在煅烧炉体内壁设置破碎结块、结团用的虎牙，同时配合煅烧炉体的转动而带动白泥相互撞击及白泥与虎牙的撞击，一方面结块的白泥很少会在煅烧炉体内壁粘附而结圈，另一方面白泥结块很容易被打散。

综上，采用煅烧炉体直径为2.5m且煅烧炉体长度为19m的电热式煅烧回转炉(煅烧回转炉型号φ2.5-19m)，以260℃进行煅烧，煅烧炉体倾角3°、煅烧炉体转速3r/min、煅烧时间15min、脱水白泥按500kg/min流量进入此煅烧回转炉的参数下(大致等同于5.36kg/m³·min)，煅烧过程中结块情况可控且煅烧后灰粉质量满足基本要求。

进一步，按第a2组生产工艺参数，一台煅烧回转炉的日产量为240吨。

(二)试验二：采用煅烧炉体直径为2.5m且煅烧炉体长度为19m的电热式煅烧回转炉(煅烧回转炉型号φ2.5-19m)，以260℃进行煅烧，仅脱水白泥煅烧时间不同，其他条件相同，其煅烧情况见表2和附图6：

表2

对上述八组参数条件下，煅烧后灰粉进行采样检测，每组参数取10个数据并求其平均数，得到各自煅烧后灰粉主成分含量情况。

从试验二表2及附图6(试验二中煅烧时间与煅烧后灰粉中碳酸钙含量的关系图)的数据来看，煅烧时间增加，有利于增加灰粉中碳酸钙的含量，但是在以260℃制得以碳酸钙为主的副产品的方案中，煅烧时间控制在12min以上，即可保证灰粉中碳酸钙80％以上，但随着煅烧时间的继续增加，碳酸钙含量增速趋缓。因此，综合考虑灰粉质量及能耗等因素，此工艺中煅烧时间控制在15min左右(14-16min)即可有效保证灰粉中碳酸钙80％以上。

综合上述内容，从造纸工艺中白泥提取以碳酸钙为主要成分的产品时，煅烧工艺中采用煅烧温度260℃、煅烧炉体倾角3°、煅烧炉体转速3r/min、煅烧时间15min、脱水白泥进入流量5-6kg/m³·min的工艺参数，煅烧得到的灰粉中碳酸钙质量分数保证大于80％且保留苛化过程中产生的活性高的氧化钙，而且能耗能够得到有效控制，综合经济效益最高。

(三)试验三：采用煅烧炉体直径为2.5m且煅烧炉体长度为19m的电热式煅烧回转炉(煅烧回转炉型号φ2.5-19m)，分别以800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃进行煅烧，其他条件相同，其煅烧情况见表3：

表3

对上述5组参数条件下，煅烧后灰粉进行采样检测，每组参数取10个数据求平均值，得到各自煅烧后灰粉主成分含量情况。温度过高、煅烧时间过长，都会导致氧化钙活性降低。

因此，需要制备氧化钙含量98％以上的成品时，煅烧工艺：煅烧温度1100℃、煅烧炉体倾角3°、煅烧炉体转速3r/min、煅烧时间15min、脱水白泥进入流量5-6kg/m³·min。

煅烧工艺为：煅烧温度800℃、煅烧炉体倾角3°、煅烧炉体转速3r/min、煅烧时间15min、脱水白泥进入流量5-6kg/m³·min，可制备氧化钙含量50％以上的成品灰钙粉。

煅烧工艺为：煅烧温度1000℃、煅烧炉体倾角3°、煅烧炉体转速3r/min、煅烧时间15min、脱水白泥进入流量5-6kg/m³·min，可制备氧化钙含量75％以上的成品灰钙粉。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在实施例1或2的基础上进一步优化，所述虎牙为设置在煅烧炉体内壁并向煅烧炉体中心光滑突出的凸部，煅烧炉体内壁面分布的若干虎牙其分布规律和单个虎牙尺寸满足以下条件：从煅烧炉体的尾端向首端，复数个虎牙的分布由疏渐密且单个虎牙的尺寸由大渐小。

本实施例中，虎牙的设计符合脱水白泥在煅烧腔室内的煅烧过程。虽然带残碱的白泥原料先经过脱水，又经过预热，但进入煅烧腔室煅烧时仍然含有不到10％的水分，脱水白泥本身还是有结团、结块的情况，入料端结团、结块的体积较大，随着煅烧时间的增加，水分慢慢蒸发、部分物质分解、团块之间或团块与煅烧炉体壁面之间彼此撞击，结团、结块的体积变小。所以，本实施例中，针对脱水白泥煅烧过程中物料的变化，合理设计虎牙结构，充分利用物理撞击，打散团块，提高煅烧效率。

本实施例的其他部分与实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在实施例1-3任一项的基础上进一步优化，所述脱水机脱水过程中采用的脱水机为内置离心筒、变频器、离心电机的离心脱水机，离心筒由能正反转的变频器控制的离心电机驱动，其中以离心筒顺时针转动为正转、离心筒逆时针转动为反转。

所述脱水机脱水过程中，离心筒的转速呈周期性变化。如图3所示，脱水时一个周期是指：离心筒从转速为0转/分钟开始正转(o点为一个周期的起点)，先在5-15秒内线性提速至650转/分钟(a点)并持续正转1分钟(b点)，然后自然减速至0转/分钟(c点)，停转0-10秒后开始反转(d点)，在5-15秒内线性提速至650转/分钟(e点)并持续反转1分钟(f点)，再自然减速至0转/分钟(g点)，停转10-30秒(h点)，一个脱水周期结束。同一批带残碱白泥按此周期循环往复4-6次。

本实施例中，采用脱水用的离心筒周期性正反转的方式，提高脱水效率，按上述脱水方式，脱水率至少七成。另一方面，最快转速设计为600-700转/分钟。转速提高，相同条件下脱水效果会更好，但是能耗也明显增加。经过大量实验，本发明创造中，对带残碱白泥以600-700转/分钟最高转速进行离心脱水的效果已经可以满足实际生产需要，且能耗相对较低，也不需要配置超大功率的电机，可有效控制成本，综合经济效益最高。

进一步，所述脱水机脱水时第一个脱水周期、第二个脱水周期还间歇性通入原水，即：开始脱水工作的第一个周期及第二个周期时，当离心筒正转或反转的速度低于100转/分钟时，通入从冷却机引出的对高温煅烧后灰粉进行水冷而发生热交换后的高温原水，利用高温原水对带残碱白泥进行冲洗脱碱。

本实施例中，脱水采用重复4-6个周期的方式进行，在第一个周期、第二个周期中，通入原水对待残碱白泥进行冲洗，进一步去除可溶性物质，尤其是碱性物质(naoh等)，为后序工序做好准备。而且，本实施例中，直接将冷却工序中热交换后的高温水通入离心筒用于冲洗，一方面，温度较高时溶解度较高；另一方面，无需外接水源，对冷却水再利用，节能减排。高温原水冷却后的原水也可以直接用于脱水工序中带残碱白泥的冲洗，只是效果会比高温原水略差一点点，但可以接收。

脱水过程中，高温原水或原水冲洗待残碱白泥后得到被离心筒分离出来，形成残碱液。残碱液可以直接回用至造纸工艺。残碱液也可以用作制备脱硫剂的稀释液。

试验证明，白泥浓度为22％-24％的脱硫剂其脱硫效果最佳。

本实施例的其他部分与实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在实施例1-4任一项的基础上进一步优化，白泥回收综合利用的节能环保型回收方法，包括依次连接的白泥原料箱1、第一螺旋提升机2、离心脱水机3、煅烧螺旋提升机4、回转煅烧炉5、回转冷却机7、灰钙分级机8、成品包装机9，所述回转煅烧炉5还连接烟道并通过烟道与脱硫塔6连接。

所述白泥原料箱1与脱硫塔6之间还设置有脱硫剂配制箱10；所述脱硫剂配制箱10设置有与白泥原料箱1通过原料供应泵连通的白泥原料入口、外接稀释白泥原料用液体的稀释液进口、将稀释的白泥泥浆从脱硫塔6上方向下喷入脱硫塔6的脱硫剂入射通道；所述脱硫剂入射通道上安装一脱硫剂供应泵。

所述煅烧炉体的内壁设置若干虎牙53；所述虎牙53为高于煅烧炉体内壁的凸缘。所述凸缘靠近煅烧炉体内壁的一端为下端，凸缘的横截面呈上小下大结构，且凸缘的下端与煅烧炉体内壁圆滑过渡。

所述回转冷却机7煅烧螺旋提升机4之间连通有余热回收利用的单向传热的热管11。所述热管11一端连通回转冷却机7的冷却腔，热管11的另一端连通煅烧螺旋提升机4的前半程。所述热管11将冷却水与高温灰钙粉热交换的余热流转至煅烧螺旋提升机4内腔并对进入的脱水白泥进行干燥预热。

所述回转冷却机7包括设置余热回流口的冷却机体、内套在冷却机体内并与冷却机体形成冷却腔的回转筒、安装在冷却腔内的冷水喷淋装置；

所述冷水喷淋装置包括循环连接的喷淋管、进水管、出水管、水箱、水泵，水箱中的冷却水通过水泵加压泵入穿过冷却机体的进水管，进水管内冷却水从位于冷却腔内的喷淋管向回转筒外壁喷射，喷射出的冷却水喷到回转筒外壁与回转筒内高温灰粉进行热交换后落下并从穿过冷却机体的出水管回流至水箱。

所述喷淋管上设置多个向回转筒外壁喷射冷却水的喷淋头。

所述白泥原料箱1与脱硫塔6之间还设置有脱硫剂配制箱10；所述脱硫剂配制箱10设置有与白泥原料箱1通过原料供应泵连通的白泥原料入口、外接稀释白泥原料用液体的稀释液进口、将稀释的白泥泥浆从脱硫塔6上方向下喷入脱硫塔6的脱硫剂入射通道；所述脱硫剂入射通道上安装一脱硫剂供应泵。

本发明的回收系统还包括电控室，整个回收系统的工作均通过电控室内中央控制器进行统一的自动化控制，电控室内中央控制器分别与第一螺旋提升机2、离心脱水机3、煅烧螺旋提升机4、回转煅烧炉5、脱硫塔6、回转冷却机7、灰钙分级机8、成品包装机9中控制元件连接进行自动控制。本实施例中控制系统为非常成熟的现有技术，且本发明的改进点并不在于此，故不再赘述。

本实施例的其他部分与实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例中将实施例1中离心脱水机替换为强挤压脱水机。离心脱水机、强挤压脱水机均为现有市售产品，本发明仅采用离心脱水机或强挤压脱水机进行白泥原料的脱水处理，本发明的改进点不在于离心脱水机、强挤压脱水机本身，故对其内部结构、工作原理等不在赘述。本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例7：

根据实施例6，本实施例中回收工艺包括以下依次进行的步骤：

步骤s1：造纸生产中产生的白泥先存储至白泥原料箱中沉淀并静置后分层；

步骤s2：取下层的带残碱白泥经强挤压脱水实现脱水白泥与残碱水溶液的固液分离；

步骤s3：脱水白泥进入回转煅烧炉高温煅烧、粉碎，输出高温灰钙粉和含硫烟气；

步骤s4：含硫烟气通过烟道进入脱硫塔进行脱硫后排向大气，同时高温灰钙粉进入回转冷却机冷却；

步骤s5：冷却后灰钙粉进入灰钙分级机进一步干粉研磨、分级；

步骤s6：分级后灰钙粉进入成品包装机分类包装。

所述步骤s4中，将步骤s1中白泥原料箱中带残碱白泥、步骤s2中残碱水溶液同时通入脱硫剂配置箱中，混合形成白泥浓度为22-24％的悬浊液，悬浊液作为脱硫剂对脱硫塔底部上升运动的含硫高温烟气进行脱硫。

其中，所述步骤s3中回转煅烧炉通过电加热装置将高温煅烧室内工作温度调节至255℃-310℃时，最终步骤s5中灰钙粉以碳酸钙为主，制取的碳酸钙粉可直接用于轻质隔墙板填充料或其他墙板材料。

煅烧温度控制在260℃时，灰钙粉中碳酸钙粉质量百分比占80％以上。

所述步骤s3中回转煅烧炉通过电加热装置将高温煅烧室内工作温度调节至800℃-1000℃时，最终步骤s5中煅烧后灰钙粉为以碳酸钙粉和氧化钙粉为主料的混合粉料。通过控制煅烧温度，可调节碳酸钙粉或氧化钙粉的质量百分比。

所述步骤s3中回转煅烧炉通过电加热装置将高温煅烧室内工作温度调节至1100℃-1200℃时，最终步骤s5中灰钙粉以石灰为主。

煅烧温度控制在1100℃时，灰钙粉中氧化钙粉质量百分比占98％以上。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。