一种工业固体废物的处理方法

文档序号:644442 发布日期:2021-05-14 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 一种工业固体废物的处理方法 (Industrial solid waste treatment method ) 是由 陈妹儿 丁健 于 2020-12-17 设计创作,主要内容包括:本发明属于废物处理技术领域,具体涉及一种工业固体废物的处理方法,包括以下步骤:步骤一、原料破碎:对废石膏和煤分别进行破碎,得到废石膏碎粒和碎煤;步骤二、原料干燥:对废石膏碎粒进行干燥,去除其中水分;步骤三、混合焙烧:将碎煤和去除水分的废石膏碎粒混合后焙烧得到混合产物;步骤四、浸取置换:向混合产物中加水搅拌,然后通入硫化氢气体进行浸取;反应结束后沉降分离出上层清液。向上层清液中通入二氧化碳进行置换得到硫化氢即可;其中,步骤二采用一种工业固体废物处理装置配合完成。本发明对破碎后的废石膏碎粒进行加热干燥过程中,避免了水蒸气冷凝成小水珠,提高了干燥的效果。(The invention belongs to the technical field of waste treatment, and particularly relates to a treatment method of industrial solid waste, which comprises the following steps: step one, crushing raw materials: respectively crushing the waste gypsum and the coal to obtain waste gypsum particles and crushed coal; step two, drying the raw materials: drying the waste gypsum particles to remove water; step three, mixed roasting: mixing crushed coal and waste gypsum particles with water removed, and roasting to obtain a mixed product; step four, leaching and replacing: adding water into the mixed product, stirring, and then introducing hydrogen sulfide gas for leaching; after the reaction, the supernatant was separated by settling. Introducing carbon dioxide into the supernatant for replacement to obtain hydrogen sulfide; wherein, the second step is completed by matching an industrial solid waste treatment device. The invention avoids the condensation of water vapor into small water drops in the process of heating and drying the crushed waste gypsum particles, thereby improving the drying effect.)

一种工业固体废物的处理方法

技术领域

本发明属于工业废物处理技术领域,具体涉及一种工业固体废物的处理方法。

背景技术

工业固体废物是指在工业生产活动中产生的固体废物,可分为一般工业废物和危险固体废物。一般工业废物包括高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、废石膏和电石渣等。其中废石膏是生产磷酸时的主要排放物,废石膏主要成分是硫酸钙,其他成分为硅、铝、铁、镁、钠和钾等元素的氧化物。废石膏如不加处理任意堆存,不但占用大片土地,而且会污染水体和土壤。目前是通过破碎-干燥-焙烧-浸取-置换的方法对废石膏进行处理。

现有的废石膏处理方法中存在以下的问题:(1)对破碎后的废石膏碎粒进行加热干燥过程中,为了避免热量散失,通常是在密闭的容器内进行,从废石膏碎粒中蒸发的水分接触到容器内壁时会冷凝成小水珠,小水珠在重力作用下回落到废石膏碎粒中,对干燥的效果造成不利影响;(2)对破碎后的废石膏碎粒进行加热干燥过程中,废石膏碎粒堆积在一起无法与热空气进行充分接触,同样会对干燥的效果造成不利影响。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种工业固体废物的处理方法,目的在于解决目前废石膏处理方法中存在以下的问题:(1)对破碎后的废石膏碎粒进行加热干燥过程中,为了避免热量散失,通常是在密闭的容器内进行,从废石膏碎粒中蒸发的水分接触到容器内壁时会冷凝成小水珠,小水珠在重力作用下回落到废石膏碎粒中,对干燥的效果造成不利影响;(2)对破碎后的废石膏碎粒进行加热干燥过程中,废石膏碎粒堆积在一起无法与热空气进行充分接触,同样会对干燥的效果造成不利影响。

(二)技术方案

为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:

一种工业固体废物的处理方法,包括以下步骤:

步骤一、原料破碎:对废石膏和煤分别进行破碎,得到废石膏碎粒和碎煤。

步骤二、原料干燥:对步骤一中得到的废石膏碎粒进行干燥,去除其中水分。

步骤三、混合焙烧:将碎煤和去除水分的废石膏碎粒混合后焙烧得到混合产物。

步骤四、浸取置换:向所述混合产物中加水搅拌,然后通入硫化氢气体进行浸取。反应结束后沉降分离出上层清液。向上层清液中通入二氧化碳进行置换得到硫化氢即可。

其中,步骤二采用一种工业固体废物处理装置配合完成,所述工业固体废物处理装置包括圆柱形的工作罐,工作罐内形成圆柱形的工作腔,工作腔底面中部向下凹陷。工作罐顶面安装有盖板。工作罐底面均匀固定安装有若干个支撑腿。工作腔底面竖直固定安装有顶面和底面开口的铜罐,铜罐顶部贯穿盖板。工作腔侧壁上均匀固定安装有若干个加热棒,工作腔内部位于铜罐外侧壁和工作腔内侧壁之间填充有导热油。工作罐底面通过电机座竖直固定安装有驱动电机,驱动电机的输出端竖直固定安装有贯穿铜罐的安装轴。工作腔底面凸起形成圆柱台,工作罐底面围绕圆柱台均匀开设有若干个通槽。通过加热棒对铜罐外侧壁和工作腔内侧壁之间的导热油进行加热,通过导热油将热量传递到铜罐上,通过铜罐将热量传递到铜罐内部的空气中。对铜罐的温度进行测量,当铜罐温度恒定时,通过铜罐顶部开口向铜罐内部加入废石膏碎粒。

安装轴上对应盖板的位置固定安装有若干个叶片。安装轴上位于叶片下方固定安装有第一匀料板。安装轴贯穿第一匀料板中部且第一匀料板中部向下凹陷。铜罐内侧壁上位于第一匀料板下方固定安装有与安装轴轴线重合的环形导料板。环形导料板向中部凹陷且环形导料板与安装轴之间形成环形空隙。安装轴上位于环形导料板下方安装有水平的第二匀料板。第二匀料板与安装轴轴线重合。第二匀料板上表面固定安装有若干个与其轴线重合的环形挡板。环形挡板上开设有缺口。进入铜罐内部的废石膏碎粒下落至第一匀料板上表面。通过驱动电机带动安装轴转动,安装轴带动第一匀料板、第二匀料板和叶片同步转动。叶片转动过程中从铜罐内吸气,工作罐外部的空气通过通槽进入铜罐内被加热成热空气。第一匀料板转动时,第一匀料板上表面的废石膏碎粒在离心力作用下向第一匀料板边缘处滑动并最终脱离第一匀料板;在此过程中,废石膏碎粒与铜罐内的热空气接触,通过热空气对废石膏碎粒进行干燥。脱离第一匀料板后的废石膏碎粒落至环形导料板上表面并沿着环形导料板上表面向下滑动。废石膏碎粒脱离环形导料板后下落至第二匀料板上表面。第二匀料板转动时,第二匀料板上表面的废石膏碎粒在离心力作用下向外层环形挡板处滑动。废石膏碎粒贴合到环形挡板内侧壁后沿着环形挡板内侧壁周向滑动,并穿过缺口向更外层的环形挡板处滑动,直至滑至第二匀料板边缘处滑动。废石膏碎粒脱离第二匀料板后下落至工作腔底面并滑落至通槽处,最终通过通槽离开铜罐内部;上述过程中,废石膏碎粒始终与热空气接触,通过热空气对废石膏碎粒进行干燥。

作为本发明的一种优选技术方案,相邻两个环形挡板上缺口之间距离为所述相邻两个环形挡板的半径之和,从而使得废石膏碎粒能够沿着外层环形挡板内侧壁滑动半圆,增加了废石膏碎粒的滑动路径长度,提高了废石膏碎粒与热空气的接触时长,提高了干燥的效果。

作为本发明的一种优选技术方案,所述环形挡板的内侧壁和外侧壁上沿其周向均匀固定安装有若干个弧形块,废石膏碎粒在第二匀料板上表面滑动过程中撞击到弧形块后发生翻滚,增加了废石膏碎粒与空气的接触面积;热空气流经第二匀料板上表面时在弧形块的导向作用下产生紊流,从而实现了从多角度与废石膏碎粒表面接触,进一步提高了干燥的效果。

作为本发明的一种优选技术方案,所述第二匀料板竖直滑动安装在安装轴上。安装轴上位于第二匀料板下方水平固定安装有第一支撑板。第二匀料板下表面竖直固定安装有贯穿第一支撑板的升降杆。第一支撑板与第二匀料板之间固定连接有套设在升降杆上的缓冲弹簧。升降杆底部固定安装有第一磁铁块。圆柱台上表面沿安装轴周向均匀固定安装有若干个与第一磁铁块位置对应的第二磁铁块。安装轴转动过程中带动第二匀料板、第一支撑板、升降杆、缓冲弹簧和第一磁铁块同步转动。当第一磁铁块转动到第二磁铁块正上方时,二者之间产生互斥力,通过该互斥力作用推动第二匀料板、升降杆和第一磁铁块上升。当第一磁铁块离开第二磁铁块正上方时,二者互斥力消失,第二匀料板、升降杆和第一磁铁块在重力作用下下降,缓冲弹簧对第二匀料板的下降过程起到缓冲作用。随着安装轴持续转动,第二匀料板持续产生上下振动,从而对第二匀料板上的废石膏碎粒起到抛洒匀料的作用,使得废石膏碎粒能够与热空气均匀接触。

作为本发明的一种优选技术方案,所述铜罐内侧壁上位于环形导料板和第二匀料板之间竖直滑动配合有水平的第一密封板。第二匀料板为环形且第二匀料板内圆周面与环形导料板内圆周面对齐。第一密封板下表面与环形挡板顶面贴合在一起。第一密封板上表面竖直固定安装有与其轴线重合的第二密封板。第二密封板为环形且第二密封板顶面竖直滑动配合有与其轴线重合的第三密封板。第三密封板为环形且第三密封板顶面与环形导料板下表面固定贴合在一起。铜罐内侧壁上位于环形导料板和第一密封板之间固定安装有水平的第二支撑板。第二支撑板与第一密封板之间竖直固定连接有支撑弹簧。铜罐侧壁上开设有油槽。盖板上开设有通气槽。工作腔内的导热油通过油槽进入环形导料板、第一密封板、第二密封板和第三密封板之间的区域,导热油直接将热量传递给环形导料板、第一密封板、第二密封板和第三密封板,确保环形导料板、第一密封板、第二密封板和第三密封板温度不低于从废石膏碎粒中蒸发的水蒸汽温度,从而进一步避免了水蒸气凝结成水珠。第二匀料板上下振动时第一密封板在支撑弹簧作用下始终贴合在环形挡板上表面,从而使得热空气只能从第一密封板、第二匀料板和环形挡板之间的通道经过,增加了热空气的流速,提高了热空气对废石膏碎粒的干燥效果。

作为本发明的一种优选技术方案,所述第一密封板下表面转动安装有若干个与环形挡板顶面滚动配合的滚球,以减小第一密封板与环形挡板顶面之间的摩擦力,提高第一密封板与环形挡板的使用寿命。

作为本发明的一种优选技术方案,所述第一匀料板上表面滑动配合有若干个安装杆。安装杆上固定安装有第三磁铁块。铜罐内侧壁上沿安装轴周向均匀固定安装有若干个第四磁铁块。安装杆上转动安装有安装轴,安装轴上均匀固定安装有若干个搅动板。安装轴转动过程中带动第一匀料板转动,第一匀料板带动安装杆、第三磁铁块、安装轴和搅动板同步转动。安装杆、第三磁铁块、安装轴和搅动板在离心力作用下向第一匀料板边缘处滑动。当第三磁铁块到达与第四磁铁块对应的位置时,二者之间产生互斥力,通过该互斥力作用推动安装杆、第三磁铁块、安装轴和搅动板向安装轴滑动;随着安装轴持续转动,安装杆、第三磁铁块、安装轴和搅动板周期性地远离和靠近安装轴。上述过程中,热空气的流动推动搅动板和安装轴转动,搅动板对第一匀料板上的废石膏碎粒起到搅动的作用,使得废石膏碎粒与空气充分接触,进一步提高了干燥的效果。

(三)有益效果

本发明至少具有如下有益效果:

(1)本发明解决了目前废石膏处理方法中存在以下的问题:对破碎后的废石膏碎粒进行加热干燥过程中,从废石膏碎粒中蒸发的水分接触到容器内壁时会冷凝成小水珠,小水珠在重力作用下回落到废石膏碎粒中,对干燥的效果造成不利影响;废石膏碎粒堆积在一起无法与热空气进行充分接触,同样会对干燥的效果造成不利影响。

(2)本发明对破碎后的废石膏碎粒进行加热干燥过程中,先通过导热油对铜罐进行加热,再通过铜罐将热量传递至铜罐内部空气中,通过铜罐中的热空气对废石膏碎粒进行干燥;保证了铜罐的温度始终高于从废石膏碎粒中蒸发的水蒸气温度,避免了水蒸气冷凝成小水珠。

(3)本发明对破碎后的废石膏碎粒进行加热干燥过程中,通过第一匀料板和第二匀料板增加了废石膏碎粒与铜罐内部热空气接触的时间,提高了干燥的效果;且通过对废石膏碎粒进行搅动和吹动使得废石膏碎粒发生翻滚,进一步提高了干燥的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例中工业固体废物的处理方法的步骤图;

图2为本发明实施例中工业固体废物处理装置的立体结构示意图;

图3为本发明实施例中工业固体废物处理装置的内部结构示意图;

图4为图3中A处的放大示意图;

图5为图3中B处的放大示意图;

图6为图3中C处的放大示意图;

图7为本发明实施例中第二匀料板的俯视图。

图中:1-工作罐、2-工作腔、3-盖板、4-铜罐、5-加热棒、6-驱动电机、7-安装轴、8-圆柱台、9-通槽、10-叶片、11-第一匀料板、12-环形导料板、13-第二匀料板、14-环形挡板、15-缺口、16-弧形块、17-第一支撑板、18-升降杆、19-缓冲弹簧、20-第一磁铁块、21-第二磁铁块、22-第一密封板、23-第二密封板、24-第三密封板、25-第二支撑板、26-支撑弹簧、27-油槽、28-通气槽、29-滚球、30-安装杆、31-第三磁铁块、32-第四磁铁块、33-安装轴、34-搅动板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示,本实施例提供了一种工业固体废物的处理方法,包括以下步骤:

步骤一、原料破碎:对废石膏和煤分别进行破碎,得到废石膏碎粒和碎煤。

步骤二、原料干燥:对步骤一中得到的废石膏碎粒进行干燥,去除其中水分。

步骤三、混合焙烧:将碎煤和去除水分的废石膏碎粒混合后焙烧得到混合产物。

步骤四、浸取置换:向所述混合产物中加水搅拌,然后通入硫化氢气体进行浸取。反应结束后沉降分离出上层清液。向上层清液中通入二氧化碳进行置换得到硫化氢即可。

其中,步骤二采用如图2至图7所示一种工业固体废物处理装置配合完成,所述工业固体废物处理装置包括圆柱形的工作罐1,工作罐1内形成圆柱形的工作腔2,工作腔2底面中部向下凹陷。工作罐1顶面安装有盖板3。工作罐1底面均匀固定安装有若干个支撑腿。工作腔2底面竖直固定安装有顶面和底面开口的铜罐4,铜罐4顶部贯穿盖板3。工作腔2侧壁上均匀固定安装有若干个加热棒5,工作腔2内部位于铜罐4外侧壁和工作腔2内侧壁之间填充有导热油。工作罐1底面通过电机座竖直固定安装有驱动电机6,驱动电机6的输出端竖直固定安装有贯穿铜罐4的安装轴7。工作腔2底面凸起形成圆柱台8,工作罐1底面围绕圆柱台8均匀开设有若干个通槽9。

安装轴7上对应盖板3的位置固定安装有若干个叶片10。安装轴7上位于叶片10下方固定安装有第一匀料板11。安装轴7贯穿第一匀料板11中部且第一匀料板11中部向下凹陷。铜罐4内侧壁上位于第一匀料板11下方固定安装有与安装轴7轴线重合的环形导料板12。环形导料板12向中部凹陷且环形导料板12与安装轴7之间形成环形空隙。安装轴7上位于环形导料板12下方安装有水平的第二匀料板13。第二匀料板13与安装轴7轴线重合。第二匀料板13上表面固定安装有若干个与其轴线重合的环形挡板14。环形挡板14上开设有缺口15。进入铜罐4内部的废石膏碎粒下落至第一匀料板11上表面。相邻两个环形挡板14上缺口15之间距离为所述相邻两个环形挡板14的半径之和,从而使得废石膏碎粒能够沿着外层环形挡板14内侧壁滑动半圆,增加了废石膏碎粒的滑动路径长度,提高了废石膏碎粒与热空气的接触时长,提高了干燥的效果。环形挡板14的内侧壁和外侧壁上沿其周向均匀固定安装有若干个弧形块16,废石膏碎粒在第二匀料板13上表面滑动过程中撞击到弧形块16后发生翻滚,增加了废石膏碎粒与空气的接触面积;热空气流经第二匀料板13上表面时在弧形块16的导向作用下产生紊流,从而实现了从多角度与废石膏碎粒表面接触,进一步提高了干燥的效果。

第二匀料板13竖直滑动安装在安装轴7上。安装轴7上位于第二匀料板13下方水平固定安装有第一支撑板17。第二匀料板13下表面竖直固定安装有贯穿第一支撑板17的升降杆18。第一支撑板17与第二匀料板13之间固定连接有套设在升降杆18上的缓冲弹簧19。升降杆18底部固定安装有第一磁铁块20。圆柱台8上表面沿安装轴7周向均匀固定安装有若干个与第一磁铁块20位置对应的第二磁铁块21。安装轴7转动过程中带动第二匀料板13、第一支撑板17、升降杆18、缓冲弹簧19和第一磁铁块20同步转动。当第一磁铁块20转动到第二磁铁块21正上方时,二者之间产生互斥力,通过该互斥力作用推动第二匀料板13、升降杆18和第一磁铁块20上升。当第一磁铁块20离开第二磁铁块21正上方时,二者互斥力消失,第二匀料板13、升降杆18和第一磁铁块20在重力作用下下降,缓冲弹簧19对第二匀料板13的下降过程起到缓冲作用。随着安装轴7持续转动,第二匀料板13持续产生上下振动,从而对第二匀料板13上的废石膏碎粒起到抛洒匀料的作用,使得废石膏碎粒能够与热空气均匀接触。

铜罐4内侧壁上位于环形导料板12和第二匀料板13之间竖直滑动配合有水平的第一密封板22。第二匀料板13为环形且第二匀料板13内圆周面与环形导料板12内圆周面对齐。第一密封板22下表面与环形挡板14顶面贴合在一起。第一密封板22上表面竖直固定安装有与其轴线重合的第二密封板23。第二密封板23为环形且第二密封板23顶面竖直滑动配合有与其轴线重合的第三密封板24。第三密封板24为环形且第三密封板24顶面与环形导料板12下表面固定贴合在一起。铜罐4内侧壁上位于环形导料板12和第一密封板22之间固定安装有水平的第二支撑板25。第二支撑板25与第一密封板22之间竖直固定连接有支撑弹簧26。铜罐4侧壁上开设有油槽27。盖板3上开设有通气槽28。工作腔2内的导热油通过油槽27进入环形导料板12、第一密封板22、第二密封板23和第三密封板24之间的区域,导热油直接将热量传递给环形导料板12、第一密封板22、第二密封板23和第三密封板24,确保环形导料板12、第一密封板22、第二密封板23和第三密封板24温度不低于从废石膏碎粒中蒸发的水蒸汽温度,从而进一步避免了水蒸气凝结成水珠。第二匀料板13上下振动时第一密封板22在支撑弹簧26作用下始终贴合在环形挡板14上表面,从而使得热空气只能从第一密封板22、第二匀料板13和环形挡板14之间的通道经过,增加了热空气的流速,提高了热空气对废石膏碎粒的干燥效果。第一密封板22在环形挡板14推力作用下向上移动时,环形导料板12、第一密封板22、第二密封板23和第三密封板24之间区域的体积减小,该区域内的导热油被挤压经油槽27流出,铜罐4外部的导热油增加,工作腔2内的空气经通气槽28排出。第一密封板22下表面转动安装有若干个与环形挡板14顶面滚动配合的滚球29,以减小第一密封板22与环形挡板14顶面之间的摩擦力,提高第一密封板22与环形挡板14的使用寿命。

第一匀料板11上表面滑动配合有若干个安装杆30。安装杆30上固定安装有第三磁铁块31。铜罐4内侧壁上沿安装轴7周向均匀固定安装有若干个第四磁铁块32。安装杆30上转动安装有安装轴33,安装轴33上均匀固定安装有若干个搅动板34。安装轴7转动过程中带动第一匀料板11转动,第一匀料板11带动安装杆30、第三磁铁块31、安装轴33和搅动板34同步转动。安装杆30、第三磁铁块31、安装轴33和搅动板34在离心力作用下向第一匀料板11边缘处滑动。当第三磁铁块31到达与第四磁铁块32对应的位置时,二者之间产生互斥力,通过该互斥力作用推动安装杆30、第三磁铁块31、安装轴33和搅动板34向安装轴7滑动;随着安装轴7持续转动,安装杆30、第三磁铁块31、安装轴33和搅动板34周期性地远离和靠近安装轴7。上述过程中,热空气的流动推动搅动板34和安装轴33转动,搅动板34对第一匀料板11上的废石膏碎粒起到搅动的作用,使得废石膏碎粒与空气充分接触,进一步提高了干燥的效果。

本实施例中工业固体废物处理装置的工作过程如下:通过加热棒5对铜罐4外侧壁和工作腔2内侧壁之间的导热油进行加热,通过导热油将热量传递到铜罐4上,通过铜罐4将热量传递到铜罐4内部的空气中。对铜罐4的温度进行测量,当铜罐4温度恒定时,通过铜罐4顶部开口向铜罐4内部加入废石膏碎粒。进入铜罐4内部加的废石膏碎粒下落至第一匀料板11上表面。通过驱动电机6带动安装轴7转动,安装轴7带动第一匀料板11、第二匀料板13和叶片10同步转动。叶片10转动过程中从铜罐4内吸气,工作罐1外部的空气通过通槽9进入铜罐4内被加热成热空气。第一匀料板11转动时,第一匀料板11上表面的废石膏碎粒在离心力作用下向第一匀料板11边缘处滑动并最终脱离第一匀料板11;在此过程中,废石膏碎粒与铜罐4内的热空气接触,通过热空气对废石膏碎粒进行干燥。脱离第一匀料板11后的废石膏碎粒落至环形导料板12上表面并沿着环形导料板12上表面向下滑动。废石膏碎粒脱离环形导料板12后下落至第二匀料板13上表面。第二匀料板13转动时,第二匀料板13上表面的废石膏碎粒在离心力作用下向外层环形挡板14处滑动。废石膏碎粒贴合到环形挡板14内侧壁后沿着环形挡板14内侧壁周向滑动,并穿过缺口15向更外层的环形挡板14处滑动,直至滑至第二匀料板13边缘处滑动。废石膏碎粒脱离第二匀料板13后下落至工作腔2底面并滑落至通槽9处,最终通过通槽9离开铜罐4内部;上述过程中,废石膏碎粒始终与热空气接触,通过热空气对废石膏碎粒进行干燥。从废石膏碎粒中蒸发的水蒸气最终从铜罐4顶部排出。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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