[发明专利]一种应用工业废物制备水化硅酸钙和磁性水滑石的设备

权利要求书

1.一种应用工业废物制备水化硅酸钙和磁性水滑石的设备，分为5个部分：第一部分为白泥、高硫煤燃烧活化系统；第二部分为蒸馏系统；第三部分蒸馏提取系统；第四部分为提取分离系统； 第五部分合成及“三废”处理系统；

第一部分为白泥、高硫煤燃烧活化系统：

白泥、高硫煤燃烧活化系统包括流化燃烧装置（1-1）、白泥预热装置（1-2）、白泥煅烧装置（1-3）和高温煅烧装置（1-4）；

流化燃烧装置（1-1）中流化燃烧室（1-1-1）侧壁中下部分别设有高硫煤白泥混合物进料口（1-1-2）和流化燃烧室白泥进料口（1-1-3），侧壁上部设有烟气排放口（1-1-4）和过热器（1-1-5）,流化燃烧室（1-1-1）下部的空气分布管（1-1-6）与第一风机（1-1-7）相连，流化燃烧室（1-1-1）底部设有第一出料口（1-1-8）；

白泥预热装置（1-2）设有白泥气固混合器（1-2-1）和白泥运送器（1-2-2）；白泥运送器（1-2-2）上部设有白泥预热进料口（1-2-11）；白泥气固混合器（1-2-1）水平中轴线上设有带有螺旋推进片（1-2-3）的第一转动轴（1-2-4）；白泥气固混合器（1-2-1）沿着螺旋推进片（1-2-3）推进方向依次设有与白泥运送器（1-2-2）相连接的第一开口（1-2-5）、通过管路与烟气排放口（1-1-4）相连接的第二开口（1-2-6）和通过管路与第一气体出口（1-3-1）相连接的第三开口（1-2-13）；白泥气固混合器（1-2-1）沿着螺旋推进片（1-2-3）推进方向的尾端分别设有向下直管（1-2-8）和与白泥运送器（1-2-2）相连的向上直管（1-2-7）；向下直管（1-2-8）通过斜管（1-2-9）与流化燃烧室白泥进料口（1-1-3）相连接，流化燃烧室白泥进料口（1-1-3）与斜管（1-2-9）相连接处设有第二风机（1-2-10）；白泥运送器（1-2-2）上部通过管路与旋风分离器（1-2-12）连接，旋风分离器（1-2-12）下方与斜管（1-2-9）相连接，旋风分离器（1-2-12）上方与第一尾气排气管（1-2-14）连接，第一尾气排气管（1-2-14）排出的气体标记为气体C1；沿着白泥运送器（1-2-2）进入旋风除尘器除尘后，通过换热器降温后获得气体C5；

白泥煅烧装置（1-3）中第一回转窑（1-3-2）与第一冷却器（1-3-3）相连，第一冷却器（1-3-3）底部设有第一物料传送带（1-3-4），第一冷却器（1-3-3）下部设有第一冷却器进气口（1-3-5）；第一冷却器（1-3-3）中上部设有第一除尘板（1-3-6），第一除尘板（1-3-6）由多条“倒V型”角铁平行排列组成，上下两层错位排列，角铁之间和层层之间具有间距，构成气体通道；第一除尘板（1-3-6）上方设有第一蜂窝蓄热体（1-3-7），第一蜂窝蓄热体（1-3-7）上方为第一排气管（1-3-8），第一排气管（1-3-8）排放的气体标记为气体C4；第一排气管（1-3-8）与第二风机（1-2-10）相连接；用于排放第一回转窑（1-3-2）产生气体的第一气体出口（1-3-1）与第三开口（1-2-13）通过管路相连接；第一气体出口（1-3-1）排出的气体标记为气体C2；

高温煅烧装置（1-4）中第二回转窑（1-4-1）的出料管（1-4-2）与第二冷却器（1-4-3）连接，出料管（1-4-2）垂直向下，出料管（1-4-2）下方外侧设有第三风机（1-4-5）；第三风机（1-4-5）排风口方向与出料管（1-4-2）的夹角30-60度；第二冷却器（1-4-3）上方排气管为第二排气管（1-4-4），第二排气管（1-4-4）与第一风机（1-1-7）相连，第二排气管（1-4-4）排出气体标记为气体C3；第二冷却器（1-4-3）内设有第二物料传送带（1-4-6）、第二冷却器进气口（1-4-7）、第二除尘板（1-4-8）和第二蜂窝蓄热体（1-4-9）；第二回转窑（1-4-1）所产生的气体排放口为第二气体出口（1-4-10），排出气体标注为气体S1；第二回转窑（1-4-1）产生的气体S1通过换热器降温后获得气体S2；所述的第一蜂窝蓄热体（1-3-7）和第二蜂窝蓄热体（1-4-9）均为以蓄热材质材料制成，内部含有管状通道材料；

第二部分为蒸馏系统：

蒸馏系统（2）包括第一冷凝装置（2-1）、第一蒸馏罐（2-2）、第二蒸馏罐（2-3）、第三蒸馏罐（2-4）、氯化亚铁结晶罐（2-5）和铁离子氧化罐（2-6）；其中第二蒸馏罐（2-3）和第三蒸馏罐（2-4）结构相同；

第一冷凝装置（2-1）中设有蛇形冷凝管（2-1-1），通过导热分隔板（2-1-2）将蛇形冷凝管（2-1-1）分成废酸加热管（2-1-3）和冷水伴热管（2-1-4）；冷水伴热管（2-1-4）与换热器（2-1-5）和循环泵(2-1-6)相连；废酸加热管（2-1-3）入口与废酸泵（2-1-7）相连；废酸加热管（2-1-3）出口与接入第一蒸馏罐（2-2）；第一蒸馏罐（2-2）中的蒸馏气体出口通过第一蒸汽管路（2-2-1）与第一冷凝装置（2-1）连接，第一冷凝装置（2-1）中的冷凝液流出口（2-1-8）分别通过带有阀门的第一冷凝液管（2-1-9）和带有阀门的第二冷凝液管（2-1-10）与第二蒸馏罐（2-3）的第一酸液进料口（2-3-1）、第三蒸馏罐（2-4）的第二酸液进料口（2-4-1）连接；

第一蒸馏罐（2-2）物料出口与氯化亚铁结晶罐（2-5）物料入口通过管路相连接；氯化亚铁结晶罐（2-5）物料出口和铁离子氧化罐（2-6）物料入口通过管路相连接；

第三部分蒸馏提取系统：

蒸馏提取系统（3）包括第二冷凝装置（3-1）、第一提取罐（3-2）、第二提取罐（3-3）、冷凝中转罐（3-5）和酸液中转调节罐（3-4）；其中第一提取罐（3-2）和第二提取罐（3-3）结构相同；

第一提取罐（3-2）中下部设有固定内壁上的第一提取槽支撑件（3-2-1）, 第一提取槽支撑件（3-2-1）托起第一提取槽（3-2-2），第一提取槽（3-2-2）可以水平放置第一提取罐（3-2）中，第一提取槽（3-2-2）中设有第一侧壁（3-2-3），在多个第一提取槽（3-2-2）纵向依次放置时，下方第一提取槽（3-2-2）中设有第一侧壁（3-2-3）可以支撑上方第一提取槽（3-2-2）；第一提取槽（3-2-2）上设有一个第一导气排液管（3-2-4），第一导气排液管（3-2-4）上端封闭，下端穿过第一提取槽（3-2-2）底部的第一底部滤板（3-2-6），中上部设有带有滤网的第一导气排液管开口（3-2-5）；

第二蒸汽管路（2-3-3）和第三蒸汽管路（2-4-3）通过第一进气阀（3-2-7）与第一提取罐（3-2）连接；第二蒸汽管路（2-3-3）和第三蒸汽管路（2-4-3）通过第二进气阀（3-3-1）与第二提取罐（3-3）连接；冷凝装置（3-1）下接冷凝中转罐（3-5），冷凝中转罐（3-5）出口通过接有第一出液阀（3-1-1）、第二出液阀（3-1-2）的管路分别与第一提取罐（3-2）、第二提取罐（3-3）连接；

第一提取罐（3-2）和第二提取罐（3-3）排液口分别通过管路与中转调节罐（3-4）相连接；冷凝中转罐（3-5）中设有纯水入口（3-5-1）；

第四部分提取分离系统：

提取分离系统设备（4）中第三提取罐（4-1）排液口通过管路与第一个精分离罐（4-2）连接，共有 3-5个结构相同精分离罐（4-2）依次连接；

第三提取罐（4-1）顶部设有第三冷凝装置（4-1-1），第三冷凝装置（4-1-1）下方设有酸液进料口（4-1-2），酸液进料口（4-1-2）与中转调节罐（3-4）酸液出口通过管路连接，第三提取罐（4-1）罐体底座（4-1-3）通过连接件（4-1-4）与罐体侧壁（4-1-5）密封连接；罐体底座（4-1-3）中心设有第二转动轴（4-1-6），第二转动轴（4-1-6）由下到上依次套有3-8个第二提取槽（4-1-7）和第二覆盖滤板（4-1-8）；第二覆盖滤板（4-1-8）位于酸液进料口（4-1-2）下方；第二提取槽（4-1-7）堆放区域罐体外设有超声装置（4-1-9）；

第二提取槽（4-1-7）水平放置第三提取罐（4-1）中，多个第二提取槽（4-1-7）纵向依次放置时，下方第二提取槽（4-1-7）中的第二侧壁（4-1-10）支撑上方第二提取槽（4-1-7）；第二侧壁（4-1-10）上端接有第一挡板（4-1-11），第一挡板（4-1-11）上部为弯曲部（4-1-15），下部为垂直向下的垂直部（4-1-16），第二挡板（4-1-12）底部与第二提取槽（4-1-7）的第二底部滤板（4-1-13）连接，第二挡板（4-1-12）顶部与第一挡板（4-1-11）通过侧壁滤网（4-1-24）连接；由第二挡板（4-1-12）、第二侧壁（4-1-10）和第二底部滤板（4-1-13）所围成的环形区域为溢出液外排区（4-1-14），第二侧壁（4-1-10）与垂直部（4-1-16）间的距离为d1；第二侧壁（4-1-10）与第二挡板（4-1-12）的距离为d2，d1：d2=1.5-2；

第二提取槽（4-1-7）中心设有与套管（4-1-17），套管（4-1-17）的高度为h1，第二侧壁（4-1-10）的高度为h2，h2：h1=1.5-2；套管（4-1-17）内壁与第二转动轴（4-1-6）外壁间接有轴承（4-1-18）用以减少摩擦，套管顶部设有转动密封件（4-1-19）；套管（4-1-17）上方第二转动轴（4-1-6）上设有固定搅拌杆（4-1-20）的固定孔（4-1-25），搅拌杆（4-1-20）上设有搅拌叶（4-1-21）；

搅拌叶（4-1-21）分为搅拌叶上部（4-1-26）和搅拌叶下部（4-1-27）；其中搅拌叶上部（4-1-26）与水平面夹角为45-60度；搅拌叶下部（4-1-27）与水平面夹角为30-40度；同一个第二提取槽（4-1-7）内的搅拌叶（4-1-21）弯折方向相同，相邻第二提取槽（4-1-7）内的搅拌叶（4-1-21）弯折方向相反；

第三提取罐（4-1）内壁设有2-8条垂直平行的滑动杆（4-1-22），第二提取槽（4-1-7）外壁设有与之相对应的凹槽（4-1-23）；

精分离罐（4-2）上设过人孔（4-2-1）和精分离罐过滤板（4-2-2）；精分离罐（4-2）进罐管路中设有在线pH调整装置；

第五部分合成及“三废”处理系统：

合成及“三废”处理系统(5)包括水化硅酸钙合成罐（5-1），磁性水滑石合成罐（5-2）；磁性粒子合成罐（5-3），水化硅酸钙母液处理罐（5-4）；磁性水滑石母液处理罐（5-5），磁性粒子母液处理罐（5-6）；

水化硅酸钙母液处理罐（5-4）上部设有第一母液处理滤板（5-4-1），母液在第一母液处理循环泵（5-4-2）作用下，通过第一母液处理滤板（5-4-1）实现循环过滤, 第一母液处理滤板（5-4-1）上设有第二导气排液管（5-4-3）；同样磁性水滑石母液处理罐（5-5）和磁性粒子母液处理罐（5-6）中分别设有第二母液处理滤板（5-5-1）、第二母液处理循环泵（5-5-2）、第三导气排液管（5-5-3）和第三母液处理滤板（5-6-1）、第三母液处理循环泵（5-6-2）和第四导气排液管（5-5-3）；第二导气排液管（5-4-3）、第三导气排液管（5-5-3）和第四导气排液管（5-5-3）与第一导气排液管（3-2-4）结构相同；

水化硅酸钙母液处理罐（5-4）内设有第一进气管（5-4-4）、第二进气管（5-4-5）、第六进气管（5-4-7）和第一出气口（5-4-6）；磁性水滑石母液处理罐（5-5）内设有第三进气管（5-5-4）、第四进气管（5-5-5）和第二出气口（5-5-6）；磁性粒子母液处理罐（5-6）内设有第五进气管（5-6-4）和第三出气口（5-6-5）；饱和氢氧化钙处理罐（5-7）内设有第六进气管（5-7-1）和第四出气口（5-7-2）；所有进气管均设有防倒吸球且管口位于罐体底部；

第一进气管（5-4-4）与气体S2气源相连，第二进气管（5-4-5）与气体C5气源相连，第一出气口（5-4-6）与第三进气管（5-5-4）相连；第四进气管（5-5-5）与气体C5气源相连，第二出气口（5-5-6）与第五进气管（5-6-4）相连；第三出气口（5-6-5）与第六进气管（5-7-1）相连；第四出气口（5-7-2）与真空管路相连。