本發(fā)明涉及煤矸石工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝。

背景技術(shù)：

1、煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石。

2、煤矸石的主要成分為硅酸鹽物質(zhì)（sio2含量大于63%，al2o3含量大于18%），非常適合燒制陶粒（高強輕骨料），并且由于其存在一定的含碳量，因此含有熱值，進而在燒制過程中可降低燃料的使用量。

3、然而，當前國內(nèi)采用煤矸石燒制陶粒所利用的一般為低熱值煤矸石，其熱值一般控制在500kcal/kg以內(nèi)。當煤矸石熱值達到1000kcal/kg后，既達不到作為煤直接燃燒的使用條件，當前也沒有好的利用途徑，一般作為固體廢棄物直接堆存排放。

4、其主要原因是利用高熱值的煤矸石燒制陶粒的過程中，隨著溫度的升高，煤矸石中會析出揮發(fā)份可燃氣體，該可燃氣體析出后會劇烈燃燒，將環(huán)境溫度瞬間升至1000℃以上，導致料球表面快速熔融形成一層玻璃化硬殼，阻礙空氣進入料球內(nèi)部與煤矸石中的固定碳進行氧化反應，一方面導致了產(chǎn)品內(nèi)部存在未燃盡的固定碳，使得產(chǎn)品質(zhì)量不達標，另一方面從煤矸石中析出的揮發(fā)份氣體沒有得到有效的利用，造成了能源浪費。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決前述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝，該煤矸石資源化的工藝通過及時將煤矸石中析出的揮發(fā)份氣體進行分離，并將其轉(zhuǎn)移至燒結(jié)環(huán)節(jié)，一方面避免了揮發(fā)份氣體實時燃燒導致的產(chǎn)品質(zhì)量不達標問題，另一方面實現(xiàn)了揮發(fā)份氣體的有效利用，避免了能源浪費的問題，具體是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

2、本發(fā)明一種高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝，包括以下步驟：

3、s1、將煤矸石破碎粉磨并加水攪拌造粒，得到煤矸石濕料球，將濕料球投入烘干機，并向內(nèi)通入第一煙氣，得到煤矸石干料球和第一尾氣。

4、s2、將煤矸石干料球投入熱解窯，并向內(nèi)通入第二煙氣對煤矸石干料球進行熱解，得到第一固體料球、第一氣體和第二尾氣，所述第一氣體在絕氧條件下收集，所述第二尾氣降溫得到所述第一煙氣。

5、s3、將所述第一固體料球趁熱投入脫碳機，并向內(nèi)通入第三煙氣和第一熱風對所述第一固體料球進行脫碳，得到第二固體料球和所述第二煙氣。

6、s4、將所述第二固體料球趁熱投入燒結(jié)窯，并向內(nèi)通入所述第一氣體和第二熱風對所述第二固體料球進行燒結(jié)，得到第三固體料球和所述第三煙氣。

7、s5、將所述第三固體料球趁熱投入冷卻機，向冷卻機內(nèi)吹入常溫空氣進行冷卻，得到成品料球、所述第一熱風和所述第二熱風。

8、優(yōu)選的，步驟s2中，所述熱解窯為內(nèi)外套設(shè)的雙層筒體結(jié)構(gòu)，所述煤矸石干料球在內(nèi)筒中移動，所述第二煙氣從內(nèi)筒和外筒之間的間隙內(nèi)通過，內(nèi)筒內(nèi)部為絕氧環(huán)境，并且內(nèi)筒與密封氣室連通，所述密封氣室能夠收集所述第一氣體。

9、優(yōu)選的，步驟s4中，所述燒結(jié)窯采用瀑落式回轉(zhuǎn)窯，窯體為流線體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有三葉凸起。

10、優(yōu)選的，步驟s5中，將所述第三固體料球進行冷卻的具體操作步驟為：

11、step1、將冷卻機分為高溫區(qū)、低溫區(qū)、成品區(qū)。

12、step2、將瀑落式回轉(zhuǎn)窯底部卸出的成品料球趁熱投入高溫區(qū)，通過第一鼓風機向高溫區(qū)內(nèi)吹風，得到第一冷卻成品和所述第二熱風。

13、step3、將所述第一冷卻成品轉(zhuǎn)移至低溫區(qū)，通過第二鼓風機向低溫區(qū)內(nèi)吹風，得到第二冷卻成品和所述第一熱風。

14、step4、將所述第二冷卻成品轉(zhuǎn)移至成品區(qū)空冷，得到成品料球。

15、優(yōu)選的，步驟s1中，所述烘干機的內(nèi)部溫度為120～160℃，并且所述第一煙氣的溫度為200℃。

16、優(yōu)選的，步驟s2中，所述熱解窯內(nèi)的熱解溫度為300～500℃，通入的所述第二煙氣的溫度為700℃，得到的所述第一固體料球溫度為400℃，所述第二尾氣的溫度為500℃，所述第一氣體為煤矸石析出的揮發(fā)份氣體。

17、優(yōu)選的，步驟s3中，脫碳機內(nèi)的脫碳溫度為650～720℃，通入的所述第三煙氣的溫度為900℃，通入的所述第一熱風的溫度為250℃，得到的所述第二固體料球的溫度為700℃。

18、優(yōu)選的，步驟s4中，所述燒結(jié)窯內(nèi)的燒結(jié)溫度為1050～1150℃，通入的所述第二熱風的溫度為500℃，得到的所述第三固體的溫度為950℃。

19、優(yōu)選的，步驟step2中，所述第一冷卻成品的溫度為550℃，step3中，所述第二冷卻成品的溫度為300℃，step4中，得到的所述成品料球的溫度為80℃。

20、優(yōu)選的，步驟s2中，將所述第二尾氣通入余熱回收設(shè)備降溫得到所述第一煙氣。

21、采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：

22、1、該工藝有效利用了高熱值煤矸石中能量含量高，使生產(chǎn)線不需要使用額外熱源，經(jīng)濟環(huán)保。

23、2、通過將煤矸石中析出的揮發(fā)份氣體與煤矸石固體的分離，避免了在升溫環(huán)節(jié)揮發(fā)份氣體的劇烈燃燒導致升溫過快，從而能夠徹底將煤矸石固體料球中的水分烘干，并將固體料球中的固定碳徹底氧化消耗，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

24、3、通過脫碳機及燒結(jié)窯的不同工藝溫度，生產(chǎn)出保水陶粒和高強陶粒兩種產(chǎn)品，使產(chǎn)品有了更廣泛的應用場景。

25、4、通過循環(huán)方式將最終固體料球冷卻環(huán)節(jié)、燒結(jié)環(huán)節(jié)、脫碳環(huán)節(jié)和熱解環(huán)節(jié)的熱量富余通過煙氣循環(huán)進行及時的回收利用，大大降低了整體能量的消耗。

技術(shù)特征：

1.一種高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝，其特征在于包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝，其特征在于：

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及煤矸石工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種高熱值煤矸石制高強輕骨料的工藝，包括烘干環(huán)節(jié)、熱解環(huán)節(jié)、脫碳環(huán)節(jié)、燒結(jié)環(huán)節(jié)和冷卻環(huán)節(jié)，其中煤矸石濕料球依次經(jīng)過烘干、熱解、脫碳、冷卻得到保水陶粒；煤矸石濕料球依次經(jīng)過烘干、熱解、脫碳、燒結(jié)、冷卻得到高強陶粒；冷卻環(huán)節(jié)的高溫熱風通入燒結(jié)環(huán)節(jié)，冷卻環(huán)節(jié)的低溫熱風通入脫碳環(huán)節(jié)，并且各個環(huán)節(jié)的尾氣作為高溫煙氣向前部環(huán)節(jié)循環(huán)利用，降低了工藝產(chǎn)線的整體能耗；熱解環(huán)節(jié)將煤矸石中的析出氣體進行收集并作為燃料通入燒結(jié)窯，使得整體產(chǎn)線不需要額外的能量輸入，另外通過熱解和脫碳有效降低了陶粒內(nèi)的碳含量，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：趙祥鋒,馬凱,馬連濤,王東,溫鵬,林麗萍,王旋
受保護的技術(shù)使用者：山東恒遠利廢技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26