專利名稱：：水的石灰處理排渣再利用工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于水的軟化脫堿及排渣回收利用
技術(shù)領(lǐng)域：
。水的石灰處理是國內(nèi)外在水軟化處理
技術(shù)領(lǐng)域：
里較多采用的一種方法，它的優(yōu)點是石灰的來源廣泛，廢棄物均為固體便于處置，不存在污染地下水源的問題，但是，由于使用塊狀石灰，利用率只有40%左右，排渣量大，制乳系統(tǒng)復(fù)雜，工作人員操作條件差等弊病而使該技術(shù)難以推廣使用，如果使用高純度粉狀消石灰，國內(nèi)貨源不足，應(yīng)用上又受到限制。美國坦頓自來水公司1976年7月6日申請的4017391號專利中，提出了一種與化學處理系統(tǒng)相結(jié)合的生水予處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)用石灰進行水處理，將排出的泥漿進行分離與回收，泥漿中含有碳酸鈣、氫氧化鎂和其他雜物，把這種泥漿經(jīng)碳化、浮選、脫水等若干步驟，然后將分離出來的碳酸鈣泥塊送入鍛燒系統(tǒng)，鍛燒成石灰循環(huán)使用。泥漿中的氫氧化鎂經(jīng)碳化后，形成溶解狀的碳酸氫鎂，再經(jīng)脫碳、脫水、烘干等步驟，做成輕質(zhì)碳酸鎂出售。這種工藝系統(tǒng)的優(yōu)點是對生水水質(zhì)的適應(yīng)范圍大，但是回收系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大，運行費用及建設(shè)費用高，難于控制、實施困難，回收排渣鍛燒的生石灰純度低(一般CaO含量為93%左右)，泥漿物料的輸送和鍛燒困難，煙氣帶灰塵嚴重，污染環(huán)境。鑒于現(xiàn)有技術(shù)中水的石灰處理系統(tǒng)存在如上所述的弊病，難推廣應(yīng)用，本發(fā)明提出了一種新的水的石灰處理排渣再利用工藝系統(tǒng)及專用水處理設(shè)備，重點解決以下幾個問題。1、水的石灰處理存在大量的排渣處理問題，本工藝系統(tǒng)可以使90%以上的排渣回收再利用變廢為寶，可以解決高純度石灰的來源問題，同時還有部分剩余高純度生石灰可供外銷。2、已有技術(shù)的工藝系統(tǒng)(如美國坦頓自來水公司，請參見附件)的排渣回收方法，雖然能解決排渣回收問題，但工藝復(fù)雜運行費用及建設(shè)投資太大，實施困難，本工藝系統(tǒng)可以使水的軟化處理和沉渣分離在水處理設(shè)備中同時完成，不需專設(shè)分離系統(tǒng)而且排渣為顆粒物，純度高，便于輸送和鍛燒，排煙中基本不含灰塵，工藝系統(tǒng)簡單、可靠，占地面積小，運行、建設(shè)費用低。3、采用本工藝系統(tǒng)，還可改善操作人員的工作條件，使操作人員在運行中不接觸石灰，容易實現(xiàn)自動化，且運行安全、可靠。4、目前，國內(nèi)外的反應(yīng)器的出水懸浮物偏高，一般在70-100PPm，因而增加了過濾設(shè)備的負擔，給運行造成困難本發(fā)明提供一種新型快速反應(yīng)器，可使出水懸浮物低于10PPm，而且排渣濃度高(CaO含量可達99%)，顆粒均勻(d＝2mm現(xiàn)將本發(fā)明構(gòu)思及技術(shù)解決方案敘述如下本發(fā)明的內(nèi)容涉及到用石灰處理生水及處理后的排渣再回收循環(huán)使用的工藝系統(tǒng)，以及為實現(xiàn)本工藝系統(tǒng)而設(shè)計的專用水處理設(shè)備。本工藝系統(tǒng)依據(jù)的原理是沉淀碳酸鹽硬度的反應(yīng)如反應(yīng)式①、②和二次反應(yīng)式③排出的CaCO3沉淀經(jīng)鍛燒，如反應(yīng)式④再將CaO進行消化，制成石灰乳，如反應(yīng)式⑤本工藝系統(tǒng)包括下列步驟1、生水進入快速反應(yīng)器1后(以下簡稱反應(yīng)器)與石灰乳混合，控制反應(yīng)物的濃度，產(chǎn)生碳酸鈣，析出的粒狀顆粒被截流軟化水從反應(yīng)器上部流出，實現(xiàn)碳酸鈣與水的分離。2、從反應(yīng)器1上部流出的軟水，經(jīng)過濾器3過濾，除去水中的懸浮物，再經(jīng)中和器4調(diào)整pH值到7.5左右，供需水部門。3、從反應(yīng)器底部排出的碳酸鈣沉渣池中，瀝水后送入生料箱10，再通過給料機11送入焙燒系統(tǒng)進行鍛燒。4、沉渣在回轉(zhuǎn)窯12的鍛燒筒內(nèi)與煙氣產(chǎn)生相對流動，并被鍛燒分解成生石灰，熱的生石灰經(jīng)冷卻筒冷卻，進入生石灰箱14利用埋刮板送入生石灰貯存箱16。5、用給料機11將生石灰貯存箱16內(nèi)的生石灰送入高溫消化器18內(nèi)進行消化并被稀釋成5%的石灰乳，再進入石灰乳攪拌箱19，然后利用噴射器20將石灰乳送到反應(yīng)器內(nèi)。6、多余的生石灰貯存待銷。為了保證反應(yīng)器內(nèi)有較好的粒經(jīng)分布并有利于結(jié)晶過程的進行，本工藝系統(tǒng)采取了斷續(xù)的方式添加晶種和排放沉渣，為了調(diào)節(jié)反應(yīng)器底部碳酸鈣的過飽和度，從而達到控制碳酸鈣的結(jié)晶速度，保證碳酸鈣的結(jié)晶基本上在晶種上進行，本工藝系統(tǒng)通過反應(yīng)器回流泵2，將反應(yīng)器出水的一部分返回反應(yīng)器，改善了反應(yīng)器出水水質(zhì)。為了獲得分散性好的石灰乳，本工藝系統(tǒng)采用了濕法高溫消化制乳，這種分散性好的石灰乳可加快反應(yīng)器1中的軟化反應(yīng)的進行，也提高了石灰的有效利用率。同時，通過采取以上三項措施之后，可以保證反應(yīng)器1內(nèi)的出水懸浮物小于10ppm排渣的顆粒均勻。在焙燒系統(tǒng)中，送入回轉(zhuǎn)窯焙燒的碳酸鈣沉渣，其最佳焙燒溫度為1050℃，物料的填充度為10～15%。石灰乳液的配制，本工藝系統(tǒng)采用了濕法高溫消化方式，在高溫消化過程中，控制水灰比為3∶1左右，先將生石灰消化成30%左右濃度的石灰漿，然后再沖稀成所需濃度，這樣獲得的石灰乳液分散性好，活性高，而且殘余量少。此外，在消化和貯存過程中，進行適當?shù)臄嚢瑁梢垣@得較細膩的消石灰乳液。在高溫消化器內(nèi)，物料的溫度控制在90～100℃即可?，F(xiàn)將如下圖1水的石灰處理排渣再利用工藝系統(tǒng)圖。其中1、快速反應(yīng)器2、回流泵3、過濾器4、中和器5、酸計量泵6、酸貯存槽7、軟化箱8、軟化泵9、排渣池10、生料箱11、給料機12、回轉(zhuǎn)窯13、晶種注入和制備系統(tǒng)14、生石灰箱15、輸送機16、生石灰箱17、給料機18、高溫消化器19、石灰乳攪拌箱20、石灰乳噴射器21、生水22、外供水23、自用水24、燃料配合本發(fā)明的工藝系統(tǒng)，本發(fā)明還設(shè)計了專用的水處理設(shè)備-快速反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器的底部為錐體，設(shè)有石灰乳進口管道25，排渣口26晶種加入口27以及回流水進口28，反應(yīng)器中部為園柱體，上部為喇叭口，頂部為穹形園蓋29，上部與頂部焊為一體，成全封閉狀態(tài)，從反應(yīng)器頂部的園心位置，裝有一個直通反應(yīng)器底部的進水管道30，進水管道30與反應(yīng)器錐體底部相隔一定距離反應(yīng)器上部的全封閉體內(nèi)裝有一個環(huán)形管，環(huán)形管道31上設(shè)有四個進入口孔32，在環(huán)形管上設(shè)兩個出口水管33，從反應(yīng)器上部喇叭體伸出反應(yīng)器外，作為軟化水出水口在反應(yīng)器的上部與底部之間，并聯(lián)一個反應(yīng)器回流泵34，將反應(yīng)器出水的一部分返回反應(yīng)器，從而達到了控制，調(diào)節(jié)反應(yīng)器底部碳酸鈣的結(jié)晶速度，保證碳酸鈣的結(jié)晶基本上在晶種上進行，改善了反應(yīng)器的出水水質(zhì)的目的石灰乳進口管道從反應(yīng)器底部錐體斜面穿入，進入中心進水管道30內(nèi)，并與進水管道31一起伸向反應(yīng)器錐體底部?，F(xiàn)將如下圖2快速反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖。其中25、石灰乳進口管道26、排渣口27、晶種加入口28、回流水進口29、穹形園蓋30、進水管道31、環(huán)形管道32、進水口33、軟化水出水管34、回流泵現(xiàn)將本發(fā)明的技術(shù)經(jīng)濟效益敘述如下1、節(jié)約水資源目前，我國熱力發(fā)電廠和其他工業(yè)部門的耗水量都高于國際先進水平，這對于淡水水源較為缺乏的我國來說是急需解決的問題，發(fā)電廠和其他工業(yè)部門耗水量最大的部分為工業(yè)冷卻水，要想減少工業(yè)冷卻水的水量消耗，就必須提高這部分水的重復(fù)使用率，使冷卻水系統(tǒng)的濃縮倍率提高。當冷卻水濃縮倍率提高之后，就必須采取相應(yīng)的處理措施，否則就會使電廠或其他工業(yè)部門的生產(chǎn)經(jīng)濟效益下降。以120萬千瓦的火力發(fā)電廠為例，采用石灰處理比加酸處理、穩(wěn)定系方法處理，每天可節(jié)約水2萬噸左右，本工藝系統(tǒng)將為工業(yè)部門廣泛采用石灰處理創(chuàng)造了條件。2、運行費用低本工藝方法與采用外購高純度消石灰粉工藝方法基建投資相近，其運行費用和廢水廢渣排放量見下表。表1兩種水的石灰處理方法比較表注①純度80%的消石灰粉，按160元/噸計(包括運費);②供外銷的生石灰按250元/噸;③處理水量3500噸/小時，年運行7000小時;④未計由于排渣的運輸和存放增加費用;⑤生水水質(zhì)堿度4.45毫克當量/升，鈣3.6毫克當量/升鎂1.2毫克當量/升。3、可靠性高本工藝系統(tǒng)與采用高純度消石灰粉的工藝相比，運行過程中本工藝系統(tǒng)pH值的變化(9.5～11.5)，對出水懸浮物基本無影響，而后者則影響嚴重，同時，本工藝系統(tǒng)鍛燒的生石灰呈粒狀，流動性很好，計量方便，而后者由于生產(chǎn)過程中對過剩水量難于控制，常常因水份含量過大，使其流動性下降，造成石灰計量系統(tǒng)堵塞，給運行帶來困難。現(xiàn)將本工藝系統(tǒng)的實施例例舉如下山東鄒縣電廠四臺30萬千瓦發(fā)電機組，電廠的循環(huán)冷卻水和工業(yè)用水采用本工藝系統(tǒng)，處理水量為4000噸/小時。一、本工藝系統(tǒng)可達指標1、水處理系統(tǒng)①出水水質(zhì)懸浮物小于1ppm堿度0.5epm左右碳酸鈣回收率大于90%②這種水質(zhì)可使電廠循環(huán)冷卻系統(tǒng)水的濃縮倍率提高到5.0倍，與加酸、穩(wěn)定系等方法(濃縮倍率2.5倍)相比，每天可節(jié)約水20000噸左右，采用添加劑方法還會產(chǎn)生對地下水的污染問題。2、鍛燒系統(tǒng)排渣鍛燒的生石灰純度大于95%;排渣鍛燒的生石灰消化速度小于1分鐘;回轉(zhuǎn)窯的熱效率45%;每月可剩余171噸生石灰供出售。二、運行費用本工藝系統(tǒng)與采用外購高純度消石灰粉工藝系統(tǒng)相比，基建投資相近，運行費如下表表2山東鄒縣電廠的兩種工藝系統(tǒng)比較表項目使用高純度消石灰粉工藝本工藝80％消石灰粉用量707噸／月0每年排渣量11400噸800噸年運行費用246萬元120萬無廢水排放量11760噸／月823噸／月多剩石灰量0171噸／月</table></tables>權(quán)利要求1.一種水的石灰軟化處理排渣再利用工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述的工藝系統(tǒng)包括下列步驟(1)、生水進入快速反應(yīng)器(以下簡稱反應(yīng)器)與石灰乳混合，控制反應(yīng)物的濃度，產(chǎn)生碳酸鈣，析出的粒狀顆粒被截流，軟化水從反應(yīng)器上部流出，實現(xiàn)碳酸鈣與水的分離；(2)、從反應(yīng)器上部流出的軟水，經(jīng)過濾器過濾，除去水中的懸浮物，再經(jīng)中和器，調(diào)整pH值到7.5左右，供需水部門；排出的碳酸鈣沉渣，排入排渣池，瀝水后送入生料箱，再通過給料機送入焙燒系統(tǒng)進行鍛燒；(3)沉渣在回轉(zhuǎn)窯的鍛燒筒內(nèi)與煙氣產(chǎn)生相對流動，并被鍛燒分解成生石灰，熱的生石灰經(jīng)冷卻筒冷卻，進入生石灰箱，利用埋刮板送入生石灰貯存箱；(4)、用給料機將生石灰貯存箱內(nèi)的生石灰送入濕法消化器內(nèi)進行消化，并被稀釋成5%的石灰乳，再進入石灰乳攪拌箱，然后利用噴射器將石灰乳送到反應(yīng)器內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種水的石灰軟化處理排渣再利用工藝系統(tǒng)，其特征在于(1·1)、在反應(yīng)器中加晶種和排放沉渣均采用斷續(xù)方式，以保持反應(yīng)器中有較好的粒經(jīng)分布;(1·2)、通過反應(yīng)器的回流泵，將反應(yīng)器出水的一部分返回反應(yīng)器，以調(diào)節(jié)反應(yīng)器底部的結(jié)晶速度。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種水的石灰處理，排渣再利用用工藝方法，其特征在于(3·1)、送入回轉(zhuǎn)窯焙燒的碳酸鈣排渣，其最佳焙燒溫度為1050℃，物料的填充度為10～15%。4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種水的石灰軟化處理排渣再利用工藝系統(tǒng)，其特征在于(4·1)、石灰乳液的配制采用濕法高溫消化方式。5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的一種水的石灰軟化處理排渣再利用工藝系統(tǒng)中的高溫消化方式，其特征在于(4·1·1)、高溫消化的消化過程，要控制水灰比為3∶1左右，先將生石灰消化成30%濃度的石灰漿，然后再沖稀到所需濃度。(4·1·2)、在消化和貯存過程中，對消石灰乳液進行適當?shù)臄嚢琛?4·1·3)、高溫消化器內(nèi)物料的溫度控制在90～100℃。6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的水的石灰軟化處理排渣再利用的工藝系統(tǒng)中所需用的專用水處理設(shè)備，具有反應(yīng)器腔體，其特征在于(1)、反應(yīng)器底部為錐體，設(shè)有石灰乳進口管道，排渣口，晶種加入口，以及回流水進口;(2)、反應(yīng)器中部為園柱體，上部為嗽叭口，頂部為穹形園蓋頂部與上部焊為一體，成全封閉狀態(tài);(3)、在反應(yīng)器頂部園心位置裝有一個直通反應(yīng)器底部的進水管道，進水管道底部與反應(yīng)器底部錐體相隔一定距離;(4)、反應(yīng)器上部的全封閉體內(nèi)裝有一環(huán)形管，環(huán)形管上方設(shè)四個進水口。在環(huán)形管上設(shè)兩個出水管引出體外;(5)、在反應(yīng)器的上部與底部之間并聯(lián)一個反應(yīng)器回流泵。7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的水的石灰軟化處理排渣再利用的工藝方法所需用的水處理設(shè)備，其特征在于(1.1)、石灰乳進口管道從反應(yīng)器底部錐體側(cè)面穿過，進入中心的進水管道內(nèi)，并與進水管道一起伸向反應(yīng)器錐體底部。全文摘要本發(fā)明涉及一種水的石灰軟化處理排渣再利用工藝系統(tǒng)及其專用設(shè)備。本工藝系統(tǒng)包括水處理系統(tǒng)、鍛燒系統(tǒng)、生石灰消化制乳系統(tǒng)，與已有技術(shù)相比，本工藝系統(tǒng)簡單、占地面積小，運行建設(shè)費用低，易于實現(xiàn)自動化、運行安全、可靠，排渣利用率高，水處理系統(tǒng)采用的專用快速反應(yīng)器，將軟化與分離工序一次完成，簡化工藝，排渣純度高，出水水質(zhì)好。文檔編號C02F5/06GK1041340SQ88109009公開日1990年4月18日申請日期1988年9月29日優(yōu)先權(quán)日1988年9月29日發(fā)明者楊金旺,徐衛(wèi),金久遠,廖天植,廖志紅,王俊幗,姜北雁申請人:水利電力部西北電力工程承包公司