本發(fā)明涉及廢棄排放物綜合利用技術領域，具體涉及一種煤氣綜合利用粉煤灰燒結陶粒生產系統(tǒng)。

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，高于當地碎石價格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％，熱漲系數減少42％，導熱系數減少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粉煤灰燒結陶粒生產系統(tǒng)，能利用粉煤灰為原料制備粉煤灰燒結陶粒，充分利用粉煤灰資源，變廢為寶。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種煤氣綜合利用粉煤灰燒結陶粒生產系統(tǒng)，包括煤氣發(fā)生系統(tǒng)、添加料預制系統(tǒng)和陶粒生產系統(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。

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，所述添加料烘干機為滾筒烘干機，所述添加料篩分器為旋振篩。

進一步，所述添加料篩分器的粉料出口通過單螺旋輸送機與添加料倉連接。

進一步，所述混料機為雙螺旋攪拌混料機，所述攪拌成核機為雙葉片攪拌成核機，所述陶粒冷卻機為回轉式冷卻機，所述陶粒破碎機為雙輥破碎機，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：

1、本發(fā)明設置了添加料烘干機對塊狀或糊狀的添加料(如煤矸石、尾礦渣、粘土)進行烘干處理，然后設置添加料粉磨機對烘干的添加料進行粉磨，粉磨后的添加料經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，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物，其流動性較好，通過焦油收集器收集起來進行集中處置；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。

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為陶粒生產系統(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)明的煤氣綜合利用粉煤灰燒結陶粒生產系統(tǒng)，包括煤氣發(fā)生系統(tǒng)、添加料預制系統(tǒng)和陶粒生產系統(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。

所述添加料烘干機23為滾筒烘干機，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30、稱重配料系統(tǒng)31、混料機32、攪拌成核機33、成球盤34、陶粒燒結機35、點火爐引風機301、點火爐302、陶粒冷卻機36、冷空氣引風機303、陶粒破碎機37、陶粒篩分器38和成品倉39，所述添加料倉26和粉煤灰倉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32、攪拌成核機33、成球盤34、陶粒燒結機35、陶粒冷卻機36、陶粒破碎機37、陶粒篩分器38和成品倉39依次連接，所述爐前水封罐15的煤氣出口管道與點火爐302連接，所述點火爐引風機301的出風管道與點火爐302連接，所述點火爐302與陶粒燒結機35連接，所述冷空氣引風機303的出風管道與陶粒冷卻機36連接。

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

所述添加料倉26與稱重配料系統(tǒng)31之間、粉煤灰倉30與稱重配料系統(tǒng)31之間、稱重配料系統(tǒng)31與混料機32之間、混料機32與攪拌成核機33之間以及攪拌成核機33與成球盤34之間均通過單螺旋輸送機連接。所述成球盤34與陶粒燒結機35之間、陶粒燒結機35與陶粒冷卻機36之間、陶粒冷卻機36與 陶粒破碎機37之間、陶粒破碎機37與陶粒篩分器38之間、陶粒篩分器38與成品倉39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)31精確計量后送入混料機32均勻攪拌，混合后的物料送入攪拌成核機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35，利用煤氣在點火爐302中點火后對陶粒燒結機35中的生料球進行燒結，燒結得到的陶粒送入陶粒冷卻機36中，由冷空氣引風機303鼓入空氣進行冷卻處理，最后由陶粒破碎機37和陶粒篩分器38對板結、粘接的陶粒破碎、篩分后得到粉煤灰燒結陶粒產品。

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。