權(quán)利要求

1.制備礦渣棉的方法，其特征在于：包括以下制備步驟：

步驟一、廢催化劑回收利用項(xiàng)目產(chǎn)生的次生危廢物料，經(jīng)過烘干、破碎、混料、造球預(yù)處理工序，制成球團(tuán)Ⅰ；廢催化劑熱解項(xiàng)目產(chǎn)生的碳化渣直接制成球團(tuán)Ⅱ；

步驟二、將球團(tuán)Ⅰ、球團(tuán)Ⅱ、天然礦石、焦炭分別加入料倉，經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)輸送至稱重料倉，經(jīng)配伍后投入豎式爐內(nèi)，高溫熔化后離心成綿，得到棉纖維，收集在集棉室；

步驟三、將步驟二得到棉纖維經(jīng)擺錘打褶加壓后在固化爐中進(jìn)行固化；

步驟四、將步驟三固化后的到的產(chǎn)品根據(jù)需求進(jìn)行切割，包裝制成礦渣棉板。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備礦渣棉的方法，其特征在于：步驟二中的球團(tuán)Ⅰ、球團(tuán)Ⅱ、天然礦石、焦炭的重量份數(shù)分別為球團(tuán)Ⅰ8~12份、球團(tuán)Ⅱ15~25份、天然礦石47~55份、焦炭16~22份。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備礦渣棉的方法，其特征在于：步驟二中的天然礦石包括玄武巖和石灰石，玄武巖和石灰石的質(zhì)量比為1.9:1~2.3:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備礦渣棉的方法，其特征在于：玄武巖包括以下質(zhì)量份數(shù)的各組份：SiO2 45~52份、Al2O310~15份、CaO 4~10份、MgO 4~10份、FeO/ Fe2O3 3-11份、燒失量2~18份；石灰石包括以下質(zhì)量份數(shù)的各組份：SiO2 0.8~1份、Al2O30.8~1份、CaO 48~55.2份、MgO 0.6~1.2份、FeO/ Fe2O3 0.6~1.2份、燒失量38~42份。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備礦渣棉的方法，其特征在于：集棉室、固化爐中的廢氣中含有有機(jī)物，經(jīng)除濕除塵后送入高低溫?fù)Q熱器換熱升溫，通入豎式爐做助燃風(fēng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備礦渣棉的方法，其特征在于：豎式爐內(nèi)排除的爐渣、離心成棉過程產(chǎn)生的渣球可與次生危廢物料進(jìn)行混料配伍。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備礦渣棉的方法，其特征在于：切割工序產(chǎn)生的切邊廢料、粉塵均可重新加入豎式爐熔融噴吹成棉。

8.根據(jù)權(quán)利要求1~7任意一項(xiàng)所述的一種礦渣棉生產(chǎn)過程中廢物的利用方法，其特征在于：豎式爐煙氣排放口與二燃室連接，豎式爐內(nèi)煙氣進(jìn)入二燃室繼續(xù)燃燒，二燃室煙氣排放口與高低溫?fù)Q熱器連接，二燃室燃燒后排放的高溫?zé)釤煔庀冗M(jìn)入高溫?fù)Q熱器換熱元件，與進(jìn)入高溫?fù)Q熱器的豎式爐助燃風(fēng)換熱后，被加熱的助燃風(fēng)進(jìn)入豎式爐；高溫?fù)Q熱元件出來的煙氣進(jìn)入低溫?fù)Q熱元件，與進(jìn)入低溫?fù)Q熱器的固化爐助燃風(fēng)熱交換，被加熱的助燃風(fēng)進(jìn)入固化爐燃燒室，低溫?fù)Q熱元件出來的煙氣進(jìn)入煙氣處理系統(tǒng)后外排。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的礦渣棉生產(chǎn)過程中廢物的利用方法，其特征在于：豎式爐排放煙氣溫度為100~140℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的礦渣棉生產(chǎn)過程中廢物的利用方法，其特征在于：高溫?fù)Q熱器換熱后的高溫?zé)犸L(fēng)溫度為400~550℃，低溫?fù)Q熱器換熱后的低溫?zé)犸L(fēng)溫度為220~350℃。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于危險(xiǎn)廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及制備礦渣棉的方法及其生產(chǎn)過程中廢物的利用方法。

背景技術(shù)

廢催化劑回收利用后的浸出渣、濾渣、水處理污泥等及熱解殘?jiān)?jīng)造球后，與天然礦石進(jìn)行配伍，加入豎式爐內(nèi)離心成棉，制成保溫隔熱礦渣棉材料。豎式爐廢氣經(jīng)二燃室燃燒處理后，經(jīng)高低溫?fù)Q熱器預(yù)熱豎式爐助燃風(fēng)及固化爐燃燒室助燃風(fēng)，有效降低系統(tǒng)能耗；低溫?zé)煔饨?jīng)煙氣處理系統(tǒng)后達(dá)標(biāo)排放；離心機(jī)廢氣與固化爐廢氣經(jīng)除濕后進(jìn)入高低溫?fù)Q熱器升溫做為助燃風(fēng)，有效減少有機(jī)廢氣排放；系統(tǒng)產(chǎn)生的渣球、切邊廢料、收集粉塵重新通過上料系統(tǒng)投入豎式爐內(nèi)熔融、離心成綿，有效降低固體廢物排放。

現(xiàn)有工藝多采用水泥窯協(xié)同處置本發(fā)明所列危險(xiǎn)廢物。但水泥窯協(xié)同處置成本較高，增加了企業(yè)的運(yùn)行成本，且不能有效利用熱解渣中的殘余熱值，是一種能源上的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備礦渣棉的方法及其生產(chǎn)過程中廢物的利用方法，對(duì)危險(xiǎn)廢物進(jìn)行配伍、熔融、離心成綿，最終制成建筑用保溫材料。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種制備礦渣棉的方法，包括以下制備步驟：

步驟一、廢催化劑回收利用項(xiàng)目產(chǎn)生的次生危廢物料，經(jīng)過烘干、破碎、混料、造球預(yù)處理工序，制成球團(tuán)Ⅰ；廢催化劑熱解項(xiàng)目產(chǎn)生的碳化渣直接制成球團(tuán)Ⅱ；

步驟二、將球團(tuán)Ⅰ、球團(tuán)Ⅱ、天然礦石、焦炭分別加入料倉，經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)輸送至稱重料倉，經(jīng)配伍后投入豎式爐內(nèi)，高溫熔化后離心成綿，得到棉纖維，收集在集棉室；

步驟三、將步驟二得到棉纖維經(jīng)擺錘打褶加壓后在固化爐中進(jìn)行固化；

步驟四、將步驟三固化后的到的產(chǎn)品根據(jù)需求進(jìn)行切割，包裝制成礦渣棉板。

進(jìn)一步的，步驟二中的球團(tuán)Ⅰ、球團(tuán)Ⅱ、天然礦石、焦炭的重量份數(shù)分別為球團(tuán)Ⅰ8~12份、球團(tuán)Ⅱ15~25份、天然礦石47~55份、焦炭16~22份。

進(jìn)一步的，步驟二中的天然礦石包括玄武巖和石灰石，玄武巖和石灰石的質(zhì)量比為1.9:1~2.3:1。

進(jìn)一步的，玄武巖包括以下質(zhì)量份數(shù)的各組份：SiO2 45~52份、Al2O310~15份、CaO4~10份、MgO 4~10份、FeO/ Fe2O3 3-11份、燒失量2~18份；石灰石包括以下質(zhì)量份數(shù)的各組份：SiO2 0.8~1份、Al2O30.8~1份、CaO 48~55.2份、MgO 0.6~1.2份、FeO/ Fe2O3 0.6~1.2份、燒失量38~42份。

進(jìn)一步的，集棉室、固化爐中的廢氣中含有有機(jī)物，經(jīng)除濕除塵后送入高低溫?fù)Q熱器換熱升溫，通入豎式爐做助燃風(fēng)。

進(jìn)一步的，豎式爐內(nèi)排除的爐渣、離心成棉過程產(chǎn)生的渣球可與次生危廢物料進(jìn)行混料配伍。

進(jìn)一步的，切割工序產(chǎn)生的切邊廢料、粉塵均可重新加入豎式爐熔融噴吹成棉。

一種礦渣棉生產(chǎn)過程中廢物的利用方法，豎式爐煙氣排放口與二燃室連接，豎式爐內(nèi)煙氣進(jìn)入二燃室繼續(xù)燃燒，二燃室煙氣排放口與高低溫?fù)Q熱器連接，二燃室燃燒后排放的高溫?zé)釤煔庀冗M(jìn)入高溫?fù)Q熱器換熱元件，與進(jìn)入高溫?fù)Q熱器的豎式爐助燃風(fēng)換熱后，被加熱的助燃風(fēng)進(jìn)入豎式爐；高溫?fù)Q熱元件出來的煙氣進(jìn)入低溫?fù)Q熱元件，與進(jìn)入低溫?fù)Q熱器的固化爐助燃風(fēng)熱交換，被加熱的助燃風(fēng)進(jìn)入固化爐燃燒室，低溫?fù)Q熱元件出來的煙氣進(jìn)入煙氣處理系統(tǒng)后外排。

進(jìn)一步的，豎式爐排放煙氣溫度為100~140℃。

進(jìn)一步的，高溫?fù)Q熱器換熱后的高溫?zé)犸L(fēng)溫度為400~550℃，低溫?fù)Q熱器換熱后的低溫?zé)犸L(fēng)溫度為220~350℃。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的危險(xiǎn)廢物綜合利用方法，對(duì)廢催化劑會(huì)用后次生危廢及熱解渣進(jìn)行利用，這些危險(xiǎn)廢物經(jīng)造球、配伍后與礦石投入豎式爐內(nèi)熔融-離心-成棉，可制成礦渣棉產(chǎn)品。本發(fā)明通過二燃室-高低溫?fù)Q熱系統(tǒng)對(duì)豎式爐及固化爐助燃風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，有效降低焦炭消耗10%-20%，天然氣消耗5%-10%。集棉室及固化爐系統(tǒng)收集的有機(jī)廢氣經(jīng)除濕后進(jìn)入高低溫?fù)Q熱系統(tǒng)預(yù)熱，分別送入豎式爐及固化爐燃燒室做為助燃風(fēng)，能有效降低有機(jī)廢氣的排放。離心系統(tǒng)產(chǎn)生的渣球、剪切系統(tǒng)收集粉塵及切邊廢料重新通過上料系統(tǒng)投入爐內(nèi)做為礦渣棉原料使用，能有效降低固體廢棄物排放。本發(fā)明的系統(tǒng)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，節(jié)約能源，不僅可以實(shí)現(xiàn)資源再生，大大降低危險(xiǎn)廢物焚燒企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，還能生產(chǎn)出合格的礦渣棉產(chǎn)品，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的制備工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例加以詳細(xì)說明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

結(jié)合附圖，一種制備礦渣棉的方法，包括以下制備步驟：

步驟一、廢催化劑回收利用項(xiàng)目產(chǎn)生的浸出渣、水處理污泥、收集粉塵等次生危廢物料，經(jīng)過烘干、破碎、混料、造球預(yù)處理工序，制成球團(tuán)Ⅰ；廢催化劑熱解項(xiàng)目產(chǎn)生的碳化渣直接制成球團(tuán)Ⅱ；熱解殘?jiān)瞥傻那驁F(tuán)Ⅱ有一定的熱值，約3000大卡/公斤，入爐燃燒可提供熱量，降低焦炭消耗，同時(shí)燃燒后殘?jiān)鼮榈V渣棉有效成分，可做為配伍成分熔融進(jìn)玻璃體中；

步驟二、將球團(tuán)Ⅰ、球團(tuán)Ⅱ、天然礦石、焦炭分別加入料倉，經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)輸送至稱重料倉，經(jīng)配伍后通過斗式提升機(jī)、皮帶輸送機(jī)投入豎式爐內(nèi)，球團(tuán)Ⅰ、球團(tuán)Ⅱ經(jīng)過配伍后送入豎式爐熔融成玻璃體，高溫熔化后離心成綿，得到棉纖維，收集在集棉室；豎式爐排放煙氣溫度在100~140℃，含未燃燒完全的CO，進(jìn)入二燃室燃燒后熱煙氣通過高低溫?fù)Q熱器進(jìn)行熱交換，低溫?fù)Q熱器出來的廢煙氣經(jīng)脫硝-除塵-脫硫后排放；

高溫?fù)Q熱器換熱后的高溫?zé)犸L(fēng)溫度為：400~550℃，經(jīng)助燃風(fēng)機(jī)通入豎式爐內(nèi)，高溫?zé)犸L(fēng)可有效降低焦炭消耗，且在400~550℃下，助燃風(fēng)中氧活性較高，能提高燃燒反應(yīng)速率，能降低焦炭消耗5~15%;

低溫?fù)Q熱器換熱后的低溫?zé)犸L(fēng)溫度為：220~350℃，經(jīng)助燃風(fēng)機(jī)通入固化爐燃燒室，用于天然氣助燃，可有效降低天然氣消耗5%-10%；

二燃室熱煙氣經(jīng)換熱后分別進(jìn)入高溫?fù)Q熱器換熱和低溫?fù)Q熱器換熱能有效降低系統(tǒng)能耗；

步驟三、將步驟二得到棉纖維經(jīng)擺錘打褶加壓后在固化爐中進(jìn)行固化；

步驟四、將步驟三固化后的到的產(chǎn)品根據(jù)需求進(jìn)行切割，包裝制成礦渣棉板。

進(jìn)一步的，步驟二中的球團(tuán)Ⅰ、球團(tuán)Ⅱ、天然礦石、焦炭的重量份數(shù)分別為球團(tuán)Ⅰ8~12份、球團(tuán)Ⅱ15~25份、天然礦石47~55份、焦炭16~22份。

進(jìn)一步的，步驟二中的天然礦石包括玄武巖和石灰石，玄武巖和石灰石的質(zhì)量比為1.9:1~2.3:1。

進(jìn)一步的，玄武巖包括以下質(zhì)量份數(shù)的各組份：SiO2 45~52份、Al2O310~15份、CaO4~10份、MgO 4~10份、FeO/ Fe2O3 3-11份、燒失量2~18份；石灰石包括以下質(zhì)量份數(shù)的各組份：SiO2 0.8~1份、Al2O30.8~1份、CaO 48~55.2份、MgO 0.6~1.2份、FeO/ Fe2O3 0.6~1.2份、燒失量38~42份。

進(jìn)一步的，集棉室、固化爐中的廢氣中含有有機(jī)物，經(jīng)除濕除塵后送入高低溫?fù)Q熱器換熱升溫，通入豎式爐做助燃風(fēng)，可有效減少有機(jī)廢氣排放；

進(jìn)一步的，豎式爐內(nèi)排除的爐渣、離心成棉過程產(chǎn)生的渣球可與次生危廢物料進(jìn)行混料配伍；切割工序產(chǎn)生的切邊廢料、粉塵均可重新加入豎式爐熔融噴吹成棉，可以有效降低固體廢棄物排放。

一種礦渣棉生產(chǎn)過程中廢物的利用方法，豎式爐煙氣排放口與二燃室連接，豎式爐內(nèi)煙氣進(jìn)入二燃室繼續(xù)燃燒，二燃室煙氣排放口與高低溫?fù)Q熱器連接，二燃室燃燒后排放的高溫?zé)釤煔庀冗M(jìn)入高溫?fù)Q熱器換熱元件，與進(jìn)入高溫?fù)Q熱器的豎式爐助燃風(fēng)換熱后，被加熱的助燃風(fēng)進(jìn)入豎式爐；高溫?fù)Q熱元件出來的煙氣進(jìn)入低溫?fù)Q熱元件，與進(jìn)入低溫?fù)Q熱器的固化爐助燃風(fēng)熱交換，被加熱的助燃風(fēng)進(jìn)入固化爐燃燒室，低溫?fù)Q熱元件出來的煙氣進(jìn)入煙氣處理系統(tǒng)后外排。

實(shí)施例1

一種制備礦渣棉的方法，包括以下步驟：

（1）廢催化劑回收利用項(xiàng)目產(chǎn)生的次生危廢物料，經(jīng)過烘干、破碎、混料、造球預(yù)處理工序，制成球團(tuán)Ⅰ，球團(tuán)Ⅰ主要成分表見表1；廢催化劑熱解項(xiàng)目產(chǎn)生的碳化渣直接制成球團(tuán)Ⅱ，球團(tuán)Ⅱ首尾發(fā)熱量見表2，球團(tuán)Ⅱ灰分主要成分見表3；

表1 球團(tuán)Ⅰ主要成分表

表2球團(tuán)Ⅱ發(fā)熱量

表3球團(tuán)Ⅱ灰分主要成分表

步驟二、將球團(tuán)Ⅰ、球團(tuán)Ⅱ、天然礦石、焦炭分別加入料倉，經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)輸送至稱重料倉，經(jīng)配伍后通過斗式提升機(jī)、皮帶輸送機(jī)投入豎式爐內(nèi)，球團(tuán)Ⅰ、球團(tuán)Ⅱ經(jīng)過配伍后送入豎式爐熔融成玻璃體，高溫熔化后離心成綿，得到棉纖維，收集在集棉室；豎式爐排放煙氣溫度在100~140℃，含未燃燒完全的CO，進(jìn)入二燃室燃燒后熱煙氣通過高低溫?fù)Q熱器進(jìn)行熱交換，低溫?fù)Q熱器出來的廢煙氣經(jīng)脫硝-除塵-脫硫后排放；

高溫?fù)Q熱器換熱后的高溫?zé)犸L(fēng)溫度為：400~550℃，經(jīng)助燃風(fēng)機(jī)通入豎式爐內(nèi)，高溫?zé)犸L(fēng)可有效降低焦炭消耗，且在400~550℃下，助燃風(fēng)中氧活性較高，能提高燃燒反應(yīng)速率，能降低焦炭消耗5~15%;

低溫?fù)Q熱器換熱后的低溫?zé)犸L(fēng)溫度為：220~350℃，經(jīng)助燃風(fēng)機(jī)通入固化爐燃燒室，用于天然氣助燃，可有效降低天然氣消耗5%-10%；

步驟三、將步驟二得到棉纖維經(jīng)擺錘打褶加壓后在固化爐中進(jìn)行固化；

步驟四、將步驟三固化后的到的產(chǎn)品根據(jù)需求進(jìn)行切割，包裝制成礦渣棉板。

步驟二中的球團(tuán)Ⅰ、球團(tuán)Ⅱ、天然礦石、焦炭的重量份數(shù)分別為球團(tuán)Ⅰ8~12份、球團(tuán)Ⅱ15~25份、天然礦石47~55份、焦炭16~22份。

步驟二中的天然礦石包括玄武巖和石灰石，玄武巖和石灰石的質(zhì)量比為1.9:1~2.3:1。玄武巖包括以下質(zhì)量份數(shù)的各組份：SiO2 45~52份、Al2O310~15份、CaO 4~10份、MgO4~10份、FeO/ Fe2O3 3-11份、燒失量2~18份；石灰石包括以下質(zhì)量份數(shù)的各組份：SiO2 0.8~1份、Al2O30.8~1份、CaO 48~55.2份、MgO 0.6~1.2份、FeO/ Fe2O3 0.6~1.2份、燒失量38~42份;其中，燒失量主要為礦石里邊的一些水分、硫、或者是碳酸鹽分解出來的二氧化碳。

進(jìn)一步的，集棉室、固化爐中的廢氣中含有有機(jī)物，經(jīng)除濕除塵后送入高低溫?fù)Q熱器換熱升溫，通入豎式爐做助燃風(fēng)，可有效減少有機(jī)廢氣排放；

進(jìn)一步的，豎式爐內(nèi)排除的爐渣、離心成棉過程產(chǎn)生的渣球可與次生危廢物料進(jìn)行混料配伍；切割工序產(chǎn)生的切邊廢料、粉塵均可重新加入豎式爐熔融噴吹成棉，可以有效降低固體廢棄物排放。

一種礦渣棉生產(chǎn)過程中廢物的利用方法，豎式爐煙氣排放口與二燃室連接，豎式爐內(nèi)煙氣進(jìn)入二燃室繼續(xù)燃燒，二燃室煙氣排放口與高低溫?fù)Q熱器連接，二燃室燃燒后排放的高溫?zé)釤煔庀冗M(jìn)入高溫?fù)Q熱器換熱元件，與進(jìn)入高溫?fù)Q熱器的豎式爐助燃風(fēng)換熱后，被加熱的助燃風(fēng)進(jìn)入豎式爐；高溫?fù)Q熱元件出來的煙氣進(jìn)入低溫?fù)Q熱元件，與進(jìn)入低溫?fù)Q熱器的固化爐助燃風(fēng)熱交換，被加熱的助燃風(fēng)進(jìn)入固化爐燃燒室，低溫?fù)Q熱元件出來的煙氣進(jìn)入煙氣處理系統(tǒng)后外排。

利用本方法，取公司廢催化劑回收項(xiàng)目次生危廢及熱解渣進(jìn)行配伍，熔融離心成棉，結(jié)果如下：

（1）能夠離心生產(chǎn)出合格的礦渣棉產(chǎn)品，產(chǎn)品導(dǎo)熱系數(shù)0.041W/m·K；

（2）經(jīng)高溫?fù)Q熱器出來的助燃風(fēng)溫度能達(dá)到480℃，低溫?fù)Q熱器出來的助燃風(fēng)溫度230℃；

（3）豎式爐系統(tǒng)焦炭消耗相比其它方法由330Kg/t產(chǎn)品降至300Kg/t產(chǎn)品。

（4）固化爐燃燒室天然氣消耗相比其他方法由23m3/t產(chǎn)品降至21m3/t產(chǎn)品。

運(yùn)行成本消耗對(duì)比：

（1）能耗成本對(duì)比

利用本方法能有效降低焦炭消耗5%~15%，則噸產(chǎn)品節(jié)省焦炭消耗15~45Kg，折合30~90元；降低天然氣消耗5%~10%，則噸產(chǎn)品節(jié)省天然氣消耗1.5~3m3，折合4.5~9元。

（2）委外處置成本對(duì)比

一般危險(xiǎn)廢物協(xié)同處置費(fèi)用按照2000元/噸計(jì)算。

采用本方法后，成本約1400元/噸產(chǎn)品，同時(shí)能生產(chǎn)3萬噸合格的礦渣棉產(chǎn)品，有極大的經(jīng)濟(jì)效益。

因此，該方法的成功實(shí)施，可為危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生單位減輕委外處置壓力，擴(kuò)展產(chǎn)業(yè)鏈，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，僅僅參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。

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