[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

摘要

一种应用工业废物制备水化硅酸钙和磁性水滑石的设备，本发明涉及工业废物的处理设备，具体涉及粉煤灰、白泥、废酸等工业废物综合利用和污水废液处理材料的合成设备技术领域。本发明包括白泥、高硫煤燃烧活化系统、蒸馏系统、蒸馏提取系统、提取分离系统、合成及“三废”处理系统。本发明将流化床、回转窑进行巧妙组合达到节能环保技术效果。通过废酸蒸馏设备、废物提取设备的改进，在废物处理的同时实现了相应组分的分离纯化。通过尾气排放设备和母液处理设备的改进实现了“三废”的有效处理。

主权项

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。