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成都金长岷环保科技让工业副产石膏“渣山”变优质石膏产品
2023-02-11 09:50:52 来源: 作者: 【 】 浏览:1147次 评论:0
      成都金长岷环保科技有限公司在工业废渣特别是工业副产石膏资源化、高质化利用方面颇有建树。该公司有关人员表示,愿意用自己的技术,服务于行业相关企业的工业副产石膏资源化、高质化利用事业,让长江边、大山中堆积的磷石膏“渣山”尽快移走,使“废渣”华丽转身,变成各种优质的石膏产品。
     该公司是将以往长期从事工业副产石膏资源化、高质化利用的加工企业及设计施工调试单位重组后,新近成立的一家专门从事工业废渣资源化综合利用的综合性环保科技公司。公司业务包括工业废渣流通、工业废渣利用工艺技术开发、外加剂研发制造销售、工业废渣利用工艺技术咨询、新装备开发、环保设备制造销售、工程设计、工程管理及总承包、工程项目生产运维承包等。公司现有研发人员36人,设计人员42人,工程管理及运维团队67人。在公司会议室的墙上,可以看到公司工业副产石膏资源化、高质化利用的几种产品工艺流程“鸟撖图”、“方框图”和“运行指标表”,让人一目了然。
    产品一:建筑石膏粉
     该公司的定型工艺为(“两步法”工艺)
     第一步,石膏的预烘干。主要是脱除石膏中的物理杂质,如石块、砖头、树根、烂布等,采用高效气流烘干破碎机,物料在高度分散状态下热风与直接接触,物料的附着水迅速脱除,满足下工序喂料的要求。
     工艺流程:筛分→破碎→预均化→计量→烘干破碎机→旋风收尘器→布袋除尘器→排风机→脱硫脱硝系统→排空。
     第二步,石膏的脱水、改性粉磨及冷却。通过流态化连续炒锅,使CaSO4·2H2O迅速脱去结晶水,转变为β-CaSO4·1/2H2O(适当的温度、适当的停留时间和适当的水蒸气压力),冷却后经改性粉磨,进入陈化库内储存(设有机械倒库均化装置),最后经检验合格后出厂。
     工艺流程:经预烘干后的石膏粉→流态化连续炒锅→冷却→改性磨→陈化库(均化)→袋(散装)出厂。
     热交换工质:热风、过热蒸汽
     热风炉燃料:燃煤、天然气、生物质颗粒
     工艺布置:围绕热风炉布置、热风管道短、散热少。所有冷却风均送回热风炉作为助燃风,热量利用率高。
     该公司建筑石膏生产线生产规模系列有:15万吨/年、25万吨/年。
     建设方案经过多年的优化,具有投资省(180元/吨产品),能耗低(标准煤耗50kg/吨产品,电耗25kwh/吨产品),质量稳定,而且不加“小料”的特点,在行业内信誉非常好。
     产品二:Ⅱ型无水石膏粉(E型地板石膏)
     该公司的定型工艺为(“两步法”工艺)
     第一步,石膏的预烘干。主要是脱除石膏中的物理杂质,如石块、砖头、树根、烂布等,采用高效气流烘干破碎机,物料在高度分散状态下热风与直接接触,物料的附着水迅速脱除,满足下工序喂料的要求。
     工艺流程:筛分→破碎→预均化→计量→烘干破碎机→旋风收尘器→布袋除尘器→排风机→脱硫脱硝系统→排空。
      第二步,石膏的煅烧、冷却、陈化和改性粉磨
      脱除完附着水完的石膏粉,经提升机进入4级高固气比悬浮加热器煅烧系统,该系统物料温度由70—130℃加热到800—850℃,气流温度从1000—1050℃降至320—350℃。物料在系统内停留时间仅25秒(不含在冷却机内),优点是传热快(悬浮状态下的的传热效率是堆积状态下的16000倍)煅烧完全,节约热能,煅烧1吨石膏粉产品热耗490—560千卡(磷石膏自由水<18%)。而且,整个系统是负压操作,没有粉尘污染。 这种装置煅烧的Ⅱ型无水石膏受热均匀一致,无过烧和欠烧现象。通过该系统煅烧的石膏粉,其28d抗压强度超过32.5水泥,抗折强度达到11MPa,而且耐水性很好。
       经该系统高温煅烧形成的Ⅱ型无水石膏,进入立式流态冷却机冷却。该冷却机采用冷风直接冷却,物料紧密堆积,出料温度80℃+环境温度,冷却风温由常温加热至600—700℃,作为二次风进入悬浮加热器煅烧系统加以利用。
       出4级悬浮加热器煅烧系统的320—350℃高温废气,经系统尾端的高温风机,送入“第一步”的烘干破碎机进料管加以利用。
       经冷却后的Ⅱ型无水石膏,进入储仓以备陈化(陈化时间7天)。再与改性剂、粉煤灰(矿渣)、少量水泥熟料混合改性,经改性粉磨后,如成品均化库储存,经检验合格后出厂。
      工艺流程:经预烘干后的石膏粉→ 悬浮加热器煅烧系统 →立式流态冷却机 →陈化库→改性粉磨→粉料库(均化)→Ⅱ型无 水石膏或混相石膏粉袋(散装)出厂。
      该公司Ⅱ型无水石膏生产线生产规模系列有:30万吨/年、50万吨/年、80万吨/年、100万吨/年。
      该项技术已获国家专利,专利号:ZL 2022 2 2452724.2
      该产品中试结果令人满意,28d抗压强度36Mpa以上,且具有水硬性,可以在砂浆中取代部分水泥,也可以作为石膏基自流平砂浆的主要材料,市场前景广阔。
      建设方案经过优化,具有投资省(280元/吨产品),能耗低(标准煤耗75kg/吨产品,电耗68kwh/吨产品),质量稳定的特点。
      另外,该公司通过联合攻关,还开发了利用即将退市的2500t/h及其以下的水泥预分解生产线改造成为Ⅱ型无水石膏生产线,可以节省投资60%以上。且该技术已申报国家实用新型专利。
      目前,成都大邑和德阳罗江已有两家水泥企业与该公司签订了项目合作协议。
产品二:工业副产石膏制硫酸联产水泥熟料
    
     以工业副产石膏制硫酸联产水泥的处理利用方式,具有工业副产石膏处理量大,所产硫酸可在企业循环利用,水泥熟料在外部有市场等优点。
      该公司的定型设计的工业副产石膏制硫酸联产水泥生产线系列拥有自主知识产权,该技术已获国家实用新型专利,专利号ZL2022 2 1946317.0。
      该生产线为(石膏生料)预分解系统,预热器为双系列,分为窑列和炉列,分别设有四级和五级预热器,并设有循环料悬浮式石膏专用分解炉,窑气与炉气分流。与现有生产线相比较,具有以下特点:
1、双系列预热器
      将现有生产线的单系列预热器改为双系列预热器,而且分为窑列和炉列,分别设有四级和五级预热器。由三次风管引来的窑头高温气体,作为炉列燃烧空气,可以节省大量燃料。在炉列设有燃烧炉,喷入燃料。炉列生料经C-1A、C-2A、C-3A预热后,经C-4A进行气固分离后,进入窑列分解炉底部,与窑列生料汇合。此时生料温度达到850℃左右。窑列生料经C-1B、C-2B、C-3B、C-4B预热后,进入窑列分解炉底部,再进行进一步加热分解,最后经C-5进行气固分离后,预分解生料入窑。
2、将炉气和窑气分流
      将炉气和窑气分流:炉列废气经高温风机1及专用管道,送至石膏干燥和辅料烘干粉磨系统,作为烘干热源;窑列废气经高温风机2,送入窑尾SP锅炉进行降温,并经电收尘器净化处理后,经专用管道送至硫酸系统制酸。由于窑列废气量较现有生产线减少30%以上,故相对提高了烟气中SO2的浓度,可以达到15%。
3、设置循环料悬浮式石膏专用分解炉
     该分解炉下段为还原区说段及拐弯下行段为氧化区。窑头罩过来的三次风管接到分解炉底部,热风以切线方向进入,加速入炉生料的悬浮。分解炉底部和下段有一、二次风专用风机,提供燃料燃烧及分解反应的需要,一、二次风为正压鼓入。分解炉中部和上部设三、四次风入口,三、四次风为负压吸入。一、二次风专用风机的转速和三、四次风进风阀门的开度,根据分解炉气氛参数的需要,由DCS系统自动调整。分解炉底部还设有燃料喷嘴和硫磺还原剂喷嘴。分解炉内部全长范围内,设有多个缩口,加上二、三、四次风的扰动,进一步延长了石膏生料在炉内的停留时间。C5出料管上设粉料器和循环料管至分解炉底部,生料循环量最大可以达到200~300%,以保证磷石膏的分解率(达96%)和节能。分解炉内温度控制在900~1100℃。物料在分解炉内的停留时间30~60S。燃料比例:窑尾:窑头=66:34。
       循环料管的特点是:它将几倍于系统产量的生料粉,循环到分解炉中,使料粉有机会多次通过分解炉,从而大大地延长了物料在高温区受热的总时间,提高了石膏的分解率。生料循环料最高可达300%。
      当生料循环料最高可达300%时,能达到以下效果:
     ( 1 )系统相同温度,分解率可以提高8%,提高系统温度100℃,分解率可以再提高10%。
     ( 2 )系统热耗:可以降低12%。
     ( 3 )系统电耗:可以降低12%。
     ( 4 )系统废气量:可以降低10%。从而进一步使了窑列烟气中SO2的浓度得到相对提高。
     该技术已获国家实用新型专利,专利号ZL2022 2 2232166.6
 4、设置单独的还原剂制备系统,100%使用气体硫磺作还原剂
     增加了单独的还原剂制备系统。现在生产线均采用焦炭作为还原剂,成本高,且还原完成后形成大量的CO2对外排放。采用硫磺废渣经“溶解-过滤-干燥”得到的纯度为99%硫磺作为还原剂。故该制备系统单独设置。现在生产线焦炭还原剂从辅料磨机中加入,本专利的气体硫磺还原剂从分解炉底部喷入,分散度好,还原效果佳。此处可绝对提高了烟气中SO2的浓度。硫磺还原剂的理论用量是熟料产量的17%,烟气中SO2最终浓度可以达到22%。与使用焦炭还原剂相比,每吨熟料减少成本125元(现行价格),减少碳排放约52%。
     该技术已获国家实用新型专利,专利号ZL 2202 2 237789.8
5、设置催化剂制备系统
      现在生产线没有添加催化剂,该公司利用电解锰渣中的(NH4)2Mn2(SO4)3、MnO2、Fe2O3、SiO2、Al2O3等对降低磷石膏分解温度有催化作用的金属离子,同时使用添加剂,引入Ni、Sr等其他金属离子和酸根离子,经一种特殊的制备系统装置处理,满足添加要求后,作为磷石膏制硫酸联产水泥生产线的催化(矿化)剂使用。
     该技术已申报国家实用新型专利。
6、采用防堵塞动态下料管
     防堵塞动态下料管的使用,为进一步提高系统温度促进工业副产石膏生料的窑外分解奠定了基础。
     该技术已申报国家实用新型专利。
7、余热回收利用和减少散热,增加发电量。
     ·回转窑筒体散热回收用于发电。
     ·预热器及分解炉加厚保温层,减少预热器及分解炉的表面散热。
     ·预热器(C2、C3)内筒处增设过热器(取代内筒),得到的过热蒸汽用于发电。
      ·窑头收尘器余热循环利用:在窑头排风机出口提取小于或等于窑头AQC余热锅炉通风量的70~90℃温空气,通过专用管道 与冷却机中温室鼓风机串联,然后鼓入冷却机中,从而构成热风从篦冷机→沉降室→AQC锅炉→窑头收尘器→窑头排风机→专用管道→冷却机鼓风机→篦冷机的循环。吨熟料净增发电量2.8kWh。
     ·使用第二代窑低温余热发电系统技术。
     上述措施的综合效果,可吨熟料发电量可以达到50--55kWh。
      该技术已获国家实用新型专利,专利号ZL 2022 2 2582015.6
     金长岷公司工业副产石膏制硫酸联产水泥熟料项目指标比较
项         目 现有生产线 该公司生产线
单线年处理副产石膏能力(干基) 30万吨 50/100万吨
硫酸产量(以100%H2SO4计) 18万吨 30/60万吨
建设投资(元/吨副产石膏,
不含硫酸系统)
690 398
预热器 单系列4级 双系列5级
分解炉 循环悬浮式
还原剂 焦炭 100%硫磺
催化剂
窑尾温度(℃) 800 1100
窑气与炉气分流 未分流 分流
气相SO2组成(%) 5.50~7.50 15.00~22.00
石膏分解温度/℃ 1350~1450 1100
石膏脱硫过程 石膏分解在窑中进行,操作难度大 石膏分解在分解炉中进行,操作简单
窑头AQC及窑尾SP锅炉
年处理100万吨副产石膏产蒸汽 0 16000吨
硫酸生产系统工艺 一转一吸,SO2转化率及吸收率均低于99%,尾气SO2排放量大,需加氨中和达标 两转两吸,SO2转化率及吸收率均大于99.5%,尾气SO2排放量小,可直接达标排放
年处理100万吨副产石膏
制酸系统投资节省
  制酸系统投资节省3000万元
年处理100万吨副产石膏
硫酸生产运行成本节省
  生产运行成本节省1000万元
吨熟料煅烧及还原耗标煤(kg) 271 140
吨熟料电耗(kwh) 160 80
年处理100万吨副产石膏碳排放 CO2排放:99万吨 CO2排放:48万吨
       该公司已开发出了单线年处理副产石膏能力(干基)50万吨(产硫酸30万吨)、80万吨(产硫酸48万吨)、100万吨(产硫酸60万吨)等系列的工业副产石膏制硫酸联产水泥熟料的工艺包和核心技术装备。
      目前,湖北宜昌某大型磷化集团和陕西某煤化集团正与该公司洽谈合作工业副产石膏制硫酸联产水泥熟料项目事宜。
     另外,该公司通过联合攻关,还开发了利用即将退市的2500t/h及其以下的水泥预分解生产线改造成为工业副产石膏制硫酸联产水泥熟料生产线(只需新建硫酸系统即可),可以节省投资50%以上。且该技术已申报国家实用新型专利。
      该公司领导分工明确,副总经理杨连树负责市场,谈到公司各产品的市场应用及前景,杨连树如数家珍。公司参股的几家企业,是他20多年的在石膏行业打拼的见证;副总经理陈先勇负责产品研发,他曾经在国外水泥企业生产及管理岗位工作多年,且长期在科研检验单位工作,对石膏建材系列产品性能有较深的研究;总经理兼总工程师黄开华负责技术,他长期在水泥行业工作,曾经在川南某大型水泥企业担任过多年的领导,后来到湖南和贵州,多次担任项目指挥长,从事过电石渣、磷石膏制硫酸联产水泥项目建设和生产管理,对工艺及设备相当熟悉。
      该公司是中国建材联合会石膏建材分会会员单位,Ⅱ型无水石膏标准参编单位,技术实力雄厚。最近又开发出“完全使用低热值煤矸石的热风炉”,为石膏和水泥企业进一步降低生产成本和环境保护起到更大的推动作用。
 
Tags:成都 金长岷 环保科技 工业 石膏 渣山 优质 产品 责任编辑:admin
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