[发明专利]利用城市废物和工业固废制备水泥联产硫磺的系统及方法

说明书

本发明公开了利用城市废物和工业固废制备水泥联产硫磺的系统及方法，该系统包括均化池、压滤机、干燥器、生料粉磨机组、回转窑、水泥粉磨机、热水储罐、除尘器以及还原固定床，赤泥、湿污泥和工业水进入均化池进行均化处理并脱碱，再进入压滤机进行压滤，压滤后的固体物料进入干燥器进行干燥，干燥后与脱硫石膏进入生料粉磨机组进行生粉配比粉磨，粉磨后的物料进入回转窑进行高温煅烧获得硫铝酸盐熟料，硫铝酸盐熟料与脱硫石膏进入水泥粉磨机进行混合粉磨获得硫铝酸盐水泥，热水储罐中热水为均化池提供热量，回转窑内产生的含有二氧化硫的烟气经过除尘器除尘，输送至还原固定床中还原获得硫磺。

技术领域

本发明涉及化工、建材技术及大宗工业固废与城市污泥的资源综合利用和环境保护治理领域，具体涉及利用城市废物和工业固废制备硫铝酸盐水泥联产硫磺的系统及方法。

背景技术

改革开放以来，随着我国工业的飞速发展和城市化进程的加快，进而产生大量各种有毒有害的工业固体废弃物，并且其数量还在不断上升。大宗工业固体废弃物，简称大宗固废，是指我国在工业生产领域中年产生1000万吨以上对环境和安全影响较大的工业固体废物，主要包括赤泥、脱硫石膏、冶炼渣、尾矿砂和煤矸石等。“十一五”期间“大宗固废”总生产量118亿吨，总新增存量190亿吨。“十二五”期间“大宗固废”总生产量150亿吨，总新增存量270亿吨。

同样的，随着我国城市人口的增加和规模扩大，城市污水处理难度日益增大，根据官方统计，截至2015年9月底，全国城镇建成了3830座污水处理厂，高达1.62亿m³/d的污水处理能力，伴生污泥突破3000万吨/年。而污泥是污水处理过程中产生的一种含水率很高的废弃物，其成分主要含有各种微生物以及有机、无机颗粒组成的絮状物，含有大量的有毒有害物质，如寄生虫卵、病原微生物及重金属离子等。一般来讲，污泥风干后的主要成分是二氧化硅、白云母、淡云母、多硅白云母、高岭土等，这些矿物晶体主要是由铝、铁、镁等金属元素组成的，且是类似粘土的、具有极细颗粒的矿物质。污泥污染物往往具有长期毒性和不可降解性，若不加处理而无序排放，将通过大气、水和土壤等介质进入食物链，成为危险的二次污染源，对人类健康和生态造成危害。我国每年产生3000万吨-4000万吨含水率在80％左右的市政污泥，2015年生活污泥产量为3500万吨。根据《中国污泥处理处置市场分析报告(2016版)》可知，2015年全国湿污泥无害化处理率平均值为32％，与实际需求之间还存在较大差距。因此，在污水处理领域中，污泥处置也成为当今一大难题。

目前常用的污泥处置技术主要有厌氧消化、好氧发酵、深度脱水、热干化、石灰稳定、焚烧和碳化等。但这些技术并不能彻底地、同时地实现污泥的减量化、稳定化、无害化与资源化，总会产生诸多后续问题，比如耗能大、技术操作过程产生恶臭气污染环境、焚烧尾气产生二恶英等有毒气体等等问题。

当前为了对污泥进行资源化利用，需要先对污泥进行深度脱水，将其含水率降低到50％左右，然而污泥脱水设备投资高，后期运行维护费用也较高并且造成大量水资源浪费。

我国几乎没有天然硫磺矿，硫磺主要从石油炼制、天然气净化中回收，以及从煤化工、化肥生产、火力发电、有色金属冶炼等行业的环保副产物获得。硫磺回收及尾气处理技术已经由单纯的环保技术发展成为兼具环保效益和经济效益的重要工艺技术。国内硫磺年产量仅为1000多万吨，而年消费量超过1000万吨，每年需从国外进口约900万吨，呈现出严重的供不应求局面。目前在国内外硫磺已不再作为石油、天然气回收的副产品，而是作为一种重要资源在流通。我国一般采用天然石膏矿生产硫磺，但是采用天然石膏矿生产硫磺的成本较高，化工生产中主要依靠进口硫磺，导致硫磺价格不断上涨，提高了化工生产的成本。