專利名稱：粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶粒生產(chǎn)方法，更具體地說，涉及一種不需要添加粘 結(jié)劑的粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前常見的陶粒燒結(jié)工藝是在粉煤灰中添加粘結(jié)劑，然后成球、 燒結(jié)。所采用的粘結(jié)劑主要是優(yōu)質(zhì)粘土或膨潤土、泥質(zhì)頁巖等，粘結(jié)劑 的添加量通常占原料重量的35~50%。由于在粘結(jié)劑添加前需要對其進(jìn)行 破碎、烘干、磨細(xì)、混合等處理，因此，在很大程度上增加了生產(chǎn)成本， 同時(shí)由于粉塵的排放不可避免地對環(huán)境造成了污染。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有的陶粒燒結(jié)工藝所存在的缺陷，本發(fā)明提供了 一種不需要 添加粘結(jié)劑的粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法。本發(fā)明提供的粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法包括以下步驟a. 通過攪拌設(shè)備使粉煤灰和煤粉混合，并在攪拌過程中添加占混合 物料重量的3% - 6%的水；b. 將混合后的物料輸送至造粒機(jī)中，使物料中形成微核；c. 使具有微核的物料在成球機(jī)中形成生料球；d. 在燒結(jié)機(jī)中對生料球進(jìn)行燒結(jié)。在本發(fā)明所述方法中，所述粉煤灰主要是指從煤燃燒后的煙氣中收 捕下來的細(xì)灰，是燃煤電廠排出的主要固體廢物。所述煤粉是指細(xì)小的 煤炭顆粒。本發(fā)明優(yōu)選地采用成本較低的煤粉，例如，采用煤研石粉末。優(yōu)選地，所述粉煤灰是自煙氣中收集的細(xì)度小于45微米的顆粒含量 265重％的粉煤灰，且粉煤灰的碳含量為3-6重％;所述煤粉細(xì)度小于150微米。優(yōu)選地，在所述步驟c中向具有樣t核的物料中添加3%- 6%的水。 優(yōu)選地，在所述步驟d中，所述生料球的燒結(jié)溫度為800 ~ IIO(TC,承載有生料球的爐車的運(yùn)行速度為0.5 - 1.5米/分鐘。優(yōu)選地，所述燒結(jié)機(jī)的底部設(shè)有引風(fēng)裝置，使得燒結(jié)過程中氣流自上而下〗危動(dòng)。優(yōu)選地，所述引風(fēng)裝置將燒結(jié)過程中所產(chǎn)生的煙氣吸入集塵室，使 煙氣中大部分粉塵沉入集塵室底部，其余的粉塵通過集塵室頂部出口進(jìn) 入靜電除塵器或布袋除塵器。優(yōu)選地，在燒結(jié)機(jī)的下游設(shè)有破碎機(jī)，使燒結(jié)后粘結(jié)在一起的料球 通過破碎機(jī)的作用相互分離。優(yōu)選地，在燒結(jié)機(jī)出料口的下方設(shè)置有與出料口直徑相當(dāng)?shù)匿摴埽?且鋼管的四周設(shè)有出料孔，所述出料孔的直徑大于料球的直徑；將料球 卸入所述鋼管內(nèi)。優(yōu)選地，所述鋼管的底部距地面2 - 3米。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下方面由于本發(fā)明所述的陶粒生產(chǎn)方法不需要添加粘結(jié)劑，不僅明顯降低 了生產(chǎn)成本、簡化了生產(chǎn)流程，而且妥善地解決了陶粒生產(chǎn)過程中的環(huán) 境污染問題。本發(fā)明所述的方法為燃煤電廠的固體殘?jiān)环勖夯姨峁┝?一條切實(shí) 可行的出路。該方法符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要求，且節(jié)能環(huán)保。與現(xiàn)有的陶粒產(chǎn)品相比，采用本發(fā)明所述方法生產(chǎn)的陶粒具有更高 的強(qiáng)度、更規(guī)整的外形，并且能夠與其它建筑材料更好地結(jié)合。


圖l是本發(fā)明所述粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明所提供的方法，但本發(fā)明并不因 此而受到任何限制。首先，使分別儲(chǔ)存于料倉內(nèi)的粉煤灰和煤粉通過計(jì)量裝置和輸送機(jī)輸 送至攪拌機(jī)中，從而使粉煤灰和給定比例的煤粉通過攪拌充分混合。其 中，所述粉煤灰最好采用電廠收集的粉煤灰。優(yōu)選地，粉煤灰中細(xì)度小于45微米的顆粒含量^65重％,粉煤灰中碳的含量優(yōu)選為3-6%。當(dāng)粉煤 灰的碳含量低于3重％時(shí)，需要適當(dāng)增加煤粉的添加比例，以使原料的碳 含量維持在較為理想的范圍內(nèi)，所加煤粉的比例由煤粉中的含碳量決定， 含碳量低的煤粉的添加比例更高些，通常煤粉的添加比例在10%-2%之 間，即粉煤灰與煤粉的比例為90:10—98:2。所述煤粉的細(xì)度優(yōu)選小于 150微米，進(jìn)一步優(yōu)選小于120微米。原料的計(jì)量最好采用全自動(dòng)計(jì)量方 法，計(jì)量精度一般為0.5-1%。輸送機(jī)采用任何本領(lǐng)域常用的輸送設(shè)備， 例如，螺旋輸送機(jī)、斗式提升機(jī)等。如圖1所示，在步驟101中，對輸送至攪拌機(jī)中的粉煤灰和煤粉進(jìn)行 攪拌并向粉煤灰和煤粉中加入一定比例的水。通過攪拌機(jī)的攪拌使上述 原料盡可能地充分混合。在本實(shí)施方式中，采用預(yù)加水噴霧型雙軸高強(qiáng) 葉片攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。所述攪拌機(jī)設(shè)有兩根攪拌軸主動(dòng)攪拌軸和從動(dòng) 攪拌軸。兩根軸上安裝有攪拌物料用的葉片，且葉片安裝部分的攪拌軸 為矩形截面，這樣不僅增大了扭矩，還能夠避免物料的堆積和卡死。所 述攪拌機(jī)可參見申請?zhí)枮?00820004312.X的中國專利申請。經(jīng)攪拌充分 混合后的物料輸送至后續(xù)步驟。其中，攪拌過程中，主動(dòng)攪拌軸的攪拌 速度為120 ~ 140轉(zhuǎn)/分鐘，物料從攪拌機(jī)進(jìn)料端到出料端的時(shí)間為1 ~ 2 分鐘。在步驟102中，經(jīng)攪拌充分混合后的物料輸送至造粒機(jī)中，通過造粒 機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)在物料中形成微核。造粒的過程是物料在造粒機(jī)中通過 滾針的高速旋轉(zhuǎn)使?jié)L針、機(jī)體的圓柱壁與物料產(chǎn)生摩擦，通過摩擦形成 微小球核。在本實(shí)施方式中，采用高速搗塊造粒機(jī)進(jìn)行造粒處理，以形成微小的 球核。在物料中形成球核可加速物料在成球機(jī)中的成球過程，并且可提 高料球的強(qiáng)度。所述高速搗塊造粒機(jī)包括為滾動(dòng)軸提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)裝 置；與驅(qū)動(dòng)裝置連接的滾動(dòng)軸；安裝在滾動(dòng)軸的外周且在所述滾動(dòng)軸的徑向上長度可調(diào)的滾針；安裝在滾動(dòng)軸的進(jìn)料端的推進(jìn)葉片；以及包圍 在滾動(dòng)軸、推進(jìn)葉片和滾針外部的機(jī)體。所述高速搗塊造粒機(jī)可參見申 請?zhí)枮?00820004311.5的中國專利申請。在步驟103中，在可調(diào)節(jié)預(yù)加水盤式成球機(jī)中使具有微核的物料形成 料球。在成球的過程中，可以在具有孩i核的物料中進(jìn)一步添加3%- 6 %的水(以物料重量為基準(zhǔn))，并通過成球機(jī)的成球盤的滾動(dòng)使其中具有微 核的物料逐漸長大，最終形成一定球徑的生料球。所迷生料球輸送至后 續(xù)燒結(jié)步驟。本實(shí)施方式中的可調(diào)節(jié)預(yù)加水盤式成球機(jī)的成球盤邊緣具有高度可 調(diào)節(jié)的邊緣擋板，而且成球盤的俯仰角可以通過底座上的角度調(diào)節(jié)架調(diào) 節(jié)，且成球盤轉(zhuǎn)速可調(diào)、耐磨刮刀可調(diào)，可以適合多種產(chǎn)量要求。生料 球的球徑可以通過調(diào)節(jié)所述成3求機(jī)的擋板邊高、轉(zhuǎn)速、傾角和刮刀位置 進(jìn)行調(diào)整。所述成球機(jī)可參見申請?zhí)枮?00820004313.4的中國專利申請。在步驟104中，在燒結(jié)機(jī)中對生料球進(jìn)行燒結(jié)。經(jīng)過成球機(jī)成球處理 后產(chǎn)生的"生坯，，料球均勻鋪在爐車的燒結(jié)托板上，移動(dòng)的爐車以一定 速度通過燒結(jié)機(jī)。當(dāng)"生坯，，料球經(jīng)過燒結(jié)機(jī)的點(diǎn)火罩時(shí)，其中的燃燒 器使"生坯"球粒燃燒。燃燒器內(nèi)的燒結(jié)溫度優(yōu)選在800 110(TC之間， 燒結(jié)時(shí)間由通過燒結(jié)機(jī)的爐車的運(yùn)行速度決定，優(yōu)選地所述爐車以每分 鐘0.5-1.5m的速度運(yùn)行。沿?zé)Y(jié)機(jī)長度方向設(shè)置有一系列引風(fēng)裝置，所 述引風(fēng)裝置從燒結(jié)機(jī)底部引風(fēng)，使得氣流從上向下流動(dòng)，流動(dòng)的氣流吹 過正在點(diǎn)火燃燒區(qū)域內(nèi)的"生坯"料球，使所述料球從表層慢慢燃燒至 中層和底層。當(dāng)料球達(dá)到燒結(jié)機(jī)的尾部時(shí)，整個(gè)燒結(jié)過程完成。從燒結(jié)機(jī)尾部出口 處排出的燒結(jié)后的產(chǎn)品送入燒結(jié)機(jī)尾部的破碎機(jī)，通過破碎機(jī)的緩慢旋 轉(zhuǎn)，使燒結(jié)過程中粘結(jié)在一起的料球分離。優(yōu)選地，利用燒結(jié)機(jī)底部的f 1風(fēng)裝置，將燒結(jié)產(chǎn)生的煙氣吸入集塵室， 煙氣中大部分顆粒隨著氣流進(jìn)入集塵室并沉入室底。在集塵室頂部最好 設(shè)有靜電除塵器或布袋除塵器，以使燒結(jié)尾氣及其夾帶的粉塵通過集塵 室頂部出口進(jìn)入靜電或布袋除塵器。靜電或布袋除塵器可以過濾掉大部分粉塵，從而可使排入大氣的粉塵量小于50mg/m3。在本實(shí)施方式中，由于引燃時(shí)排出的是以飽和水蒸氣為主的氣體，因 此經(jīng)集塵室后可以直接排放；而燒結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的氣體主要是含有粉塵的 煙氣，所述煙氣經(jīng)過集塵室以及布袋除塵器的14個(gè)除塵倉后排入大氣。 布袋除塵器濾出的灰塵經(jīng)過順序反吹落入下部粉倉，并通過旋轉(zhuǎn)閥排出， 以達(dá)到除塵的目的。其除塵指標(biāo)達(dá)到小于50mg/Nm3。本實(shí)施方式中采用的燒結(jié)機(jī)包括用于裝載待燒結(jié)物料的爐車；用于 運(yùn)送所述爐車的傳送裝置；用于將待燒結(jié)物料布設(shè)于爐車中的布料裝置； 設(shè)置于所述布料裝置下游的燃燒裝置；用于產(chǎn)生向下氣流的下部引風(fēng)裝 置，所述下部引風(fēng)裝置設(shè)置在傳送裝置下方；位于燃燒裝置下游，用于 對燒結(jié)后的物料進(jìn)行破碎的破碎裝置。所述燒結(jié)機(jī)可參見申請?zhí)枮?200820004310.0的中國專利申"i青。在步驟105中，將燒結(jié)后的料球輸送至堆放位置。在本實(shí)施方式中 優(yōu)選地采用中空鋼柱側(cè)孔式靜態(tài)堆放工藝，即，在皮帶輸送機(jī)出料下方 有一圓形鋼管，所述鋼管的直徑根據(jù)皮帶輸送機(jī)寬度確定，使料球落入 鋼管內(nèi)，鋼管四周設(shè)有出料孔。鋼管底部距地面2-3米，當(dāng)料球?qū)摴艿?部堆滿后，料球則會(huì)從鋼管四周的出料孔溢出，堆積在鋼管四周。這樣 既減少了揚(yáng)塵，又增加了堆放高度，節(jié)約了堆放面積。下面的實(shí)施例進(jìn)一 步說明本發(fā)明所提供的方法，但本發(fā)明并不因此 而受到任何限制。實(shí)施例1采用本發(fā)明的燒結(jié)工藝，添加自燃煤電廠煙氣中收集的細(xì)度為40微 米的顆粒含量65重％的粉煤灰，且粉煤灰的碳含量為5重％ ;所述煤粉 為煤付石粉末，且細(xì)度為100微米，攪拌時(shí)添加5%的水，并且在成球過 程中向具有微核的物料中添加5%的水，燒結(jié)溫度為1000°C,爐車以每 分鐘lm的速度運(yùn)行。在此條件下，得到的陶粒每立方米陶粒4毛電15kwh, 每立方米陶粒耗熱40kg標(biāo)煤，不需要添加粘結(jié)劑，排入大氣的粉塵濃度 50mg/m3、車間內(nèi)10mg/m3，陶粒筒壓強(qiáng)度9Mpa，陶粒的軟化系數(shù)0.9， 陶粒砼強(qiáng)度LC50,堆積密度850kg/m3，陶粒的吸水率為12%,陶粒的孔隙率40%,全員勞動(dòng)生產(chǎn)率達(dá)到5000叱/人年。 實(shí)施例2采用本發(fā)明的燒結(jié)工藝，添加自燃煤電廠煙氣中收集的細(xì)度為40微 米的顆粒含量80重％的粉煤灰，且粉煤灰的碳含量為6重％ ;所述煤粉 為煤研石粉末，且細(xì)度為120微米，攪拌時(shí)添加3%的水，并且在成球過 程中向具有微核的物料中添加6%的水，燒結(jié)溫度為900°C,爐車以每分 鐘0.8m的速度運(yùn)行。在此條件下，得到的陶粒每立方米陶粒耗電18kwh, 每立方米陶粒耗熱42kg標(biāo)煤，不需要添加粘結(jié)劑，排入大氣的粉塵濃度 55mg/m3、車間內(nèi)10mg/m3，陶粒筒壓強(qiáng)度10Mpa,陶粒的軟化系數(shù)0.95, 陶粒砼強(qiáng)度LC50,堆積密度900kg/m3,陶粒的吸水率為11%,陶粒的孔 隙率35%,全員勞動(dòng)生產(chǎn)率達(dá)到4500噸/人年。實(shí)施例3采用本發(fā)明的燒結(jié)工藝，添加自燃煤電廠煙氣中收集的細(xì)度為35微 米的顆粒含量70重％的粉煤灰，且粉煤灰的碳含量為3重％ ;所述煤粉 為煤石f石粉末，且細(xì)度為130微米，攪拌時(shí)添加6%的水，并且在成球過 程中向具有凝:核的物料中添加3%的水，燒結(jié)溫度為IIO(TC,爐車以每 分鐘1.2m的速度運(yùn)行。在此條件下，得到的陶粒每立方米陶粒耗電 13kwh,每立方米陶粒耗熱41kg標(biāo)煤，不需要添加粘結(jié)劑，排入大氣的 粉塵濃度60mg/m3、車間內(nèi)12mg/m3,陶粒筒壓強(qiáng)度12Mpa,陶粒的軟 化系數(shù)1.0,陶粒砼強(qiáng)度LC50,堆積密度950kg/m3,陶粒的吸水率為10%， 陶粒的孔隙率37%，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率達(dá)到5500噸/人年。對比例1而采用現(xiàn)有的燒結(jié)工藝，需要添加粘土并且用坩堝進(jìn)行燒結(jié)。具體 地，添加細(xì)度為40微米的顆粒含量65重％的粉煤灰，粉煤灰的碳含量為 5重％;添加30%的粘土作為粘結(jié)劑；添加煤粉細(xì)度為100微米，攪拌時(shí) 添加10%的水，并且在成球過程中向具有微核的物料中添加5%的水，燒結(jié)溫度為1000°C,坩鍋式燒結(jié)時(shí)間為50分鐘。在此條件下，得到的陶 粒每立方米耗電45kwh,每立方米陶粒庫毛熱100kg標(biāo)煤，排入大氣的粉 塵濃度150mg/m3、車間內(nèi)粉塵濃度75mg/m3,陶粒筒壓強(qiáng)度8Mpa,陶 粒的軟化系數(shù)0.8,陶粒砼強(qiáng)度LC30,堆積密度700kg/m3,陶粒的吸水 率為18%,陶粒的孔隙率47%，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率達(dá)到600噸/人年。盡管本發(fā)明是通過上述的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述的，但是其實(shí)現(xiàn)形式 并不局限于上述的實(shí)施方式。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在不脫離本發(fā)明主旨的情況下， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明做出不同的變化和修改。
權(quán)利要求
1、一種粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a.通過攪拌設(shè)備使粉煤灰和煤粉混合，并在攪拌過程中添加占混合物料重量的3％-6％的水；b.將混合后的物料輸送至造粒機(jī)中，使物料中形成微核；c.使具有微核的物料在成球機(jī)中形成生料球；d.在燒結(jié)機(jī)中對生料球進(jìn)行燒結(jié)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法，其特征在于，所述 粉煤灰和煤粉的重量比為90:10—98:2。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法，其特征在于，所述 粉煤灰是自煙氣中收集的細(xì)度小于45微米的顆粒含量^65重％的粉煤灰， 且粉煤灰的碳含量為3 - 6重％ ;所述煤粉為煤幵石粉末，且細(xì)度小于150 微米。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法，其特征在于，在所 述步驟c中向具有微核的物料中添加3%- 6%的水。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法，其特征在于，在所 述步驟d中，所述生料球的燒結(jié)溫度為800~1100°C，承載有生料球的爐 車的運(yùn)行速度為0.5 - 1.5米/分鐘。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法，其特征在于，所述 燒結(jié)機(jī)的底部設(shè)有f I風(fēng)裝置，使得燒結(jié)過程中氣流自上而下流動(dòng)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法，其特征在于，所述 引風(fēng)裝置將燒結(jié)過程中所產(chǎn)生的煙氣吸入集塵室，使煙氣中大部分粉塵 沉入集塵室底部，其余的粉塵通過集塵室頂部出口進(jìn)入靜電除塵器或布 袋除塵器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法，其特征在于，在燒 結(jié)機(jī)的下游設(shè)有破碎機(jī)，使燒結(jié)后粘結(jié)在 一起的料球通過破碎機(jī)的作用 相互分離。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法，其特征在于，在燒結(jié)機(jī)出料口的下方設(shè)置有與出料口直徑相當(dāng)?shù)匿摴?，且鋼管的四周設(shè)有出料孔，所述出料孔的直徑大于料球的直徑；將料球卸入所述鋼管 內(nèi)。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法，其特征在于，所 述鋼管的底部距地面2 - 3米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種粉煤灰陶粒生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟a.通過攪拌設(shè)備使粉煤灰和煤粉混合，并在攪拌過程中添加占混合物料重量的3％-6％的水；b.將混合后的物料輸送至造粒機(jī)中，使物料中形成微核；c.使具有微核的物料在成球機(jī)中形成生料球；d.在燒結(jié)機(jī)中對生料球進(jìn)行燒結(jié)。采用該方法，在不添加粘合劑的情況下，仍能獲得高品質(zhì)的料球，且簡化了生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本，妥善地解決了陶粒生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染問題。
文檔編號(hào)C04B33/02GK101219888SQ20081000610
公開日2008年7月16日 申請日期2008年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月3日
發(fā)明者王爾凱, 范忠海 申請人:大慶合創(chuàng)機(jī)械設(shè)備有限公司