本發(fā)明涉及廢棄排放物綜合利用技術領域，具體涉及一種粉煤灰燒結陶粒生產裝置。

背景技術：

自1913年人造輕質陶粒在美國問世以后，世界各國根據(jù)實際情況，積極開發(fā)以粉煤灰為主要原材料，采用燒結工藝(機立窯、回轉窯、燒結機)生產的替代碎石、卵石等不可再生資源的人造輕質陶粒，廣泛應用于高層建筑結構、混凝土構件、高速公路、內外墻板等建筑交通行業(yè)，并開發(fā)出用于治理城市污水、工業(yè)廢水、農業(yè)土壤改制等領域的生物濾料。

依據(jù)英國萊泰克公司資料介紹，其生產的陶粒用于結構混凝土每立方約20～25英鎊，高于當?shù)厮槭瘍r格2～3倍，但由于輕質結構混凝土較普通混凝土自重減輕25％，干縮減少35％，熱漲系數(shù)減少42％，導熱系數(shù)減少62％，耐溫達到千度左右，則節(jié)約整體投資為5～10％，故在國外應用較為普通。

陶粒在國內應用較晚，上個世紀末產量每年平均在400萬m³。大部分為粘土、頁巖陶粒，少數(shù)為粉煤灰陶粒，并取得一定的成果，如天津市湖水路16號剪力墻結構大開間住宅樓、上海市嵐皋路22號剪力墻結構辦公樓等。

綜上所述，粉煤灰燒結陶粒由于其輕質、高強、耐磨、抗?jié)B、抗震、吸聲、保溫等特性而廣泛應用于各領域。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種粉煤灰燒結陶粒生產裝置，滿足粉煤灰燒結陶粒生產的原料處理、熱源供應、成品生產、廢氣處理等生產環(huán)節(jié)的工藝需求。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

本發(fā)明的粉煤灰燒結陶粒生產裝置，包括煤氣發(fā)生系統(tǒng)、添加料預制系統(tǒng)、添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)、陶粒生產系統(tǒng)和陶粒燒結冷卻尾氣處理系統(tǒng)；

所述煤氣發(fā)生系統(tǒng)包括兩段式煤氣發(fā)生爐、焦油收集器、旋風除塵器、緊急切斷器和爐前水封罐，所述兩段式煤氣發(fā)生爐包括頂部鐘罩閥、上部干餾段爐體、下部氣化段爐體和底部灰盤，所述干餾段爐體與焦油收集器連接，所述氣化段爐體與旋風除塵器連接，所述焦油收集器和旋風除塵器的出口管道匯合后通過緊急切斷器引入爐前水封罐；

所述添加料預制系統(tǒng)包括燃燒爐引風機、燃燒爐、添加料烘干機、添加料粉磨機、添加料篩分器和添加料倉，所述爐前水封罐的煤氣出口管道與燃燒爐連接，所述燃燒爐引風機的出風管道與燃燒爐連接，所述燃燒爐的熱空氣出口管道與添加料烘干機連接，所述添加料烘干機的干料出口與添加料粉磨機連接，所述添加料粉磨機的粉料出口與添加料篩分器連接，所述添加料篩分器的粉料出口與添加料倉連接；

所述添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)包括換熱器、緩沖罐、洗滌塔Ⅰ、沉淀池Ⅰ和清水池Ⅰ，所述添加料烘干機的烘干尾氣出口管道通過換熱器的熱介質通道后與緩沖罐連接，所述燃燒爐引風機的出風管道通過換熱器的冷介質通道后與燃燒爐連接，所述換熱器和緩沖罐的冷凝水出口管道與沉淀池Ⅰ連接，所述沉淀池Ⅰ與清水池Ⅰ連接，所述清水池Ⅰ通過循環(huán)泵Ⅰ與洗滌塔Ⅰ內的噴淋系統(tǒng)連接，所述洗滌塔Ⅰ底部與沉淀池Ⅰ連接，所述緩沖罐的尾氣出口管道與洗滌塔Ⅰ下部連接，所述洗滌塔Ⅰ頂部與廢氣排放煙囪連接；

所述陶粒生產系統(tǒng)包括粉煤灰倉、稱重配料系統(tǒng)、混料機、攪拌成核機、成球盤、陶粒燒結機、點火爐引風機、點火爐、陶粒冷卻機、冷空氣引風機、陶粒破碎機、陶粒篩分器和成品倉，所述添加料倉和粉煤灰倉分別與稱重配料系統(tǒng)連接，所述稱重配料系統(tǒng)、混料機、攪拌成核機、成球盤、陶粒燒結機、陶粒冷卻機、陶粒破碎機、陶粒篩分器和成品倉依次連接，所述爐前水封罐的煤氣出口管道與點火爐連接，所述點火爐引風機的出風管道與點火爐連接，所 述點火爐與陶粒燒結機連接，所述冷空氣引風機的出風管道與陶粒冷卻機連接；

所述陶粒燒結冷卻尾氣處理系統(tǒng)包括沉降室、洗滌塔Ⅱ、沉淀池Ⅱ和清水池Ⅱ，所述陶粒燒結機的燒結尾氣出口管道和陶粒冷卻機的冷卻尾氣出口管道匯合后與沉降室連接，所述沉降室的尾氣出口管道與洗滌塔Ⅱ下部連接，所述洗滌塔Ⅱ頂部與廢氣排放煙囪連接，所述清水池Ⅱ與自來水管網連接，所述清水池Ⅱ通過循環(huán)泵Ⅱ與洗滌塔Ⅱ內的噴淋系統(tǒng)連接，所述洗滌塔Ⅱ底部與沉淀池Ⅱ連接，所述沉淀池Ⅱ與清水池Ⅱ連接。

進一步，所述煤氣發(fā)生系統(tǒng)還包括汽包和煤氣發(fā)生爐引風機，所述氣化段爐體設有夾水套，所述汽包與軟化水管網連接，氣化段爐體的夾水套入口和出口分別與汽包連接，汽包的水蒸汽出口分為兩路，一路引入兩段式煤氣發(fā)生爐用作氣封蒸汽，另一路與煤氣發(fā)生爐引風機的出風管道匯合后引入兩段式煤氣發(fā)生爐底部用作氣化劑。

進一步，所述煤氣發(fā)生系統(tǒng)還包括剩余煤氣水封箱和水封給水管道，工業(yè)水管網通過水封給水管道分別與剩余煤氣水封箱、灰盤、緊急切斷器和爐前水封罐連接。

進一步，所述混料機為雙螺旋攪拌混料機。

進一步，所述攪拌成核機為雙葉片攪拌成核機。

進一步，所述陶粒冷卻機為回轉式冷卻機。

進一步，所述陶粒破碎機為雙輥破碎機。

進一步，所述陶粒篩分器為平板振動篩。

進一步，所述添加料倉與稱重配料系統(tǒng)之間、粉煤灰倉與稱重配料系統(tǒng)之間、稱重配料系統(tǒng)與混料機之間、混料機與攪拌成核機之間以及攪拌成核機與成球盤之間均通過單螺旋輸送機連接。

進一步，所述成球盤與陶粒燒結機之間、陶粒燒結機與陶粒冷卻機之間、陶粒冷卻機與陶粒破碎機之間、陶粒破碎機與陶粒篩分器之間、陶粒篩分器與成品倉之間均通過皮帶輸送機連接。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的粉煤灰燒結陶粒生產裝置包括煤氣發(fā)生系統(tǒng)、添加料預制系統(tǒng)、添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)、陶粒生產系統(tǒng)和陶粒燒結冷卻尾氣處理系統(tǒng)五個生產單元；煤氣發(fā)生系統(tǒng)生成的煤氣為半水煤氣，也是熱煤氣，不需冷卻凈化，分別用于添加料烘干和產品燒結；添加料預制系統(tǒng)通過對將塊狀或糊狀的添加料(如煤矸石、尾礦渣、粘土)進行烘干、粉磨、篩分后得到合格的干燥粉狀添加料；陶粒生產系統(tǒng)利用粉煤灰為原料，與添加料配料，經過混料、成核、成球、燒結、冷卻、破碎、篩分等工序制得粉煤灰燒結陶粒產品；添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)和陶粒燒結冷卻尾氣處理系統(tǒng)對生產廢氣處理后達標排放。因此，本發(fā)明能滿足粉煤灰燒結陶粒生產各環(huán)節(jié)的工藝需求，充分利用粉煤灰資源，變廢為寶。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明：

圖1為煤氣發(fā)生系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為添加料預制系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3為添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)的結構示意圖；

圖4為陶粒生產系統(tǒng)的結構示意圖；

圖5為陶粒燒結冷卻尾氣處理系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。

本發(fā)明的粉煤灰燒結陶粒生產裝置，包括煤氣發(fā)生系統(tǒng)、添加料預制系統(tǒng)、添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)、陶粒生產系統(tǒng)和陶粒燒結冷卻尾氣處理系統(tǒng)。

圖1為煤氣發(fā)生系統(tǒng)的結構示意圖，如圖所示，煤氣發(fā)生系統(tǒng)包括兩段式煤氣發(fā)生爐11、焦油收集器12、旋風除塵器13、緊急切斷器14和爐前水封罐 15，所述兩段式煤氣發(fā)生爐11包括頂部鐘罩閥111、上部干餾段爐體112、下部氣化段爐體113和底部灰盤114，所述干餾段爐體112與焦油收集器12連接，所述氣化段爐體113與旋風除塵器13連接，所述焦油收集器12和旋風除塵器13的出口管道匯合后通過緊急切斷器14引入爐前水封罐15。

所述煤氣發(fā)生系統(tǒng)還包括汽包16和煤氣發(fā)生爐引風機17，所述氣化段爐體113設有夾水套，所述汽包16與軟化水管網18連接，氣化段爐體113的夾水套入口和出口分別與汽包16連接，汽包16的水蒸汽出口分為兩路，一路引入兩段式煤氣發(fā)生爐11用作氣封蒸汽，另一路與煤氣發(fā)生爐引風機17的出風管道匯合后引入兩段式煤氣發(fā)生爐11底部用作氣化劑。

所述煤氣發(fā)生系統(tǒng)還包括剩余煤氣水封箱19和水封給水管道，工業(yè)水管網10通過水封給水管道分別與剩余煤氣水封箱19、灰盤114、緊急切斷器14和爐前水封罐15連接。

首先煤從爐頂煤倉經兩組鐘罩閥111進入兩段式煤氣發(fā)生爐11，煤在干餾段爐體112經過充分的干燥和長時間的低溫干餾，逐漸形成半焦，進入氣化段爐體113，熾熱的半焦在氣化段爐體113與爐底鼓入的氣化劑充分反應，經過爐內還原層、氧化層而形成煤灰渣，由爐柵驅動從底部灰盤114自動排出。

煤在低溫干餾的過程中，以揮發(fā)份析出為主生成的煤氣稱為干餾煤氣，組成兩段式煤氣發(fā)生爐11的頂部煤氣，約占總煤氣量的40％，其熱值較高(6700kJ/Nm³)溫度較低(120℃左右)，并含有大量的焦油。這種在干餾段爐體112形成的焦油為低溫干餾產物，其流動性較好，通過焦油收集器12收集起來進行集中處置。在氣化段爐體113，熾熱的半焦和氣化劑(空氣、水蒸汽)經過還原、氧化等一系列化學反應生成的煤氣，稱為氣化煤氣，組成兩段式煤氣發(fā)生爐11的底部煤氣，約占總煤氣量的60％，其熱值相對較低(6400kJ/Nm³)，溫度較高(450℃左右)。因煤在干餾段爐體112低溫干餾時間充足，進入氣化段爐體113的煤已變成半焦，因此生成的氣化煤氣不含焦油。氣化煤氣經旋風除塵器13除塵后與干餾煤氣形成混合煤氣經緊急切斷器14和爐前水封罐15去燃燒用于提 供熱源。

在氣化段爐體113設置有水夾套，將汽包16內的軟化水引入水夾套，通過此自產水蒸汽，水蒸汽一部分用作氣封蒸汽，另一部分與煤氣發(fā)生爐引風機17引入的空氣混合用作氣化劑。

煤氣發(fā)生系統(tǒng)由于采用了雙段式熱脫焦油工藝，得到的煤氣為半水煤氣，也是熱煤氣，較為純凈，不含焦油，不需冷卻凈化。煤氣成分為CO、H₂、CH₄、CnHm等可燃成分和CO₂、N₂等不可燃成分，以及在氣化過程中未完全反應的助燃劑氧以及未完全分解的水蒸汽。煤氣發(fā)生爐采用塊狀無煙煤，不需破碎；煤氣為連續(xù)產生和使用，不需氣柜儲存。

圖2為添加料預制系統(tǒng)的結構示意圖，如圖所示，添加料預制系統(tǒng)包括燃燒爐引風機21、燃燒爐22、添加料烘干機23、添加料粉磨機24、添加料篩分器25和添加料倉26，所述爐前水封罐15的煤氣出口管道與燃燒爐22連接，所述燃燒爐引風機的21出風管道與燃燒爐22連接，所述燃燒爐22的熱空氣出口管道與添加料烘干機23連接，所述添加料烘干機23的干料出口與添加料粉磨機24連接，所述添加料粉磨機24的粉料出口與添加料篩分器25連接，所述添加料篩分器25的粉料出口與添加料倉26連接。

煤氣在燃燒爐22中與燃燒爐引風機21引入的空氣混合燃燒產生熱空氣，從燃燒爐22來的熱空氣與塊狀或糊狀的添加料(如煤矸石、尾礦渣、粘土)并流至添加料烘干機23進行熱交換，經熱空氣干燥后的添加料從添加料烘干機23出口流至添加料粉磨機24進行粉磨，粉磨后的添加料經過添加料篩分器25篩分出合格的干燥粉狀添加料流入添加料倉26。

圖3為添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)的結構示意圖，如圖所示，添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)包括換熱器31、緩沖罐32、洗滌塔Ⅰ33、沉淀池Ⅰ34和清水池Ⅰ35，所述添加料烘干機23的烘干尾氣出口管道通過換熱器31的熱介質通道后與緩沖罐32連接，所述燃燒爐引風機21的出風管道通過換熱器31的冷介質通道后與燃燒爐22連接，所述換熱器31和緩沖罐32的冷凝水出口管道與沉淀池Ⅰ34 連接，所述沉淀池Ⅰ34與清水池Ⅰ35連接，所述清水池Ⅰ35通過循環(huán)泵Ⅰ36與洗滌塔Ⅰ33內的噴淋系統(tǒng)連接，所述洗滌塔Ⅰ33底部與沉淀池Ⅰ34連接，所述緩沖罐32的尾氣出口管道與洗滌塔Ⅰ33下部連接，所述洗滌塔Ⅰ33頂部與廢氣排放煙囪連接。

添加料預制過程中產生的烘干尾氣主要含添加料粉塵，尾氣首先通過換熱器31與燃燒爐22所需空氣進行換熱；尾氣經空氣冷卻后，部分較大顆粒粉塵以及冷凝水沉積在換熱器中31并定期排出，經換熱后的尾氣再進入緩沖罐32，使部份水蒸汽進一步冷凝并帶走少量粉塵；最后尾氣進入洗滌塔Ⅰ33用水進行洗滌除塵后，經廢氣排放煙囪排放。換熱器31和緩沖罐32排除的渣漿和洗滌塔Ⅰ33噴淋洗滌廢水在沉淀池Ⅰ34沉淀出沉渣排放，上層清水流入清水池Ⅰ35循環(huán)噴淋使用。

圖4為陶粒生產系統(tǒng)的結構示意圖，如圖所示，陶粒生產系統(tǒng)包括粉煤灰倉40、稱重配料系統(tǒng)41、混料機42、攪拌成核機43、成球盤44、陶粒燒結機45、點火爐引風機401、點火爐402、陶粒冷卻機46、冷空氣引風機403、陶粒破碎機47、陶粒篩分器48和成品倉49，所述添加料倉26和粉煤灰倉40分別與稱重配料系統(tǒng)41連接，所述稱重配料系統(tǒng)41、混料機42、攪拌成核機43、成球盤44、陶粒燒結機45、陶粒冷卻機46、陶粒破碎機47、陶粒篩分器48和成品倉49依次連接，所述爐前水封罐15的煤氣出口管道與點火爐402連接，所述點火爐引風機401的出風管道與點火爐402連接，所述點火爐402與陶粒燒結機45連接，所述冷空氣引風機403的出風管道與陶粒冷卻機46連接。

所述混料機42為雙螺旋攪拌混料機，所述攪拌成核機43為雙葉片攪拌成核機，所述陶粒冷卻機46為回轉式冷卻機，所述陶粒破碎機47為雙輥破碎機，所述陶粒篩分器48為平板振動篩。

所述添加料倉26與稱重配料系統(tǒng)41之間、粉煤灰倉40與稱重配料系統(tǒng)41之間、稱重配料系統(tǒng)41與混料機42之間、混料機42與攪拌成核機43之間以及攪拌成核機43與成球盤44之間均通過單螺旋輸送機連接。所述成球盤44與 陶粒燒結機45之間、陶粒燒結機45與陶粒冷卻機46之間、陶粒冷卻機46與陶粒破碎機47之間、陶粒破碎機47與陶粒篩分器48之間、陶粒篩分器48與成品倉49之間均通過皮帶輸送機連接。

將粉煤灰與添加料通過稱重配料系統(tǒng)41精確計量后送入混料機42均勻攪拌，混合后的物料送入攪拌成核機43外加一定量的水濕混成核，將含有晶核的濕混料送入成球盤44，并根據(jù)工藝要求配制水量，進行成球(按照陶粒技術性能、粒徑級配調整成球盤的傾角、角速度、擋板高度、刮板位置、進料量和配水量及狀態(tài))，再將合格生料球送入陶粒燒結機45，利用煤氣在點火爐402中點火后對陶粒燒結機45中的生料球進行燒結，燒結得到的陶粒送入陶粒冷卻機46中，由冷空氣引風機403鼓入空氣進行冷卻處理，最后由陶粒破碎機47和陶粒篩分器48對板結、粘接的陶粒破碎、篩分后得到粉煤灰燒結陶粒產品。

圖5為陶粒燒結冷卻尾氣處理系統(tǒng)的結構示意圖，如圖所示，陶粒燒結冷卻尾氣處理系統(tǒng)包括沉降室51、洗滌塔Ⅱ52、沉淀池Ⅱ53和清水池Ⅱ54，所述陶粒燒結機45的燒結尾氣出口管道和陶粒冷卻機46的冷卻尾氣出口管道匯合后與沉降室51連接，所述沉降室51的尾氣出口管道與洗滌塔Ⅱ52下部連接，所述洗滌塔Ⅱ52頂部與廢氣排放煙囪連接，所述清水池Ⅱ54與自來水管網55連接，所述清水池Ⅱ54通過循環(huán)泵Ⅱ56與洗滌塔Ⅱ52內的噴淋系統(tǒng)連接，所述洗滌塔Ⅱ52底部與沉淀池Ⅱ53連接，所述沉淀池Ⅱ53與清水池Ⅱ54連接。

陶粒燒結尾氣和陶粒冷卻尾氣共用一套尾氣處理系統(tǒng)，陶粒燒結冷卻尾氣含有破碎陶粒粉塵，尾氣首先通過沉降室51除去較大顆粒粉塵，再進入洗滌塔Ⅱ52用水進行噴淋洗滌，進一步除塵，處理后的尾氣經廢氣排放煙囪排放。洗滌塔Ⅱ52噴淋洗滌廢水在沉淀池Ⅱ53沉淀出沉渣排放，上層清水流入清水池Ⅱ54循環(huán)噴淋使用。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明 權利要求書所限定的范圍。