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含硫类固液废弃物协同处理资源化技术

危废技术网 2018-12-17
 

技术装备简介:


         技术(装备描述)路线及说明、先进性描述、关键技术原理、产品类型及应用领域等(请附技术路线图、装备实物图、装备原理图等)

该技术依托石膏制硫酸联产水泥装置创新改造,可协同处理磷石膏、钛石膏、脱硫石膏、盐石膏等各种工业石膏100万吨,以及钛白废硫酸20万吨和烷基化废硫酸24万吨,年可生产40万吨硫酸和60万吨水泥。

工艺流程与技术原理:按石膏制硫酸和水泥的配料要求配制生料,然后将生料和燃料加入煅烧窑煅烧,煅烧同时利用压缩空气将废硫酸按一定比例通过酸枪雾化喷入煅烧窑内。煅烧分解生成的含SO2窑气经窑尾换热回收余热降温至不低于     400℃后进入硫酸生产系统制取硫酸,熟料由窑头经冷却机冷却后进入熟料库磨制水泥。

石膏分解反应为:

2CaSO4+C2CaO+2SO2+CO2

废硫酸分解反应为:

H2SO4SO3+H2O

SO3SO2+1/2O2

CnH2n+2+O2→CO2+H2O

硫酸合成反应为:

SO2+O2SO3

SO3+H2O→H2SO4

水泥熟料合成反应:

12CaO+2SiO2+2Al2O3+Fe2O3 →3CaO·SiO2+2CaO·SiO2+3CaO·Al2O3+4CaO·Al2O3·Fe2O3

指标控制:生料配制中C/SO2摩尔比为0.570.72;通过控制燃料用量、控制喷枪伸入点,控制煤粉燃烧的过剩空气系数<1.06、一次风中煤枪风量<12%、酸枪风量<6%,窑头熟料冷却后的二次风量>88%;控制窑内烧成温度12001450℃,保持窑内气氛O20.41.6%CO0.6%;窑气中SO2浓度14%~15%;废硫酸分解率≥99.95%、石膏分解率≥98.5%;硫酸产品符合《工业硫酸》(GB/T 534)、水泥产品符合《通用硅酸盐水泥》(GB 175)标准。

关键创新:

1)开发了“高饱和比、高硅酸率、微氧化气氛”工艺,解决了高温

分解系统“熔结”和“堵塞”等系列关键核心技术难题,在国际上首次实现了多种工业废石膏协同处理生产装置的规模化稳定运行;开发了适用于含硫工业固废石膏化学分解法协同处理新工艺,实现了多种工业固废石膏的综合处理;开发了偏锥喷腾复合预热、四通道式煤粉喷射、石膏物理脱水与气流干燥等技术与装备,总能耗降低50%,生产清洁化。

2)与石膏制硫酸联产水泥装置耦合,把研制的新型废硫酸喷枪成功装备在分解石膏生料系统上。废硫酸从多点喷入系统,在高温下裂解为SO2,废硫酸中的有机物充分燃烧并热量利用。通过优化烧成指标,窑气中SO2浓度提高2%以上,废硫酸分解率≥99.95%,降低成本50%

3)开发了预处理-浓硫酸混配-冷却-熟化-固液分离等工艺环节组成的磷酸络合脱钛和硫酸浓差结晶除铁新技术。净化得到的酸用来萃取湿法磷酸,磷酸生产磷酸盐,副产磷钛石膏用来制硫酸和水泥,实现了钛白废酸的高效高值利用。净化酸指标为ω(H2SO4)=(64±1)%、ω(FeSO4)≤1.0%、ω(TiOSO4)≤0.3%。


适合推广的地区和领域:


主要描述适合此项技术落地的地区或下游应用领域等广泛应用于各种工业副产石膏和有机废硫酸需协同处理行业,将石膏废渣和废硫酸制取硫酸和水泥,化害为利,变废为宝。

已投产项目案例或示范案例介绍:


包括项目规模、项目投资、实际年产品产量,危废消纳量、经济效益、环境效益等

公司采用该技术,对原磷石膏制年产20万吨硫酸和30万吨水泥装置陆续进行创新改造,至20144月项目研发改造全部完成时,装置年产能达到了40万吨硫酸和60万吨水泥。每年综合利用100万吨工业石膏废渣、24万吨烷基化废硫酸和20万吨钛白废硫酸,年可生产40万吨硫酸和60万吨水泥。废硫酸分解率≥99.95%,工业副产石膏分解率≥98.5%。硫酸产品符合GB/T534-2002中一等品工业硫酸标准;水

泥产品高强低碱,符合GB175-2007标准。

按现行原材料价格测算,处理每吨废酸按400元收取费用,每吨硫酸产品成本约150元,每吨水泥产品成本约140元。2015~2017年共实现销售收入9.42亿元、利润2.05亿元,年均实现销售收入3.14亿元、利润0.68亿元。同传统工艺相比节约硫铁矿40万吨、石灰石50万吨、减排二氧化碳9万吨,避免工业副产石膏堆存占地约170亩,节约石膏倒运管理费3000万元。

按在鲁北当地新建该项目为例,估算总投资约2.5亿元(不含土地和技术费用)。


技术(装备)的经济技术指标:


从该技术的单位产品资源、能源消耗;单位产品成本与市场销售价格等方面描述

废硫酸分解率≥99.95%,工业副产石膏分解率≥98.5%;熟料热耗≤6100KJ/Kg;污水封闭循环,无外排;烟气达标排放。

目前传统的石膏制硫酸成本300元左右,裂解处理烷基化废硫酸吨酸成本高达600元,而在石膏制硫酸装置处理废硫酸成本约150元。





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