[发明专利]用水泥窑尘浆液洗涤水泥窑废气的方法和系统

说明书

本发明涉及水泥厂产生的窑尘及废气的处理方法。此方法将窑尘转化成为有用的产品，同时去除废气中的污染物。

在烧制水泥或石灰的窑旁设置的窑尘收集装置可去除窑废气中的颗粒物质。随进窑原料的组成不同，这类颗粒物质可包括碳酸钙、氧化钙和其它金属的氧化物及碳酸盐。窑尘中经常含有的两种元素是钾和钠，这两种元素限制或妨碍窑尘作为原料的再使用，因为它们会影响最终产品的特性，所以窑尘作废弃处理。由于窑尘收集装置不能有效地去除废气中的气态污染物，所以为防止污染物进入大气环境，就必须设置另外的洗涤装置。

多年来，固态或稀浆状或溶液状的碱金属或碱土金属已用于废气的洗涤（去除氧化硫和氧化氮）操作中（参看G·莫里森（Mcr-rison）以前的讨论，这里作为参考文献引入）。例如梅尔门（Mehl-mann）（水泥-石灰-石膏，版本B，1985）描述了在温度达1100℃下使用熟石灰石或粉未状石灰石，或采用熟石灰的喷雾干燥法;艾尔（Ayer）（1979，EPA-600/7-79-1676）描述了使用石灰洗涤供热工厂产生的废气。为达同样的目的，流化床炉的炉料中也可含有石灰石。通常，废气中存在的氧化碳、氧化硫和氧化氮与水反应产生酸;如硫酸、亚硫酸、硝酸、碳酸。产生的酸类和酸量与废气中所含的氧化物、氧的供应量和反应条件有关。当这些酸与碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧化物或碳酸盐反应时，形成相应的盐，例如硫酸与石灰石中的碳酸钙反应产生硫酸钙。

本发明的主要目的是要提供一种方法和设备，以解决水泥厂存在的窑尘处置问题，同时减少气态和颗粒状的排放物，并将废物转变成有用产品，达到经济实用的目的。

本发明提供了一种能去除窑尘中大部分钾、钠和硫的工艺方法，以使窑尘可作为原料再使用，同时本发明也提供了一种利用窑尘作为去除废气中氧化硫、氧化氮和氧化碳的反应剂的工艺方法。

更确切地说，这种工艺方法的功能为：使水泥窑尘或石灰窑尘与由废气中所含的硫、氮和碳的酸性氧化物产生的酸进行反应，以溶解窑尘中某些组分，并使其余的未溶解固体作为工艺原料再使用;洗出废气流中部分氧化硫、氧化氮和氧化碳，并使其与窑尘反应;产生一种碱金属和碱土金属盐副产品，它是由从废气中洗出的氧化硫、氧化氮和氧化碳与窑尘中所含物质所组成;利用废气流中的热以降低含碱金属和碱土金属盐的工艺物流中的水分含量。

本发明提供了一种能洗涤含有酸性氧化物的废气流，同时又能处理含有固体碱金属和碱土金属化合物的窑尘的工艺方法，此方法包括下列步骤：（a）使水和窑尘混合以形成碱性（pH＞7）溶液，（b）使废气流通过上述碱性溶液，由此溶液与气体反应形成碱金属和碱土金属盐溶液及含不溶性硅酸盐、铝酸盐和铁化合物及碱金属和碱土金属盐的沉淀物。

本发明的特点包括废气流通过碱性溶液之前的冷却和（或）脱水处理;利用碱金属和碱土金属盐溶液来达到冷却和（或）脱水目的;利用不溶性硅酸盐、铝酸盐和铁化合物与所述沉淀物，将它们加到水泥厂的原料中以生产水泥;利用废气中的热蒸发掉碱金属和碱土金属盐溶液中的水;利用碱性盐溶液中溶有的固体成分作肥料用;从水泥厂的窑中得到废气流的窑尘。

本发明的特点之一是提供了一种能将水泥窑产生的含有碱金属和碱土金属固体化合物的窑尘转化为适合作为窑原料用的产物的方法，它包括下列步骤：（a）使窑尘中的可溶性部分溶于水中，以形成碱性溶液。（b）使窑中产生的废气通过上述溶液，由此气体和溶液反应形成碱金属和碱土金属盐溶液和适合作窑原料用的不溶性的硅酸盐、铝酸盐和铁化合物以及碱金属和碱土金属盐沉淀物。再一个特点是废气通过碱性溶液前先经冷却和脱水处理，为此利用了碱性溶液。同时还利用废气中的热蒸发掉碱性盐溶液中的水。

本发明的另一个特点是提供了一种工艺方法，它能将水泥窑产生的含有碱金属和碱土金属固体化合物的窑尘转化为适合作为窑原料用的产物，同时又能洗涤窑中产生的废气流，并产生适于用作肥料的碱金属和碱土金属盐，此方法包括下列步骤：（a）使窑尘溶于水，以形成碱性溶液。（b）使窑中产生的废气通过上述溶液，由此该溶液和气体反应以达洗涤该气体的目的，同时形成碱金属和碱土金属盐溶液和适合作窑原料用的不溶性的硅酸盐、铝酸盐和铁化合物以及碱金属和碱土金属盐沉淀物。最后，蒸发碱金属和碱土金属盐溶液中的水，以产生适合作肥料用的浓溶液或沉淀物。

本发明也提供了一种设备，它能洗涤含有酸性氧化物的废气流，同时又能处理水泥窑产生的窑尘或含有碱金属和碱土金属盐的类似物。