本發(fā)明涉及廢棄排放物綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤氣綜合利用燒結(jié)陶粒生產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)：

自1913年人造輕質(zhì)陶粒在美國(guó)問世以后，世界各國(guó)根據(jù)實(shí)際情況，積極開發(fā)以粉煤灰為主要原材料，采用燒結(jié)工藝(機(jī)立窯、回轉(zhuǎn)窯、燒結(jié)機(jī))生產(chǎn)的替代碎石、卵石等不可再生資源的人造輕質(zhì)陶粒，廣泛應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu)、混凝土構(gòu)件、高速公路、內(nèi)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(nóng)業(yè)土壤改制等領(lǐng)域的生物濾料。

依據(jù)英國(guó)萊泰克公司資料介紹，其生產(chǎn)的陶粒用于結(jié)構(gòu)混凝土每立方約20～25英鎊，高于當(dāng)?shù)厮槭瘍r(jià)格2～3倍，但由于輕質(zhì)結(jié)構(gòu)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(dǎo)熱系數(shù)減少62％，耐溫達(dá)到千度左右，則節(jié)約整體投資為5～10％，故在國(guó)外應(yīng)用較為普通。

陶粒在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較晚，上個(gè)世紀(jì)末產(chǎn)量每年平均在400萬(wàn)m³。大部分為粘土、頁(yè)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(hào)剪力墻結(jié)構(gòu)大開間住宅樓、上海市嵐皋路22號(hào)剪力墻結(jié)構(gòu)辦公樓等。

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

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種煤氣綜合利用燒結(jié)陶粒生產(chǎn)裝置，能利用粉煤灰為原料制備粉煤灰燒結(jié)陶粒，充分利用粉煤灰資源，變廢為寶。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種煤氣綜合利用燒結(jié)陶粒生產(chǎn)裝置，包括煤氣發(fā)生系統(tǒng)、添加料預(yù)制系 統(tǒng)、陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)和陶粒燒結(jié)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(fēng)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(fēng)除塵器連接，所述焦油收集器和旋風(fēng)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(yù)制系統(tǒng)包括燃燒爐引風(fēng)機(jī)、燃燒爐、添加料烘干機(jī)、添加料粉磨機(jī)、添加料篩分器和添加料倉(cāng)，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(fēng)機(jī)的出風(fēng)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(jī)連接，所述添加料烘干機(jī)的干料出口與添加料粉磨機(jī)連接，所述添加料粉磨機(jī)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(cāng)連接；

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

所述陶粒燒結(jié)冷卻尾氣處理系統(tǒng)包括沉降室、洗滌塔、沉淀池和清水池，所述陶粒燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)尾氣出口管道和陶粒冷卻機(jī)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下部連接，所述洗滌塔頂部與廢氣排放煙囪連接，所述清水池與自來水管網(wǎng)連接，所述清水池通過循環(huán)泵與洗滌塔內(nèi)的噴淋系統(tǒng)連接，所述洗滌塔底部與沉淀池連接，所述沉淀池與清水池連接。

進(jìn)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(fēng)機(jī)，所述氣化段 爐體設(shè)有夾水套，所述汽包與軟化水管網(wǎng)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(fēng)機(jī)的出風(fēng)管道匯合后引入兩段式煤氣發(fā)生爐底部用作氣化劑。

進(jìn)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(wǎng)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(jìn)一步，所述添加料烘干機(jī)為滾筒烘干機(jī)，所述添加料篩分器為旋振篩。

進(jìn)一步，所述添加料篩分器的粉料出口通過單螺旋輸送機(jī)與添加料倉(cāng)連接。

進(jìn)一步，所述混料機(jī)為雙螺旋攪拌混料機(jī)，所述攪拌成核機(jī)為雙葉片攪拌成核機(jī)，所述陶粒冷卻機(jī)為回轉(zhuǎn)式冷卻機(jī)，所述陶粒破碎機(jī)為雙輥破碎機(jī)，所述陶粒篩分器為平板振動(dòng)篩。

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

進(jìn)一步，所述成球盤與陶粒燒結(jié)機(jī)之間、陶粒燒結(jié)機(jī)與陶粒冷卻機(jī)之間、陶粒冷卻機(jī)與陶粒破碎機(jī)之間、陶粒破碎機(jī)與陶粒篩分器之間、陶粒篩分器與成品倉(cāng)之間均通過皮帶輸送機(jī)連接。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明設(shè)置了添加料烘干機(jī)對(duì)塊狀或糊狀的添加料(如煤矸石、尾礦渣、粘土)進(jìn)行烘干處理，然后設(shè)置添加料粉磨機(jī)對(duì)烘干的添加料進(jìn)行粉磨，粉磨后的添加料經(jīng)過添加料篩分器篩分，得到合格的干燥粉狀添加料。

2、本發(fā)明利用粉煤灰為原料，與添加料配料，經(jīng)過混料、成核、成球、燒結(jié)、冷卻、破碎、篩分等工序制得粉煤灰燒結(jié)陶粒產(chǎn)品，充分利用了粉煤灰資源，變廢為寶。

3、本發(fā)明采用兩段式煤氣發(fā)生爐作為熱源設(shè)備，兩段式煤氣發(fā)生爐包括上 部干餾段爐體和下部氣化段爐體；上部干餾段爐體形成的焦油為低溫干餾產(chǎn)物，其流動(dòng)性較好，通過焦油收集器收集起來進(jìn)行集中處置；下部氣化段爐體生成的氣化煤氣不含焦油；氣化煤氣與干餾煤氣形成的混合煤氣為半水煤氣，也是熱煤氣，較為純凈，不含焦油，不需冷卻凈化。因此，本發(fā)明提高了煤氣熱值與氣化效率，并且減少了環(huán)境污染。

4、本發(fā)明將陶粒燒結(jié)尾氣和陶粒冷卻尾氣共用一套尾氣處理系統(tǒng)，陶粒燒結(jié)冷卻尾氣含有破碎陶粒粉塵，尾氣首先通過沉降室除去較大顆粒粉塵，再進(jìn)入洗滌塔用水進(jìn)行噴淋洗滌，進(jìn)一步除塵，處理后的尾氣經(jīng)廢氣排放煙囪排放。因此，本發(fā)明對(duì)粉煤灰燒結(jié)陶粒生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的陶粒燒結(jié)尾氣和陶粒冷卻尾氣進(jìn)行了充分處理，保證了環(huán)保清潔生產(chǎn)。

附圖說明

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

圖1為煤氣發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為添加料預(yù)制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為陶粒燒結(jié)冷卻尾氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

本發(fā)明的煤氣綜合利用燒結(jié)陶粒生產(chǎn)裝置，包括煤氣發(fā)生系統(tǒng)、添加料預(yù)制系統(tǒng)、陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)和陶粒燒結(jié)冷卻尾氣處理系統(tǒng)。

圖1為煤氣發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(fēng)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(fēng)除塵器13連接，所述焦油收集器12和旋風(fēng)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(fēng)機(jī)17，所述氣化段爐體113設(shè)有夾水套，所述汽包16與軟化水管網(wǎng)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(fēng)機(jī)17的出風(fēng)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(wǎng)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(cāng)經(jīng)兩組鐘罩閥111進(jìn)入兩段式煤氣發(fā)生爐11，煤在干餾段爐體112經(jīng)過充分的干燥和長(zhǎng)時(shí)間的低溫干餾，逐漸形成半焦，進(jìn)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(yīng)，經(jīng)過爐內(nèi)還原層、氧化層而形成煤灰渣，由爐柵驅(qū)動(dòng)從底部灰盤114自動(dòng)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(chǎn)物，其流動(dòng)性較好，通過焦油收集器12收集起來進(jìn)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(jīng)過還原、氧化等一系列化學(xué)反應(yīng)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(duì)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(shí)間充足，進(jìn)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(jīng)旋風(fēng)除塵器13除塵后與干餾煤氣形成混合煤氣經(jīng)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(shè)置有水夾套，將汽包16內(nèi)的軟化水引入水夾套，通過 此自產(chǎn)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(fēng)機(jī)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(yīng)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(chǎn)生和使用，不需氣柜儲(chǔ)存。

圖2為添加料預(yù)制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，添加料預(yù)制系統(tǒng)包括燃燒爐引風(fēng)機(jī)21、燃燒爐22、添加料烘干機(jī)23、添加料粉磨機(jī)24、添加料篩分器25和添加料倉(cāng)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(fēng)機(jī)的21出風(fēng)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(jī)23連接，所述添加料烘干機(jī)23的干料出口與添加料粉磨機(jī)24連接，所述添加料粉磨機(jī)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(cāng)26連接。

所述添加料烘干機(jī)23為滾筒烘干機(jī)，所述添加料篩分器25為旋振篩。

所述添加料篩分器25的粉料出口通過單螺旋輸送機(jī)與添加料倉(cāng)26連接。

煤氣在燃燒爐22中與燃燒爐引風(fēng)機(jī)21引入的空氣混合燃燒產(chǎn)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(jī)23進(jìn)行熱交換，經(jīng)熱空氣干燥后的添加料從添加料烘干機(jī)23出口流至添加料粉磨機(jī)24進(jìn)行粉磨，粉磨后的添加料經(jīng)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(cāng)26。

圖3為陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)包括粉煤灰倉(cāng)30、稱重配料系統(tǒng)31、混料機(jī)32、攪拌成核機(jī)33、成球盤34、陶粒燒結(jié)機(jī)35、點(diǎn)火爐引風(fēng)機(jī)301、點(diǎn)火爐302、陶粒冷卻機(jī)36、冷空氣引風(fēng)機(jī)303、陶粒破碎機(jī)37、陶粒篩分器38和成品倉(cāng)39，所述添加料倉(cāng)26和粉煤灰倉(cāng)30分別與稱重配料系統(tǒng)31連接，所述稱重配料系統(tǒng)31、混料機(jī)32、攪拌成核機(jī)33、 成球盤34、陶粒燒結(jié)機(jī)35、陶粒冷卻機(jī)36、陶粒破碎機(jī)37、陶粒篩分器38和成品倉(cāng)39依次連接，所述爐前水封罐15的煤氣出口管道與點(diǎn)火爐302連接，所述點(diǎn)火爐引風(fēng)機(jī)301的出風(fēng)管道與點(diǎn)火爐302連接，所述點(diǎn)火爐302與陶粒燒結(jié)機(jī)35連接，所述冷空氣引風(fēng)機(jī)303的出風(fēng)管道與陶粒冷卻機(jī)36連接。

所述混料機(jī)32為雙螺旋攪拌混料機(jī)，所述攪拌成核機(jī)33為雙葉片攪拌成核機(jī)，所述陶粒冷卻機(jī)36為回轉(zhuǎn)式冷卻機(jī)，所述陶粒破碎機(jī)37為雙輥破碎機(jī)，所述陶粒篩分器38為平板振動(dòng)篩。

所述添加料倉(cāng)26與稱重配料系統(tǒng)31之間、粉煤灰倉(cāng)30與稱重配料系統(tǒng)31之間、稱重配料系統(tǒng)31與混料機(jī)32之間、混料機(jī)32與攪拌成核機(jī)33之間以及攪拌成核機(jī)33與成球盤34之間均通過單螺旋輸送機(jī)連接。所述成球盤34與陶粒燒結(jié)機(jī)35之間、陶粒燒結(jié)機(jī)35與陶粒冷卻機(jī)36之間、陶粒冷卻機(jī)36與陶粒破碎機(jī)37之間、陶粒破碎機(jī)37與陶粒篩分器38之間、陶粒篩分器38與成品倉(cāng)39之間均通過皮帶輸送機(jī)連接。

將粉煤灰與添加料通過稱重配料系統(tǒng)31精確計(jì)量后送入混料機(jī)32均勻攪拌，混合后的物料送入攪拌成核機(jī)33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34，并根據(jù)工藝要求配制水量，進(jìn)行成球(按照陶粒技術(shù)性能、粒徑級(jí)配調(diào)整成球盤的傾角、角速度、擋板高度、刮板位置、進(jìn)料量和配水量及狀態(tài))，再將合格生料球送入陶粒燒結(jié)機(jī)35，利用煤氣在點(diǎn)火爐302中點(diǎn)火后對(duì)陶粒燒結(jié)機(jī)35中的生料球進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)得到的陶粒送入陶粒冷卻機(jī)36中，由冷空氣引風(fēng)機(jī)303鼓入空氣進(jìn)行冷卻處理，最后由陶粒破碎機(jī)37和陶粒篩分器38對(duì)板結(jié)、粘接的陶粒破碎、篩分后得到粉煤灰燒結(jié)陶粒產(chǎn)品。

圖4為陶粒燒結(jié)冷卻尾氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，陶粒燒結(jié)冷卻尾氣處理系統(tǒng)包括沉降室41、洗滌塔42、沉淀池43和清水池44，所述陶粒燒結(jié)機(jī)35的燒結(jié)尾氣出口管道和陶粒冷卻機(jī)36的冷卻尾氣出口管道匯合后與沉降室41連接，所述沉降室41的尾氣出口管道與洗滌塔42下部連接，所述洗滌塔42頂部與廢氣排放煙囪連接，所述清水池44與自來水管網(wǎng)45連接，所述 清水池44通過循環(huán)泵46與洗滌塔42內(nèi)的噴淋系統(tǒng)連接，所述洗滌塔42底部與沉淀池43連接，所述沉淀池43與清水池44連接。

所述沉降室41為重力沉降室。

所述沉淀池43為兩級(jí)沉淀池，上一級(jí)沉淀池通過溢流口與下一級(jí)沉淀池連接。

所述洗滌塔42為填料塔。

陶粒燒結(jié)尾氣和陶粒冷卻尾氣共用一套尾氣處理系統(tǒng)，陶粒燒結(jié)冷卻尾氣含有破碎陶粒粉塵，尾氣首先通過沉降室41除去較大顆粒粉塵，再進(jìn)入洗滌塔42用水進(jìn)行噴淋洗滌，進(jìn)一步除塵，處理后的尾氣經(jīng)廢氣排放煙囪排放。洗滌塔42噴淋洗滌廢水在沉淀池43沉淀出沉渣排放，上層清水流入清水池44循環(huán)噴淋使用。

最后說明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。