CN117819839A - 一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料工艺及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料工艺及其装置，工艺步骤如下：1)将电石渣、石灰和分散剂进行混合；2)送至消化单元进行初反应；3)熟化、扬散后得到半成品；4)分选；5)分装储存；6)废气除尘，水蒸气经冷凝后进入水膜吸收塔吸收氨氮成分，超细尘回送到消化单元参与反应。装置包括依次连接的混料单元、消化单元、熟化器、风选机、成品仓和储罐分装单元，所述消化单元和熟化器之间、选粉机和成品仓之间分别设有散粉提升机。本发明将电石渣和石灰充分混合，在消化设备利用原料反应自生成的热量排除大量水分，并利用石灰吸收部分水分，最后通过选粉机筛选出高质量93％纯度低镁低硅低氨氮的氢氧化钙。

Description

一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料工艺及其装置

技术领域

本发明属于氢氧化钙制备技术领域，具体涉及一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料工艺及其装置。

背景技术

电石渣是工业电石(CaC₂)生产乙炔气时产生的废渣，其主要成分为氢氧化钙，还含有硅、镁、铝、铁等金属的氧化物、氢氧化物和少量的硫化物、磷化物以及乙炔气渣浆，其流动性大，碱性高，pH值在12以上,是重点污染源。

目前使用电石渣作为氢氧化钙的代替物是其主要处理方式，例如大部分电石渣直接填埋使用(修路、基建等)，少部分经过工业提纯。

为了能更好的处理电石渣，本领域技术人员想到了利用电石渣生产氢氧化钙，变废为宝，例如中国专利局2021年12月10日公开的，公开号为CN113772705A，名称为一种电石渣脱水制备氢氧化钙生产系统及其生产工艺的发明专利技术，其包括料斗、料斗Ⅱ、复合破碎机、陈化仓、选粉机、优等品成品仓、渣仓、料斗Ⅲ、配料仓、皮带机Ⅱ和磨粉机，所述料斗的出料口连接有皮带称Ⅰ，料斗Ⅱ的出料口连接有皮带称Ⅱ，复合破碎机出料口和搅拌机进料口相连，搅拌机出料口连接有提升机Ⅰ，提升机Ⅰ出料口与陈化仓进料口相连，陈化仓出料口连接有皮带机Ⅰ，皮带机Ⅰ出料口连接有提升机Ⅱ，提升机Ⅱ出料口与选粉机进料口相连；上述技术利用少量的氧化钙和电石渣进行处理，烘干电石渣水分的同时水解氧化钙制备氢氧化钙，但是上述技术中电石渣只是作为辅料添加20％左右，最终制得的氢氧化钙产品纯度难以达到90％，还会含有大量的氨氮成分，带有刺鼻味道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料工艺及其装置，其以电石渣为主要生产原料辅助部分石灰及其他配料，生产高纯度低镁低硅低氨氮的氢氧化钙。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

即一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料工艺，其特征在于步骤如下：

1)将电石渣、石灰和分散剂进行混合形成混合料，电石渣：石灰：分散剂的质量比为5-7：3-2：0.5-2；

2)将混合料送至消化单元进行初反应；

3)消化单元排出的物料进入熟化器，经熟化、扬散后得到半成品；

4)半成品经过选粉机进行分选，分别进入对应的成品仓；

5)对成品仓内的物料进行分装储存；

6)步骤2)、步骤3)、步骤4)产生的废气经过除尘器除尘后，废气中的水蒸气经冷凝后进入水膜吸收塔吸收氨氮成分，除尘器分离的超细尘通过管路回送到消化单元参与反应。

进一步的，本发明的步骤1)中，分别检测电石渣和石灰中的钙含量以及水分含量，调整电石渣和石灰的投放量，使得混合料中的钙含量保持稳定。

一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料装置，其特征在包括依次连接的混料单元、消化单元、熟化器、风选机、成品仓和储罐分装单元，所述消化单元和熟化器之间、选粉机和成品仓之间分别设有散粉提升机。

进一步的，本发明的混料单元包括石灰仓、电石渣仓、辅料仓和混料绞龙，所述石灰仓的下方设有第一计量绞龙，电石渣仓的下方设有磁选机，磁选机的下方设有皮带秤，皮带秤的出料端与散粉提升机的进料口连接，辅料仓的下方设有第二计量绞龙，第一计量绞龙、第二计量绞龙和散粉提升机的出料端均位于混料绞龙的进料口上方，所述石灰仓和电石渣仓的内部下方分别设有土壤含水量传感器，第一计量绞龙和散粉提升机的出料口处分别设有钙含量检测装置。

本发明的土壤含水量传感器优选设置在石灰仓和电石渣仓的底部出料口处，其为现有技术成熟市售产品，优选但不限于采用邯郸鼎睿HA2001土壤含水量传感器。

进一步的，本发明的钙含量检测装置包括反应釜，反应釜的一侧设有丝杠，丝杠上设有滑块，丝杠的一端通过联轴器与第一电机连接，反应釜的上部两侧设有取样口，往复主轴穿过一侧的取样口进入反应釜内部，其后端通过滑块卡环与滑块连接，前端与取样器连接，取样器正对反应釜的另一个取样口，所述往复主轴位于反应釜外的轴上设有主轴齿轮，主轴齿轮下方设有第二电机，第二电机的输出轴上设有第二电机齿轮，主轴齿轮和第二电机齿轮啮合，所述取样器包括取样勺和勺柄，勺柄通过销轴铰接在往复主轴的前端，勺柄末端的上方设有第一压力传感器，所述反应釜的底部设有第二压力传感器，滑块卡环的两侧分贝设有第一限位传感器和第二限位传感器，反应釜内底部设有电磁搅拌装置，电磁搅拌装置包括电磁发生器和电磁搅拌块，反应釜下部一侧设有钙离子传感器，反应釜的一侧设有上水管，上水管与计量水泵连接。

本发明的钙含量检测装置每五分钟，通过取样器收集一次样品，取样勺的取样口处设置挡板，取样勺的上端面和挡板的下端面齐平，即每次取样勺进入反应釜内部时，挡板会把取样勺内的物料刮平，保证每次采集的物料重量相差不会过大。

上述挡板可以单独设置，也可以使用取样口的上沿来代替。

本发明的滑块卡环为环状结构，包括其外缘端面设有内凹的卡槽，滑块上端卡入卡槽中，滑块与两侧的卡槽内侧壁之间设有止推轴承，通过上述设置，滑块左右滑动时，可以带动滑块卡环和往复主轴左右往复运动，当第二电机通过第二电机齿轮和主轴齿轮带动往复主轴转动时，滑块不会随之转动。

本发明钙含量检测装置的工作原理如下：

通过第一电机转动丝杠，滑块带动往复主轴、取样器收回，通过第一压力传感器记录取样勺内的样本重量，通过第二电机转动往复主轴和取样器，将样品抖入反应釜，通过上水管、计量水泵向反应釜中加水，反应釜中电磁转子搅拌，充分反应溶解后，钙离子传感器读取溶液中钙离子浓度。

本发明的钙离子传感器优选但不限于采用杭州凯米斯物联传感科技有限公司生产的GA-406-A在线钙离子传感器。

本发明的第一计量绞龙和第二计量绞龙均为现有技术成熟市售的双螺旋计量绞龙，皮带秤为现有技术成熟市售的产品。第一计量绞龙、第二计量绞龙和皮带秤可以自动读取物料的质量信息。

本发明的电石渣存储在电石渣仓中，经过磁选机选出其中的磁性材料以及大块的铁，进过皮带秤称量后进入散粉提升机，初步使其松散，进入混料绞龙；石灰存储在石灰仓中，经过第一称重绞龙称量后进入混料绞龙；辅料柠檬酸钠存储在辅料仓中，通过第二计量绞龙进入混料绞龙。

本发明的主要原料为电石渣和石灰(氧化钙粉末)。石灰的生产是极难控制其质量的，同一座山上不同位置的高钙石，其钙含量会波动，煤炭的热值和含硫也会较大波动，烧制过程中时间的控制和温度的控制同样难以控制，电石渣也具备同样的特性，因为是其源头工厂的副产品，所以并不会刻意的去调控其质量，压滤机的型号和压滤时间的不同会导致其含水量波动较大，同时工艺的些微差别和原料的供应又会影响电石渣的氢氧化钙含量。两种钙含量和水分波动较大的原料如果按照固定配比进行搭配，会导致产品质量的严重波动。本发明通过钙含量检测装置分别检测电石渣和石灰的钙含量，再结合检测电石渣和石灰的水分，实时调整电石渣和石灰的添加比例，使进入混料绞龙的混合物料的钙含量维持在工艺要求的范围内(78-85％)，实现产品的稳定性。

进一步的，本发明的散粉提升机的上部设有倾斜的出料口，出料口与提升机壳体之间夹角为20-40°，出料口包括出料口顶板、出料口底板和两个出料口侧板，出料口内部设置振动装置，振动装置包括振动壳体，振动壳体包括一个振动壳体底板和两个振动壳体侧板，振动壳体底板的底部设有振动电机，两个振动壳体侧板之间设有多个波浪板，波浪板将振动壳体分隔为多个波浪形的沟槽，两个振动壳体侧板上端与出料口顶板之间通过弹簧减震器连接，即振动装置通过弹簧减震器悬空设置出料口内部，振动壳体底板的上端面、振动壳体侧板的内侧面和波浪板的两侧面分别设有不沾涂层。

本发明的弹簧减震器为现有技术成熟市售产品，优选但不限于采用弹簧减震器MD型，其既可以承担一定的物料重力，保持倾斜角度，又可以减少振动器带来的振动传导至整体壳体。

本发明的散粉提升机为现有技术产品，其采用弧底设计，内切提升机料斗的运动弧线，底部不积料，料斗的内表面附着不沾涂层，电石渣是含有水分的具备粘性的物料，为了达到输送物料更顺畅的目的，本发明对散粉提升机进行改进，出料口与提升机壳体之间夹角为比传统的散粉提升机更大，散粉提升机不仅具备提升物料功能，出料口设置振动装置还具备松散物料的功能，本发明的振动装置具有如下特点：

1)与出料口顶板采用弹簧减震器连接，保证振动装置的振动力尽可能少的传导至机器主体；

2)波浪式沟槽设计保证随着振动，沟槽内的物料结构松散，在振动装置尽头产生扬料效果；

3)振动电机整体附着在振动板的底部，使得振动力最直接的传导至振动壳体。

进一步的，本发明的消化单元包括上下多层依次串联的消化器，每层消化器包括壳体，壳体内设有双U无轴输送绞龙，壳体外设有与双U无轴输送绞龙连接的电机和减速机，每层消化器的壳体上设有多个温度传感器。

本发明的消化单元集搅拌混合、输送、初反应釜的功能为一体，其是由上、中、下三个消化器Z字形排列而成，三层消化器型号相同，流向不同，三层Z字形排列节省使用空间，同时三个消化器紧密排列，可以提高热量使用效率。

本发明的每层消化器内部采用现有技术成熟的双U无轴输送绞龙，原因如下：

1)因为初入消化单元的混合物粘性高含水量大，采用有轴设计容易堵塞，选用无轴设备不易堵塞；

2)双U设计，可以使得混合更加彻底，传送更加顺畅；

3)通过自带的变频器和减速机，可以方便的调节转速和输送速度；

4)双U螺旋设计会在中间两个螺旋交错处产生挤压力，更好的混合两种物料。

电石渣和石灰混合后会缓慢的放热，热量会积攒下来，随着温度的上升，混合物的反应会被加速，直到最剧烈的状态，产热和散热达到动态平衡，一旦反应最剧烈的位置发生在消化单元中，混合物随着水蒸气的不断排出，会发生流化现象，物理特性会变成类似流体，从而导致消化器堵塞，无法输送。

为了解决上述问题，本发明在每层消化器上设置多个温度传感器，时刻捕捉每层消化器内的反应温度，以此来判断原料反应最剧烈的位置，然后通过调节绞龙的转速使得其反应最剧烈的位置保持在第三消化器靠近出料口处。

本发明的温度传感器优选但不限于使用NTC热敏电阻温度传感器。温度传感器优选设置在每一层消化器的顶板上，时刻捕捉物料上方的气体温度，每一层检测到的温度独立判定，下层优先级高于中层，中层优先级高于上层。

消化单元内初反应的物料再通过散粉提升机进入熟化器，充分进行反应，此处散粉提升机的使得物料充分与空气接触，以便水蒸气逃逸。

进一步的，本发明的熟化器为三筒蒸发烘干器，每个滚筒的内侧设有弧度为70-110°的扬料板。

本发明的熟化器为现有技术的三筒蒸发烘干器，但是传统三筒蒸发烘干器的扬料板并不能适用于本技术，为此申请人对三个滚筒的扬料板进行了改进，扬料板的弧度达到将近70-110°，可以使得物料随着机器旋转接近顶部才会掉落并扬散，进一步的使得内部水汽挥发。

三筒蒸发烘干器在头(联通内层)、尾(联通外层)处设置两个排风口，与除尘除湿脱氮单元的第三除尘器连接，保证水汽的快速排出。

混合物在三筒蒸发烘干器内反应可以自发生成大量的热量，三筒蒸发烘干器采用三层设计，再加上较厚的外层钢板(16mm)，可以保证反应热量得到最充分的利用，内层、外层的热量传导向中层，使得中层反应最剧烈最彻底，最后在经过外层，可以使得成品含水低于0.5％。

三筒蒸发烘干器采用三层结构，物料依次经过内层、中层和外层，反应路径长，极大地增加了熟化阶段的反应时间，同时滚筒一体化，节约空间和能源。

本发明的物料经过熟化器后形成半成品，进入选粉机，选粉机为现有技术成熟的风选分离设备。

本发明的选粉机根据其分离功能，与对应数量的成品仓连接，根据要求，选粉机和成品仓还可以设置磨粉机，对分离的成品进一步研磨后进入成品仓。

例如本发明采用三分离选粉机时，对应3种成品仓，

1)选粉后325目以上的部分，是由超级粉(超过1000目，高比表面积的成分，是由电石渣烘干后自带的高质量产品)和反应非常充分石灰以及电石渣完全脱水的部分组成，纯度可达到93％，属于高标准产品，其选粉后直接进入第一成品仓，第一成品仓数量为4个；

2)100-325目的部分是由团聚状态的电石渣粉末以及未充分反应的石灰粉末组成，纯度可达到80％左右，经磨粉机研磨后进入第二成品仓，便于市场销售，第二成品仓数量为1个；

3)100目以下的部分是由电石渣中的废渣以及未烧透的石灰(钙石)组成，纯度可达到60％左右，直接进入第三成品仓，第三成品仓数量为1个。

进一步的，本发明的每个成品仓分别连接一个储罐分装单元，储罐分装单元包括4个分装料仓和一条分装绞龙，四个分装料仓紧密排列成“口”字形，分装绞龙位于4个分装料仓上方中部，分装绞龙与4个料仓之间通过分装管道连接，4条分装管道上分别设有电动蝶阀，其中两条分装管道位于分装绞龙下料口处下方。

本发明的储罐分装单元与成品仓之间设有散粉提升机，散粉提升机的出料口位于储罐分装单元的分装绞龙的进料口上方。

本发明各个工序的散粉提升机结构相同，即出料口处均设置振动装置。

进一步的，本发明的除尘除湿脱氮单元包括除尘单元和一个水膜吸收塔，除尘单元包括4个除尘器，第一除尘器与石灰仓、成品仓的出气口之间，第二除尘器与第三消化器的烟气出口之间、第三除尘器与熟化器的烟气出口之间、第四除尘器与磨粉机的烟气出口之间分别通过防堵塞气路连接，上述各个除尘器的排气口通过主排气管与水膜吸收塔连接，所述主排气管向水膜吸收塔方向倾斜向下，靠近水膜吸收塔处下方设有水膜吸收塔的储水罐，储水罐通过管路与主排气管连接，所述除尘器为塑烧板除尘器，所述塑烧板除尘器的底部设有积尘绞龙，积尘绞龙的出料口与混料绞龙的进料口连接。

本发明的主排气管长度较长，其不仅具有排气的功能，还兼具冷凝管的功能，其倾斜向下设置，冷凝水不会积存在管内。

本发明利用电石渣生产氢氧化钙，电石渣中还含有部分氮化钙，在反应过程中会产生部分氨气，因此本发明工艺中产生的气体具备温度高、水汽大、粉尘细、含氨氮等特性，本发明整个装置采用负压补气模式，流水线中所有的气体进入除尘除湿脱氮单元，除尘器采用现有技术市售的塑烧板除尘器，水膜吸收塔同样为现有技术常熟市售产品，除尘除湿脱氮单元可以承受120℃的气体温度，并且充分过滤水汽，收集超细粉并返回消化单元中，水汽冷凝后的冷凝水输送到水膜吸收塔中充分吸收氨氮成分，实现循环利用，环保。

本发明的第一除尘器处理石灰仓和成品仓装卸过程中产生的粉尘，第二除尘器用于处理第三消化器中产生的烟气，第三除尘器用于处理熟化器中产生的烟气，第四除尘器用于处理磨粉机研磨过程中产生的烟气。

所有的除尘器将除尘后的废气汇总到主排气管道中，经过冷凝进入水膜吸收塔，获得的冷凝水进入水膜吸收塔的储水罐，参与水膜吸收烟气中的氨气生成氨水，最终作为副产品对外出售，解决了水汽储存和排放问题。

传统工艺中，连接除尘设备和生产线的气路管道都是水平连接的，在高扬尘、高湿度、高温度的气路传输环境中，气路管道是极其容易堵塞的，而且堵塞后的清理工作也很难操作。本发明采用防堵塞气路解决了上述问题，

进一步的，本发明的防堵塞气路为向上弯折70-100°的弯管，弯管的底部设有多组高压喷吹嘴，每组高压喷吹嘴包括中高压喷吹嘴和两个侧高压喷吹嘴，中高压喷吹嘴位于弯管底部中心位置，其喷气口垂直于弯管的底部，两个侧高压喷吹嘴对称安装在中高压喷吹嘴的两侧，其喷气口指向弯管的侧壁。

本发明的防堵塞气路具有如下特点：

1)本发明的防堵塞气路采用向上弯折的弯管设计，大大减少了灰尘在上升过程中在管壁下方的累积；

2)定时对管壁下方残留的积尘进行高压扬尘吹气，进一步减少了灰尘在管壁下方的累积。

本发明的防堵塞气路中的高压喷气嘴为现有技术成熟市售产品，其采用自锁结构，不工作时管道密封，不影响吸尘效果，工作时高压喷气，快速开启快速闭合，同样不会对密闭环境造成影响。

本发明的防堵塞气路还可以在最容易积尘位置上方设置带自封的检修口，可定时对管道进行清理，最终解决了管道积尘堵塞的问题。

本发明具有如下优点：

1)通过检测电石渣和石灰的钙含量和水分，动态控制电石渣与石灰的投放比例，使得混合料的钙含量维持在工艺要求范围之内，使得最终制得的氢氧化钙的产品质量稳定；

2)电石渣的物理特性是泥状物，先通过散粉提升机出料口的振动装置使其松散，再添加分散剂，使得电石渣蓬松，使得电石渣与石灰混合的更加彻底；

3)消化单元设置温度传感器，使得反应最剧烈的位置保持在靠近消化单元的出料口处，消化单元不易堵塞；

4)消化单元初反应的混合物通过散粉提升机输送至熟化器，输送过程中混合物扬散，充分与空气接触，方便水蒸气逃逸；

5)整个装置采用负压补气模式，流水线中所有的气体进入除尘除湿脱氮单元，高效分离水汽和粉尘，水汽冷凝后进入水膜吸收塔参与氨气吸收，同时将分离的高质量的超细尘回送至消化单元，不仅环保，还提高了产品质量；

6)选粉后通过储罐分装单元可以实现快速分装，提高工作效率；

7)除尘器与对应设备之间采用防堵塞气路，不易堵塞。

本发明利用石灰遇水变成氢氧化钙并释放热量的原理，将电石渣和石灰充分混合，在消化设备利用原料反应自生成的热量排除大量水分，并利用石灰吸收部分水分，最后通过选粉机筛选出高质量93％纯度低镁低硅低氨氮的氢氧化钙，本发明将电石渣再利用，变废为宝，适用于能源费用较贵的市场型地市建厂使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明混料单元的结构示意图；

图3为本发明混料单元中钙含量检测装置的结构示意图；

图4为本发明混料单元中散粉提升机的结构示意图；

图5为图4中去除出料口侧面板后的A部放大结构示意图；

图6为图5中振动装置的立体结构示意图；

图7为本发明消化单元的结构示意图；

图8为消化单元中消化器的结构示意图；

图9为本发明熟化器的结构示意图；

图10为本发明熟化器的扬料板的立体结构示意图；

图11为本发明储罐分装单元的结构示意图；

图12为本发明除尘除湿脱氮单元的使用状态图；

图13为本发明除尘除湿脱氮单元的水膜吸收塔的结构示意图；

图14为本发明除尘除湿脱氮单元的防堵塞气路的结构示意图；

图15为图14中的B-B剖面结构示意图；

图16为本发明除尘除湿脱氮单元的除尘器的结构示意图。

如图中所示：1.混料单元；1-1.辅料仓；1-2.电石渣仓；1-3.石灰仓；1-4.磁选机；1-5.皮带秤；1-6.散粉提升机；1-6-1.出料口；1-6-2.振动装置；1-6-2-1.弹簧减震器；1-6-2-2.波浪板；1-6-2-3.振动壳体；1-6-2-4.振动电机；1-6-3.弧底；1-7.混料绞龙；1-8.第一计量绞龙；1-9.第二计量绞龙；1-10.土壤含水量传感器；1-11.钙含量检测装置；1-11-1.取样器；1-11-2.销轴；1-11-3.第一压力传感器；1-11-4.往复主轴；1-11-5.主轴齿轮；1-11-6.第一限位传感器；1-11-7.滑块卡环；1-11-8.滑块；1-11-9.第二限位传感器；1-11-10.丝杠；1-11-11.联轴器；1-11-12.第一电机；1-11-13.导向柱；1-11-14.第二电机；1-11-15.第二电机齿轮；1-11-16.钙离子传感器；1-11-17.反应釜；1-11-18.第二压力传感器；1-11-19.电磁转子；1-11-20.电磁发生器；1-11-21.排水阀；1-11-22.计量泵；2.消化单元；2-1.第一消化器；2-2.第二消化器；2-3.第三消化器；2-4.温度传感器；2-5.减速机；2-6.电机；2-7.双U无轴输送绞龙；3.散粉提升机；4.熟化器；4-1.进料口；4-2.内筒；4-3.中筒；4-4.外筒；4-5.扬料板；4-6.驱动装置；4-7.出料口；5.选粉机；6.磨粉机；7-1.第一成品仓；7-2.第二成品仓；7-3.第三成品仓；8.储罐分装单元；8-1.散粉提升机；8-2.输送管路；8-3.电动蝶阀；8-4.分装料仓；8-5.分装绞龙；9.除尘脱湿脱氮单元；9-1.除尘单元；9-1-1第一除尘器；9-1-1-1.风机；9-1-1-2.喷吹系统；9-1-1-3.塑烧板；9-1-1-4.积尘绞龙；9-1-2.第二除尘器；9-1-3.第三除尘器；9-1-4.第四除尘器；9-2水膜吸收塔；9-2-1.储水罐；9-3.主排气管；9-4.防堵塞气路；9-4-1.高压喷气嘴；9-4-2.检修口；9-4-3.高压管路。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图2所示：混料单元1的石灰仓1-3中盛装有石灰(85％含量，100目细度，数量为两个)，电石渣仓1-2中盛装有电石渣(数量为1个)，辅料仓1-1中盛装有柠檬酸钠(数量为1个)，石灰仓1-3和电石渣仓1-2的底部靠近出料口处分别设有4个土壤含水量传感器1-10(HA2001)，石灰仓1-3的下方设有第一计量绞龙1-8(双螺旋计量绞龙OGF35/OGF35S——φ350，精度<1％流量4-22m³/h)，第一计量绞龙1-8的出料口位于混料绞龙1-7的进料口的上方，电石渣仓1-2的下方设有磁选机1-4，磁选机1-4的出料口下方设有皮带秤1-5(ICS-1200-DT——带宽1200mm，计量能力50t/h，碳钢，精确度±0.5％～2％)，皮带秤1-5的出料端与散粉提升机1-6的进料口连接，散粉提升机1-6的出料口位于混料绞龙1-7的进料口的上方，辅料仓1-1的下方设有第二计量绞龙1-9(OGF35/OGF35S——φ100，精度<1％流量5m³/h)，第二计量绞龙1-9的出料口位于混料绞龙1-7的进料口的上方，第一计量绞龙1-8、散粉提升机1-6的出料口处设置钙含量检测装置1-11。

混料单元通过第一计量绞龙1-8、第二计量绞龙1-9和皮带秤1-5对石灰、电石渣、柠檬酸钠进行称重，通过土壤含水量传感器1-10实时监测电石渣和石灰的含水量，通过两个钙含量检测装置1-11分别检测石灰、电石渣中的钙含量。

如图3所示：钙含量检测装置1-11包括反应釜1-11-17，反应釜1-11-17的右侧设有水平的丝杠传动装置，丝杠1-11-10和导向柱1-11-13上设有滑块1-11-8，丝杠1-11-10的右端通过联轴器1-11-11与第一电机1-11-12连接，反应釜1-1-17的上部左右两侧设有位置对应的取样口，往复主轴1-11-4穿过右侧的取样口进入反应釜1-11-17内部，其后端通过滑块卡环1-11-6与滑块1-11-8连接，滑块卡环1-11-6为环状结构，其外缘端面设有内凹的卡槽，滑块1-11-8上端卡入卡槽中，滑块1-11-8与两侧的卡槽内侧壁之间设有止推轴承，往复主轴1-11-4位于反应釜1-11-17外的轴上设有主轴齿轮1-11-5，主轴齿轮1-11-5下方设有第二电机1-11-14，第二电机1-11-14的输出轴上设有第二电机齿轮1-11-5，主轴齿轮1-11-5和第二电机齿轮1-11-15啮合，往复主轴1-11-4前端与取样器1-11-1连接，取样器1-11-1连接正对左侧取样口，取样器1-11-1包括取样勺和勺柄，取样勺的上沿与左侧取样口的上沿齐平，勺柄通过销轴1-11-2铰接在往复主轴1-11-4的前端，勺柄末端的上方设有第一压力传感器1-11-3，反应釜1-11-17的底部设有第二压力传感器1-11-18，第一限位传感器1-11-6和第二限位传感器1-11-9分别设置在滑块卡环1-11-7的两侧，用于对往复主轴1-11-4往复运动进行限位，反应釜1-11-17内底部设有电磁搅拌装置，电磁搅拌装置包括电磁发生器1-11-20和电磁搅拌块1-11-19，反应釜1-11-17下部一侧设有钙离子传感器1-11-16(GA-406-A)，反应釜1-11-17的一侧设有上水管，上水管与计量水泵1-11-22连接。

钙含量检测装置1-11的工作流程如下：

接通电源，第一电机1-11-12正转，取样器1-11-1向左侧取样口运动，并探出反应釜1-11-17外，当滑块卡环1-11-7触发第一限位传感器1-11-6时，取样器1-11-1到达取样位置，同时第一电机1-11-12停止，开始取样，产品流入到取样器1-11-1的取样勺过程中，第一压力传感器1-11-3接收到信号，达到预设值后，第一压力传感器1-11-3发出信号，第一电机1-11-12开始反转，把取样器1-11-1送回到反应釜内，当滑块卡环1-11-7触发第二限位传感器1-11-9时，取样器1-11-1复位，第一电机1-11-12停止，同时第二电机1-11-14开始正转180度，带动取样器翻转并延时3秒，样品倒入反应釜1-11-17，此时反应釜1-11-17底部的第二压力传感器1-11-18接收到信号，联动到计量水泵1-11-22，开始加水，加水结束后，第二压力传感器1-11-18发出信号，电磁发生器1-11-20通电，电磁转子1-11-19开始搅拌，20分钟后搅拌结束，钙离子探针1-11-16开始检测，数值传送给中控，排水阀1-11-21打开放水，水放净后，再次触发第二压力传感器1-11-18，计量水泵1-11-122上水冲洗反应釜并排出，一个流程结束。

钙含量检测装置1-11每五分钟，通过取样器1-11-1收集一次样品，取样勺缩回时，左侧进料口上沿会把取样勺内的物料刮平，保证每次采集的物料重量相差不会过大(每勺0.5±0.1g)。

如图4、图5、图6所示：散粉提升机1-6的底部设置为弧底1-6-3，其上端出料口1-6-1与机体之间的夹角为20-40°，出料口1-6-1内部设置振动装置1-6-2，振动装置1-6-2的振动壳体1-6-2-3包括一个振动壳体底板和两个振动壳体侧板，振动壳体底板的底部设有振动电机1-6-2-4(MVE21N-MICRO三相380Vspm3000 0.03-0.07kw)，两个振动壳体侧板之间设有多个波浪板1-6-2-2，波浪板1-6-2-2将振动壳体1-6-2-3分隔为多个波浪形的沟槽，两个振动壳体侧板上端与出料口1-6-1的顶板之间通过MD型的弹簧减震器1-6-2-1连接，整个振动装置1-6-2通过弹簧减震器1-6-2-1悬空设置出料口1-6-1内部，振动壳体底板的上端面、振动壳体侧板的内侧面和波浪板1-6-2-2的两侧面分别设有不沾涂层。

散粉提升机1-6的出料口1-6-1内表面全部利用超音速喷枪做表面处理以保证表面摩擦系数小，整个振动装置1-6-2通过弹簧减震器1-6-2-1悬空设置出料口1-6-1内部，振动电机1-6-2-4整体附着在振动装置1-6-2的底部，保证振动力尽可能少的传导至机器主体。振动装置1-6-2采用波浪式沟槽设计以保证随着振动，沟槽内的物料结构松散，在振动板尽头产生扬料效果。

如图7、图8所示：消化单元2为三级消化设备，其为上、中、下三层结构排列，每一层消化器型号相同，流向不同，包括第一消化器2-1、第二消化器2-2和第三消化器2-3分为上、中、下三层结构排列，每一层消化器型号相同，流向不同，每个消化器内置双U无轴输送绞龙2-7(无轴U形，φ600，长6m，转速≦45r/min变频调速，螺距S＝300mm，产量100m³/h)，电机2-6(22KW，自带变频器)，减速机2-5(型号ZQ750)，每层消化器的的双U无轴输送绞龙2-7上方的顶板上设有3个等距分布的温度传感器2-4(NTC热敏电阻温度传感器)时刻捕捉混合物上空气体温度。

三个消化器的常态运转速度分别是上层20r/min、中层22r/min、下层24r/min，当上层的3个温度传感器2-4检测到平均温度超过90度，则自动调整转速至上层28r/min、中层30r/min、下层32r/min；当中层3个温度传感器2-4检测到平均温度超过100度，则自动调整转速至上层32r/min、中层34r/min、下层36r/min；当下层3个温度传感器2-4检测到平均温度超过105度，则自动调整转速至上层38r/min、中层40r/min、下层42r/min。每一层独立判定，下层优先级高于中层，中层优先级高于上层，然后通过调节绞龙的转速使得其反应最剧烈的位置保持在第三消化器2-3靠近出料口处。

如图9、图10所示：熟化器4为三筒蒸发烘干器，其筒体包括内筒4-2、中筒4-3和外筒4-4，筒体底部设有驱动装置4-6，筒体左端设有与内筒相通的进料口4-1，筒体右端设有与外筒4-4相通的出料口4-7，内筒4-2、中筒4-3和外筒4-4的内侧筒壁上设有多个弧度为70-110°的扬料板4-5。

熟化器4内部设置弧形的扬料板4-5，可以使得物料随着机器旋转接近顶部才会掉落并扬散，进一步的使得内部水汽挥发，混合物在熟化器4内经过内、中、外三层循环后最终完成蒸发消化阶段，形成半成品进入选粉机5，选粉机5采用三分离选粉机，对应3种成品仓，

1)选粉后325目以上的部分，是由超级粉(超过1000目，高比表面积的成分，是由电石渣烘干后自带的高质量产品)和反应非常充分石灰以及电石渣完全脱水的部分组成，纯度可达到93％，属于高标准产品，其选粉后直接进入第一成品仓7-1，第一成品仓7-1数量为4个；

2)100-325目的部分是由团聚状态的电石渣粉末以及未充分反应的石灰粉末组成，纯度可达到80％左右，经磨粉机6研磨后进入第二成品仓7-2，便于市场销售，第二成品仓7-2数量为1个；

3)100目以下的部分是由电石渣中的废渣以及未烧透的石灰(钙石)组成，纯度可达到60％左右，直接进入第三成品仓7-3，第三成品仓7-3数量为1个。

如图11所示，储罐分装单元8的四个分装料仓8-4紧密排列成“口”字形，分装绞龙8-5位于4个分装料仓8-4上方中部，分装绞龙8-5通过散粉提升机8-1与对应的成品仓连接，分装绞龙8-5与4个分装料仓8-4之间通过分装管道8-2连接，4条分装管道8-2上分别设有电动蝶阀8-3，其中两条分装管道8-2位于分装绞龙8-5下料口处下方。

为了便于描述，靠近散粉提升机的两条分装管道8-2为前面的分装管道8-2，另外两条为后面的分装管道8-2，前面的两条分装管道8-2和分装绞龙8-5的入料口贯通，当需要分装到前面的两个分装料仓8-4时，分装绞龙8-5不工作，打开前面的两条分装管道8-2上的电动蝶阀8-3，产品经散粉提升机，进入分装绞龙的入料口，直接通过前面的分装管道8-2进入前面的分装料仓8-4中(可以两个仓同时进料，也可以关闭其中一个阀门依次进料)，当上述前面两个分装料仓8-4装满后，关闭对应的两个电动蝶阀8-3，启动分装绞龙8-5，打开后面两条分装管道9-2上的电动蝶阀8-3，产品经过分装绞龙8-5输送后进入后面的分装料仓8-4(可以两个仓同时进料，也可以依次进料)。

如图12、图13、图16所示：除尘除湿脱氮单元9包括除尘单元9-1和一个水膜吸收塔9-2，除尘单元9-1包括4个除尘器，第一除尘器9-1-1与6个成品仓(4个第一成品仓7-1、1个第二成品仓7-2；1个第三成品仓7-3)、两个石灰仓1-3、混料绞龙1-7的出气口之间，第二除尘器9-1-2与第三消化器2-3的烟气出口之间、第三除尘器9-1-3与熟化器4的烟气出口之间、第四除尘器9-1-4与磨粉机6的烟气出口之间分别通过防堵塞气路9-4连接，上述各个除尘器的排气口通过主排气管9-3与水膜吸收塔9-2连接，所述主排气管9-2长度为40米，向水膜吸收塔9-2方向倾斜向下，靠近水膜吸收塔9-2处下方设有水膜吸收塔9-2的储水罐9-2-1，储水罐9-2-1通过管路与主排气管9-3连接，所述4个除尘器为塑烧板除尘器，机体上端设有风机9-1-1-1，集体内设有喷吹系统9-1-1-2和塑烧板9-1-1-3，机体底部设有积尘绞龙9-1-1-4，积尘绞龙的出料口与混料绞龙1-7的进料口连接。

第一除尘器9-1-1型号为SJMC-36(10000m3/H)，主要处理石灰仓1-3和各成品仓装料和进料过程中产生的粉尘，还用于处理混料绞龙1-7混料产生的粉尘。第二除尘器9-1-2型号为SJMC-72(20000m3/H)主要处理三级消化器产生的烟气，第三除尘器9-1-3型号为SJMC-72(20000m3/H)，主要处理熟化器中产生的烟气。第四除尘器9-1-4型号为SJMC-3610000m3/H)，主要处理磨粉机研磨过程中产生的烟气。

所有的除尘器汇总到主排气管道中，经过冷凝后进入水膜吸收塔吸收烟气中的氨气生辰氨水，最终作为副产品对外出售。

如图14、15所述：防堵塞气路9-4为向上弯折70-100°的弯管，弯管的底部设有多组高压喷吹嘴9-4-1，高压喷吹嘴9-4-1与高压管路9-4-3连接，每组高压喷吹嘴9-4-1包括中高压喷吹嘴9-4-1-1和两个侧高压喷吹嘴9-4-1-2，中高压喷吹嘴9-4-1-1位于弯管底部中心位置，其喷气口垂直于弯管的底部，两个侧高压喷吹嘴9-4-1-2对称安装在中高压喷吹嘴的两侧，其喷气口指向弯管的侧壁，弯管的上端设有多个检修口9-4-2。

本发明工作时，如图1所示：

电石渣仓1-2内的电石渣经过磁选机去除其中的磁性材料以及大块的铁等杂质，利用皮带秤1-5称量后经过散粉提升机1-6初步使其松散，然后进入混料绞龙1-7，石灰仓1-3内的石灰、辅料仓1-1中的柠檬酸钠分别通过第一计量绞龙1-8、第二计量绞龙1-9称量后进入混料绞龙1-7，电石渣：石灰：柠檬酸钠的质量份数比例为：1.5:0.8:0.02，两个钙含量检测装置1-11每五分钟，通过取样器1-11-1收集一次样品，分别检测电石渣和石灰中钙的含量，电石渣、石灰的水分含量、钙离子浓度数据采集完毕后，以五分钟为单位输出电石渣的含水量、电石渣的含钙量、电石渣输送速度、石灰的含钙量、石灰的输送速度、柠檬酸钠的输送速度，在设定比例的±10％以内调整电石渣、石灰的比例，使得混料绞龙1-7内混合料的钙含量保持在78-85％，混合料通过混料绞龙1-7输送至消化单元2，依次进入第一消化器2-1、第二消化器2-2和第三消化器2-3进行初反应，每层消化器分别设置温度传感器2-4，时刻捕捉每层消化器内的反应温度，通过调节绞龙的转速使得其反应最剧烈的位置保持在第三消化器2-3靠近出料口处，消化单元2内初反应的物料再通过散粉提升机3松散后进入熟化器4，充分进行反应形成半成品，进入三分离的选粉机5，选粉后325目以上的部分，是由超级粉(超过1000目，高比表面积的成分，是由电石渣烘干后自带的高质量产品)和反应非常充分石灰以及电石渣完全脱水的部分组成，纯度可达到93％，属于高标准产品，其选粉后直接进入第一成品仓7-1，第一成品仓7-1数量为4个，100-325目的部分是由团聚状态的电石渣粉末以及未充分反应的石灰粉末组成，纯度可达到80％左右，经磨粉机6研磨后进入第二成品仓7-2，便于市场销售，第二成品仓7-2数量为1个，100目以下的部分是由电石渣中的废渣以及未烧透的石灰(钙石)组成，纯度可达到60％左右，直接进入第三成品仓7-3，第三成品仓7-3数量为1个，当上述成品仓需要分换时，通过储罐分装单元8对成品仓中的产品进行分装处理。

本发明整个装置采用负压补气模式，流水线中所有的气体通过防堵塞气路9-4进入除尘除湿脱氮单元9，冷凝后的冷凝水输送到水膜吸收塔中充分吸收氨氮成分生成氨水，最终作为副产品对外出售，除尘器收集的超细粉通过混料绞龙1-7返回消化单元2中参与反应，提高了产品质量，实现循环利用，环保。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料工艺，其特征在于步骤如下：

1)将电石渣、石灰和分散剂进行混合形成混合料，电石渣：石灰：分散剂的质量比为5-7：3-2：0.5-2；

2)将混合料送至消化单元进行初反应；

3)消化单元排出的物料进入熟化器，经熟化、扬散后得到半成品；

4)半成品经过选粉机进行分选，分别进入对应的成品仓；

5)对成品仓内的物料进行分装储存；

6)步骤2)、步骤3)、步骤4)产生的废气经过除尘器除尘后，废气中的水蒸气经冷凝后进入水膜吸收塔吸收氨氮成分，除尘器分离的超细尘通过管路回送到消化单元参与反应。

2.根据权利要求1所述的一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料工艺，其特征在于步骤1)中，分别检测电石渣和石灰中的钙含量以及水分含量，调整电石渣和石灰的投放量，使得混合料中的钙含量保持稳定。

3.一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料装置，其特征在包括依次连接的混料单元、消化单元、熟化器、风选机、成品仓和储罐分装单元，所述消化单元和熟化器之间、选粉机和成品仓之间分别设有散粉提升机。

4.根据权利要求1所述的一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料装置，其特征在于所述混料单元包括石灰仓、电石渣仓、辅料仓和混料绞龙，所述石灰仓的下方设有第一计量绞龙，电石渣仓的下方设有磁选机，磁选机的下方设有皮带秤，皮带秤的出料端与散粉提升机的进料口连接，辅料仓的下方设有第二计量绞龙，第一计量绞龙、第二计量绞龙和散粉提升机的出料端均位于混料绞龙的进料口上方，所述石灰仓和电石渣仓的内部下方分别设有土壤含水量传感器，第一计量绞龙和散粉提升机的出料口处分别设有钙含量检测装置。

5.根据权利要求4所述的一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料装置，其特征在于所述钙含量检测装置包括反应釜，反应釜的一侧设有丝杠，丝杠上设有滑块，丝杠的一端通过联轴器与第一电机连接，反应釜的上部两侧设有取样口，往复主轴穿过一侧的取样口进入反应釜内部，其后端通过滑块卡环与滑块连接，前端与取样器连接，取样器正对反应釜的另一个取样口，所述往复主轴位于反应釜外的轴上设有主轴齿轮，主轴齿轮下方设有第二电机，第二电机的输出轴上设有第二电机齿轮，主轴齿轮和第二电机齿轮啮合，所述取样器包括取样勺和勺柄，勺柄通过销轴铰接在往复主轴的前端，勺柄末端的上方设有第一压力传感器，所述反应釜的底部设有第二压力传感器，滑块卡环的两侧分贝设有第一限位传感器和第二限位传感器，反应釜内底部设有电磁搅拌装置，电磁搅拌装置包括电磁发生器和电磁搅拌块，反应釜下部一侧设有钙离子传感器，反应釜的一侧设有上水管，上水管与计量水泵连接。

6.根据权利要求3或4所述的一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料装置，其特征在于所述散粉提升机的上部设有倾斜的出料口，出料口与提升机壳体之间夹角为20-40°，出料口包括出料口顶板、出料口底板和两个出料口侧板，出料口内部设置振动装置，振动装置包括振动壳体，振动壳体包括一个振动壳体底板和两个振动壳体侧板，振动壳体底板的底部设有振动电机，两个振动壳体侧板之间设有多个波浪板，波浪板将振动壳体分隔为多个波浪形的沟槽，两个振动壳体侧板上端与出料口顶板之间通过弹簧减震器连接，即振动装置通过弹簧减震器悬空设置出料口内部，振动壳体底板的上端面、振动壳体侧板的内侧面和波浪板的两侧面分别设有不沾涂层。

7.根据权利要求1所述的一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料装置，其特征在于所述消化单元包括上下多层依次串联的消化器，每层消化器包括壳体，壳体内设有双U无轴输送绞龙，壳体外设有与双U无轴输送绞龙连接的电机和减速机，每层消化器的壳体上设有多个温度传感器。

8.根据权利要求1所述的一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料装置，其特征在于每个成品仓分别连接一个储罐分装单元，储罐分装单元包括4个分装料仓和一条分装绞龙，四个分装料仓紧密排列成“口”字形，分装绞龙位于4个分装料仓上方中部，分装绞龙与4个料仓之间通过分装管道连接，4条分装管道上分别设有电动蝶阀，其中两条分装管道位于分装绞龙下料口处下方。

9.根据权利要求1所述的一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料装置，其特征在于所述除尘除湿脱氮单元包括除尘单元和一个水膜吸收塔，除尘单元包括4个除尘器，第一除尘器与电石渣仓、成品仓的出气口之间，第二除尘器与第三消化器的烟气出口之间、第三除尘器与熟化器的烟气出口之间、第四除尘器与磨粉机的烟气出口之间分别通过防堵塞气路连接，上述各个除尘器的排气口通过主排气管与水膜吸收塔连接，所述主排气管向水膜吸收塔方向倾斜向下，靠近水膜吸收塔处下方设有水膜吸收塔的储水罐，储水罐通过管路与主排气管连接，所述除尘器为塑烧板除尘器，所述塑烧板除尘器的底部设有积尘绞龙，积尘绞龙的出料口与混料绞龙的进料口连接。

10.根据权利要求1所述的一种电石渣生产氢氧化钙的高效高质混料装置，其特征在于防堵塞气路为向上弯折70-100°的弯管，弯管的底部设有多组高压喷吹嘴，每组高压喷吹嘴包括中高压喷吹嘴和两个侧高压喷吹嘴，中高压喷吹嘴位于弯管底部中心位置，其喷气口垂直于弯管的底部，两个侧高压喷吹嘴对称安装在中高压喷吹嘴的两侧，其喷气口指向弯管的侧壁。