[发明专利]高资源化蒸汽加压混凝土砌块及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油催化裂化烟气脱硫工艺含盐废水资源化利用以及建筑材料领域。

技术背景

催化裂化(FCC)石油炼制的过程之一，是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。在该过程中可产生大量含有SO_x和NO_x的废气，随着国家对SO_x和NO_x减排要求的不断提高，全国各个炼化企业也都全面开展了FCC装置再生烟气治理设施的建设。目前我国FCC装置烟气治理技术均为国外引进技术。其中湿法烟气脱硫技术以其脱硫效率高、装置运行可靠、操作简单、处理成本低等优势在我国广泛采用，湿法工艺主要原理是利用碱性吸收溶液脱除烟气中的SO_x，在此过程中会有一种含盐的污水排放出来。该含盐污水中主要无机物为硫酸钠以及少量的亚硫酸钠、硝酸钠、亚硝酸钠等，且总含盐量高达1.5％～15％。该废水的直接排放将对环境造成严重危害，因此必须进行处理。以目前常用的水处理技术如膜过滤、特种电渗析或蒸发结晶等工艺进行处理，都将面临巨大的投资及运行成本，且副产的固体废弃物残渣如果进行妥善的处置都将是巨大的挑战。

循环流化床(CFB)锅炉废渣是CFB锅炉燃烧后产生的固体废弃物。CFB锅炉因其燃料适应广，燃烧效率高，污染低，调节灵活等，在国内热电联产等领域得到广泛的应用。随着CFB锅炉的大型化及其在各个领域的迅速发展，其灰渣的排放量也将大幅度的增加。由于CFB锅炉燃烧工况与普通煤粉炉的不同，CFB锅炉属于低温燃烧，且在燃烧过程中加入大量脱硫剂，因此其灰渣性质较普通煤粉炉差异较大，其灰渣的处理方法也不尽相同。一直以来的填埋处置方法，不仅占用了大量的土地，也付出了大量的处置费用。因此将CFB锅炉灰渣进行有效的资源化利用具有重要的意义。

石油化工企业的石油焦CFB锅炉采用石灰石粉作为固硫剂，其废渣是一种CaO和石灰石等含量很高的硫酸盐类化合物，其性能与燃煤锅炉以SiO₂和Al₂O₃为主的硅酸盐类灰渣的化学及物理性质都截然不同。CFB锅炉废渣中CaSO₄含量高达50％～60％，SO₃折算含量达30％～37％。其它氧化物含量都很低，属于低品位的等外硬石膏。与建筑石膏比，凝结硬固较慢，存在假凝现象，其早期强度也较低无法直接进行利用。

蒸汽加压混凝土砌块是以硅质材料及钙质材料为主要原料，掺加发泡剂，经加水搅拌，由化学反应形成空隙，经浇筑成型、预养切割、蒸压养护等工艺制作成的具有高分散多孔结构的硅酸盐建筑材料。改材料具有良好的隔音隔热性能，且体轻、抗震，是一种优质的墙体材料。

发明内容

本发明为解决现有技术中，FCC烟气脱硫废水和CFB锅炉废渣利用率低的问题，提供了一种高资源化蒸汽加压混凝土砌块及其制备方法，该方法同时有效的处理石油化工企业的FCC烟气脱硫废水和CFB锅炉废渣两种污染物，利用其特性将二者进行资源化利用生产新型建材。

CFB锅炉灰渣主要成分以硫酸钙、氧化钙和石灰石为主，FCC烟气脱硫废水中的硫酸钠也可以作为水泥早强剂，这些成分虽然可以作为建筑材料生产的原料，但各成分之间的配比仍达不到直接利用的要求。根据上述两种工业废料的成分特点并结合上述材料的成分优势，同时，为避免两种废料中有害杂质的不利影响，对其缺陷进行适当的改性处理，使其中的有害杂质转化为惰性物质并得到有效的固化，使其达到生产建筑用蒸汽加压混凝土砌块的要求。

本发明所采用的技术方案如下：

高资源化蒸汽加压混凝土砌块，包括CFB锅炉灰渣5～15wt％、石灰15～25wt％、硅质材料55～68wt％、发泡剂0.05～0.1wt％、固化剂1～5wt％和FCC烟气脱硫废水，FCC烟气脱硫废水水料比为0.6-0.65。

进一步的，所述硅质材料为水泥、砂石、粉煤灰、硅酸钙、硅酸镁或硅酸铝。

进一步的，所述发泡剂为铝粉。

进一步的，所述固化剂为环氧树脂和偏硅酸钠按质量比(1～2)：1复配。

上述固化剂是为了稳定水中的硫酸盐，稳定蒸汽加压混凝土的化学性能，提高其耐水性、抗冻性及抗碳化侵蚀能力。固化剂的选用要根据原料的性质选择单一型、复合型和混合型等多种配方。本发明复配改性所采用的复合固化剂主要是以胶黏剂为主。优选的，固化剂为环氧树脂和偏硅酸钠按(1～2)：1复配，更优选的，环氧树脂和偏硅酸钠按2:1复配。