[发明专利]利用城市废物和工业固废制备硫铝酸盐水泥的系统及方法

说明书

本发明公开了利用城市废物和工业固废制备硫铝酸盐水泥的系统及方法，该系统包括均化池、湿法粉磨机、压滤机、回转窑及热水储罐，赤泥、脱硫石膏、电石渣、湿污泥和工业水进入均化池进行均化处理并脱碱，再进入湿法粉磨机进行粉磨，接着进入压滤机进行机械压滤，压滤后的固体物料进入回转窑进行高温煅烧获得硫铝酸盐熟料，硫铝酸盐熟料与脱硫石膏进入水泥粉磨机进行混合粉磨获得硫铝酸盐水泥，热水储罐中热水为均化池提供热量。实现了将高含水率的城市污泥、工业固废与生产高性能硫铝酸盐水泥完美融合在一条生产线上运行的目的。

技术领域

本发明涉及化工、建材技术及大宗工业固废与城市污泥的资源综合利用和环境保护治理领域，具体涉及利用城市废物和工业固废制备硫铝酸盐水泥的系统及方法。

背景技术

改革开放以来，随着我国工业的飞速发展和城市化进程的加快，进而产生大量各种有毒有害的工业固体废弃物，并且其数量还在不断上升。大宗工业固体废弃物，简称大宗固废，是指我国在工业生产领域中年产生1000万吨以上对环境和安全影响较大的工业固体废物，主要包括赤泥、脱硫石膏、冶炼渣、尾矿砂和煤矸石等。“十一五”期间“大宗固废”总生产量118亿吨，总新增存量190亿吨。“十二五”期间“大宗固废”总生产量150亿吨，总新增存量270亿吨。

同样的，随着我国城市人口的增加和规模扩大，城市污水处理难度日益增大，根据官方统计，截至2015年9月底，全国城镇建成了3830座污水处理厂，高达1.62亿m³/d的污水处理能力，伴生污泥突破3000万吨/年。而污泥是污水处理过程中产生的一种含水率很高的废弃物，其成分主要含有各种微生物以及有机、无机颗粒组成的絮状物，含有大量的有毒有害物质，如寄生虫卵、病原微生物及重金属离子等。一般来讲，污泥风干后的主要成分是二氧化硅、白云母、淡云母、多硅白云母、高岭土等，这些矿物晶体主要是由铝、铁、镁等金属元素组成的，且是类似粘土的、具有极细颗粒的矿物质。污泥污染物往往具有长期毒性和不可降解性，若不加处理而无序排放，将通过大气、水和土壤等介质进入食物链，成为危险的二次污染源，对人类健康和生态造成危害。我国每年产生3000万吨-4000万吨含水率在80％左右的市政污泥，2015年生活污泥产量为3500万吨。根据《中国污泥处理处置市场分析报告(2016版)》可知，2015年全国湿污泥无害化处理率平均值为32％，与实际需求之间还存在较大差距。因此，在污水处理领域中，污泥处置也成为当今一大难题。

目前常用的污泥处置技术主要有厌氧消化、好氧发酵、深度脱水、热干化、石灰稳定、焚烧和碳化等。但这些技术并不能彻底地、同时地实现污泥的减量化、稳定化、无害化与资源化，总会产生诸多后续问题，比如耗能大、技术操作过程产生恶臭气污染环境、焚烧尾气产生二恶英等有毒气体等等问题。

当前为了对污泥进行资源化利用，需要先对污泥进行深度脱水，将其含水率降低到50％左右，然而污泥脱水设备投资高，后期运行维护费用也较高并且造成大量水资源浪费。

发明内容

近年来，硫铝酸盐水泥成为国内外水泥行业研究发展的新方向，其水泥熟料具有生产所需要的热耗低、早期强度高、凝结时间短、极好的抗冻融性、碱度低等一系列优异性能，现被广泛的应用在抢修、抢建工程、冬季施工工程、抗腐蚀工程。我国大宗固废与城市污泥堆存量巨大，利用难度高，为了使目前应用极少、堆存量极度丰富的城市湿污泥、赤泥与脱硫石膏得到充分利用，用以生产建筑工程所需要的早强、快硬、低碱度等优异性能的水硬性胶凝材料。本发明基于废弃物之间的物理、化学结合利用互补，提供了利用城市废物和工业固废制备硫铝酸盐水泥的系统及方法，实现了将高含水率的城市污泥、工业固废与生产高性能硫铝酸盐水泥完美融合在一条生产线上运行的目的。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：