本發(fā)明涉及廢棄排放物綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種潔凈環(huán)保的煤氣綜合利用燒結(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潔凈環(huán)保的煤氣綜合利用燒結(jié)陶粒生產(chǎn)裝置，滿足粉煤灰燒結(jié)陶粒生產(chǎn)的原料處理、熱源供應(yīng)、成品生產(chǎn)、廢氣處理等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝需求。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的潔凈環(huán)保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)、添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)和陶粒生產(chǎn)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；

所述添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)包括換熱器、緩沖罐、洗滌塔、沉淀池和清水池，所述添加料烘干機(jī)的烘干尾氣出口管道通過換熱器的熱介質(zhì)通道后與緩沖罐連接，所述燃燒爐引風(fēng)機(jī)的出風(fēng)管道通過換熱器的冷介質(zhì)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連接，所述沉淀池與清水池連接，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，所述緩沖罐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。

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，所述混料機(jī)為雙螺旋攪拌混料機(jī)。

進(jìn)一步，所述攪拌成核機(jī)為雙葉片攪拌成核機(jī)。

進(jìn)一步，所述陶粒冷卻機(jī)為回轉(zhuǎn)式冷卻機(jī)。

進(jìn)一步，所述陶粒破碎機(jī)為雙輥破碎機(jī)。

進(jìn)一步，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：

本發(fā)明的潔凈環(huán)保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)、添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)和陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)四個(gè)生產(chǎn)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(chǎn)品燒結(jié)；添加料預(yù)制系統(tǒng)通過對(duì)將塊狀或糊狀的添加料(如煤矸石、尾礦渣、粘土)進(jìn)行烘干、粉磨、篩分后得到合格的干燥粉狀添加料；陶 粒生產(chǎn)系統(tǒng)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；添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)廢氣處理后達(dá)標(biāo)排放。因此，本發(fā)明能滿足粉煤灰燒結(jié)陶粒生產(chǎn)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(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為添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為陶粒生產(chǎn)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)明的潔凈環(huán)保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)、添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)和陶粒生產(chǎn)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。

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為添加料烘干尾氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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33、沉淀池34和清水池35，所述添加料烘干機(jī)23的烘干尾氣出口管道通過換熱器31的熱介質(zhì)通道后與緩沖罐32連接，所述燃燒爐引風(fēng)機(jī)21的出風(fēng)管道通過換熱器31的冷介質(zhì)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34連接，所述沉淀池34與清水池35連接，所述清水池35通過循環(huán)泵36與洗滌塔33內(nèi)的噴淋系統(tǒng)連接，所述洗滌塔33底部與沉淀池34連接，所述緩沖罐32的尾氣出口管道與洗滌塔33下部連接，所述洗滌塔33頂部與廢氣排放煙囪連接。

添加料預(yù)制過程中產(chǎn)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(jìn)行換熱；尾氣經(jīng)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(jīng)換熱后的尾氣再進(jìn)入緩沖罐32，使部份水蒸汽進(jìn)一步冷凝并帶走少量粉塵；最后尾氣進(jìn)入洗滌塔33用水進(jìn)行洗滌除塵后，經(jīng)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 33噴淋洗滌廢水在沉淀池34沉淀出沉渣排放，上層清水流入清水池35循環(huán)噴淋使用。

圖4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)40、稱重配料系統(tǒng)41、混料機(jī)42、攪拌成核機(jī)43、成球盤44、陶粒燒結(jié)機(jī)45、點(diǎn)火爐引風(fēng)機(jī)401、點(diǎn)火爐402、陶粒冷卻機(jī)46、冷空氣引風(fēng)機(jī)403、陶粒破碎機(jī)47、陶粒篩分器48和成品倉(cāng)49，所述添加料倉(cāng)26和粉煤灰倉(cāng)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(jī)42、攪拌成核機(jī)43、成球盤44、陶粒燒結(jié)機(jī)45、陶粒冷卻機(jī)46、陶粒破碎機(jī)47、陶粒篩分器48和成品倉(cāng)49依次連接，所述爐前水封罐15的煤氣出口管道與點(diǎn)火爐402連接，所述點(diǎn)火爐引風(fēng)機(jī)401的出風(fēng)管道與點(diǎn)火爐402連接，所述點(diǎn)火爐402與陶粒燒結(jié)機(jī)45連接，所述冷空氣引風(fēng)機(jī)403的出風(fēng)管道與陶粒冷卻機(jī)46連接。

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

所述添加料倉(cāng)26與稱重配料系統(tǒng)41之間、粉煤灰倉(cāng)40與稱重配料系統(tǒng)41之間、稱重配料系統(tǒng)41與混料機(jī)42之間、混料機(jī)42與攪拌成核機(jī)43之間以及攪拌成核機(jī)43與成球盤44之間均通過單螺旋輸送機(jī)連接。所述成球盤44與陶粒燒結(jié)機(jī)45之間、陶粒燒結(jié)機(jī)45與陶粒冷卻機(jī)46之間、陶粒冷卻機(jī)46與陶粒破碎機(jī)47之間、陶粒破碎機(jī)47與陶粒篩分器48之間、陶粒篩分器48與成品倉(cāng)49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)41精確計(jì)量后送入混料機(jī)42均勻攪拌，混合后的物料送入攪拌成核機(jī)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(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)45，利用煤氣在點(diǎn)火爐402中點(diǎn)火后對(duì)陶粒燒結(jié)機(jī)45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)46 中，由冷空氣引風(fēng)機(jī)403鼓入空氣進(jìn)行冷卻處理，最后由陶粒破碎機(jī)47和陶粒篩分器48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。

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。