本發(fā)明屬于耐火材料及高溫陶瓷領域，涉及一種含有毒醛類的添加劑的節(jié)能環(huán)保型冶金耐火材料、高溫陶瓷的混合造粒工藝及造粒裝置。

背景技術：

常規(guī)造粒工藝現(xiàn)狀：

冶金耐火材料的造粒工藝常常使用樹脂、瀝青等作為結合劑，甲醇或乙醇等醇類作為有機溶劑，造粒過程中對造粒環(huán)境要求高，后續(xù)工序的工藝及設備要求高。

1、受到環(huán)境溫度及濕度的影響，樹脂或瀝青的分散性能較差，造粒顆粒料中常有未分散的樹脂或瀝青球，細粉過多，造成料制品氣孔率、機械強度波動大，產品質量不穩(wěn)定等缺陷；

2、常規(guī)造粒工藝的顆粒料在加工制品時要求成型壓力大，最終壓力在100-180Mpa甚至以上；燒制產品溫度較高，最高溫度在940~1000攝氏度甚至以上。對設備要求高，能耗高，生產成本高；

3、常規(guī)造粒工藝通常配備烘干設備，將造好的泥料送入連續(xù)或間歇式的物料烘干機，有時甚至低溫烘烤，泥料殘余揮發(fā)份排放達到所需標準后排出，再經過冷卻后送到下道生產工序。烘干過程中原有的顆粒料或團聚，或分散，最終泥料顆粒級配不是很理想，制品各項指標穩(wěn)定性差。烘干設備自身需耗能，另外還需要對泥料進行烘干處理，其中有機揮發(fā)份的處理成本較高。

醛類作溶劑造?，F(xiàn)狀：

為改進上述部分缺陷，選用糠醛等醛類作為樹脂的溶劑，對于造粒的性能指標提高明顯，大幅改善耐火材料制品的質量，而且后續(xù)工序的成型壓力可大幅下降，燒成溫度可適當降低。

而現(xiàn)有的醛類作為添加劑進行造粒，還是有四點缺陷。

1、需要配備專門的烘干設備。

使用糠醛等醛類作為樹脂溶劑的造粒工藝，一般將物料先在一臺設備中混合造粒完成，再將泥料輸送到另外一臺或多臺設備中進行干燥、冷卻，制得合格泥料；

2、造料制備過程的各個環(huán)節(jié)中，醛類等有毒物質的泄漏對環(huán)境造成嚴重污染。

現(xiàn)有醛類作溶劑的造粒生產過程中，對周邊環(huán)境影響特別大，主要表現(xiàn)為糠醛及其蒸汽的泄漏對環(huán)境的惡劣影響。

糠醛屬劇毒，糠醛蒸氣有強烈的刺激性，并有麻醉作用，操作人員吸入、攝入或經皮膚吸收均可引起不適及中毒，后果嚴重時導致死亡。

現(xiàn)有使用糠醛等醛類作樹脂溶劑的造粒工藝，在混合造粒初期，有部分揮發(fā)物泄漏，已經對環(huán)境造成嚴重影響；混合好的泥料中殘留大部分揮發(fā)物，在隨后進行的泥料烘干及冷卻過程中，大量揮發(fā)物蒸汽揮發(fā)出來，通常對周邊環(huán)境造成嚴重污染；

3、有機揮發(fā)物的處理不當，也會有安全隱患，容易造成安全生產事故。雖然有些工廠通過引風機，將烘干過程中的含醛類等揮發(fā)份的廢氣引入焚燒室進行焚燒，但是由于烘干過程中，大量熱空氣混入，需要焚燒處理的熱空氣及醛類蒸汽的煙氣量較大，焚燒處理成本高，焚燒效果不佳。糠醛的閃點只有67攝氏度，混入空氣后，再引入焚燒室，容易引起爆炸，造成安全生產事故。

4、造粒時，造粒環(huán)境通常是常溫，為使樹脂等結合劑的分散性達到最佳狀態(tài)，必然添加更多的醛類作為溶劑溶解結合劑，造成有毒溶劑揮發(fā)量增高，浪費嚴重，污染嚴重。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種結構簡單、無需將物料多次轉移、有效防止有毒氣體泄漏，優(yōu)化造粒工藝，改善造粒環(huán)境的含醛類等有毒添加劑的高溫環(huán)保節(jié)能造粒系統(tǒng)及其造粒方法。

為實現(xiàn)本發(fā)明目的，提供了以下技術方案：一種含醛類等有毒添加劑的高溫環(huán)保節(jié)能造粒系統(tǒng)，包括造粒機、煙氣焚燒爐，其特征在于造粒機包括放置物料的筒體、安裝筒體的支架以及物料攪拌裝置，筒體包括頂端的密封機蓋，筒體底端的出料底門以及設置于筒體上用于加熱或冷卻物料的保溫裝置，筒體為密封結構，筒體頂端廢氣排氣管通過廢氣收集管路連接煙氣焚燒爐。

作為優(yōu)選，用于加熱或冷卻物料的保溫裝置為復合于筒體上的至少一層夾層，夾層內注入低溫/高溫流動介質。

作為優(yōu)選，用于加熱或冷卻物料的保溫裝置為復合于筒體上的至少一層夾層，夾層內安裝加熱/冷卻原件。

作為優(yōu)選，用于注入低溫/高溫流動介質的夾層上設置有流動介質入口和流動介質出口，流動介質入口和流動介質出口通過循環(huán)管路連接流動介質注入系統(tǒng)，流動介質注入系統(tǒng)包括通過循環(huán)管路并聯(lián)連接熱介質加熱儲罐、冷介質制冷儲罐、流體控制電磁閥以及輸送泵。

作為優(yōu)選，煙氣焚燒爐通過換熱管路連接熱介質加熱儲罐，用煙氣焚燒爐焚燒產生的熱量加熱流動介質，換熱管路上設置有換熱泵。

作為優(yōu)選，物料攪拌裝置包括從筒體頂端伸入筒內的高速轉子、由筒體底端伸入筒內的低速轉子，高速轉子通過轉動裝置連接高速攪拌電機，低速轉子通過低速傳動裝置連接低速攪拌電機。

作為優(yōu)選，低溫/高溫流動介質為水、乳化液、導熱油或氣體。

為實現(xiàn)本發(fā)明另一目的，提供了一種含醛類等有毒添加劑的高溫環(huán)保節(jié)能造粒系統(tǒng)的造粒方法，包括以下步驟：首先在夾層內通入30~150℃的熱流動介質，將一般造粒原料加入筒體中，通過筒體底部的低速轉子，速度為5~20rpm攪拌物料，進行低速攪拌，時間1~10分鐘；再通過筒體上方的高速攪拌轉子，速度為500~2000rpm，高速強力攪拌，攪拌時間為5~20分鐘，完成預混工序；再將醛類添加劑加入筒體中通過筒體底部的低速轉子攪拌物料，再通過筒體上方的高速攪拌轉子，速度為500~2000rpm，高速強力攪拌，攪拌時間為5~60分鐘，完成造粒工序；物料預混結束后，開啟廢氣管道收集管路，將可能揮發(fā)的有毒有污染的氣體引入后續(xù)的煙氣焚燒爐內焚燒，泥料則在筒體內完成物料的造粒、烘干工序，時間為3~40分鐘；混合、造粒、干燥完成后，保持開啟廢氣管道收集管路，迅速排空筒體復合夾層內的高溫流動介質，并快速注入低溫流動介質，使復合筒體筒壁溫度下降，冷卻時間約3~60分鐘，同時低速攪拌物料，直到筒體內泥料冷卻至工藝所需的合適溫度，安全出料。

作為優(yōu)選，在本發(fā)明造粒系統(tǒng)需要加熱或冷卻的過程中，將流動介質預先加熱或冷卻到設定溫度，在用輸送泵循環(huán)注入造粒機的復合層內，以保證物料造粒、干燥、冷卻所需的溫度，控制造粒進程在需要的溫度。

作為優(yōu)選，廢氣收集管路上設置有廢氣收集系統(tǒng)，廢氣收集系統(tǒng)包括真空泵或風機、控制閥門及風管等組成。

本發(fā)明有益效果：本發(fā)明整個混合、造粒、干燥、冷卻工藝在同一臺造粒裝置中完成，區(qū)別于原有工藝需多臺設備配合完成，減少有毒氣體流通泄露環(huán)節(jié)，避免了物料的二次污染；本發(fā)明在造粒初期，物料處于高溫狀態(tài)，作為結合劑的樹脂在高溫下粘度較低，分散性能相對更好，制得泥料具有非常穩(wěn)定的顆粒級配和極低的細粉量，最終制品表現(xiàn)出非常優(yōu)良的氣孔率、體積密度以及穩(wěn)定的強度性能；且結合劑及其溶劑可大幅減少使用量！

高溫造粒時使用結合劑的溶劑可調整為有毒溶劑與低毒或無毒醇類溶劑混合使用，可以大幅降低有毒溶劑的使用量。原來使用有毒溶劑量為6-12%，高溫造粒時可降低到4-5%，降低有毒溶劑使用量可達50%甚至以上，結合劑的使用量可降低10-15%。

減少了有毒蒸汽泄漏風險；造粒結束，在同一臺設備中，將泥料迅速冷卻至工藝所需的合適溫度，同時也能夠將封閉在設備中揮發(fā)的糠醛蒸汽冷卻，大大降低糠醛蒸汽泄漏風險；集混合、造粒、烘干、冷卻于一體，造粒綜合成本非常低。操作中產生的有毒蒸汽封閉在一臺裝置中，經過封閉管道引到焚燒爐進行焚燒處理，有效解決了有毒蒸汽對周圍環(huán)境帶來的惡劣影響；同時安全焚燒有毒煙氣，避免爆炸等安全事故的發(fā)生；該造粒工藝對環(huán)境變化的影響極小，在提高泥料質量同時能夠改善了操作環(huán)境，避免泄漏的糠醛氣體對操作人員的傷害。也減少周圍環(huán)境對物料的影響，環(huán)保效果明顯。

本發(fā)明在造粒后期直接快速干燥，不需要另外增加干燥設備工藝。直接減少烘干設備，一方面無需對烘干設備加熱，另一方面減少了烘干過程的熱損失?？梢詫⒗涞牧鲃咏橘|引入焚燒爐內或焚燒爐排煙筒，利用廢氣焚燒產生的熱量加熱流動介質，或者通過熱交換器把焚燒產生的熱量加熱流動介質。相比較傳統(tǒng)造粒工藝，節(jié)能效果明顯。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施方式

實施例1：一種含醛類等有毒添加劑的高溫環(huán)保節(jié)能造粒系統(tǒng)，包括造粒機1、煙氣焚燒爐2，造粒機1包括放置物料的筒體1.1、安裝筒體1.1的支架1.2以及物料攪拌裝置，筒體1.1為傾斜設置，傾斜角度為與豎直方向的夾角5~35°，物料攪拌裝置包括從筒體1.1頂端伸入筒內的高速轉子3、由筒體1.1底端伸入筒內的低速轉子4，高速轉子3通過傳動裝置連接高速攪拌電機5，低速轉子4通過低速傳動裝置連接低速攪拌電機6。筒體1.1包括頂端的密封機蓋1.2，筒體1.1底端的出料底門1.3以及復合于筒體1.1上的一層夾層1.4，夾層1.4可以設置在筒底、筒壁或筒蓋，夾層1.4內注入低溫/高溫流動介質，低溫/高溫流動介質為水、乳化液、導熱油或氣體，筒體1.1為密封結構，筒體1.1頂端廢氣排氣管7通過廢氣收集管路8連接煙氣焚燒爐2。注入低溫/高溫流動介質的夾層1.4上設置有流動介質入口和流動介質出口，流動介質入口和流動介質出口通過循環(huán)管路9連接流動介質注入系統(tǒng)，流動介質注入系統(tǒng)包括通過循環(huán)管路9并聯(lián)連接熱介質加熱儲罐10、冷介質制冷儲罐11、流體控制電磁閥以及輸送泵13。流體控制電磁閥包括循環(huán)電磁閥16、熱回電磁閥17、冷回電磁閥18、熱補電磁閥19、冷補電磁閥20、熱出電磁閥21、冷出電磁閥22以及排空電磁閥23，循環(huán)管路9上設置有輸入管路、插裝閥及控制閥塊24、排出管路、插裝閥及控制閥塊25、補液泵26、集液池27，熱介質加熱儲罐10上設置有熱介質液位計28、加熱元件及溫控29；冷介質制冷儲罐11上設置有冷介質液位計30、制冷元件及溫控31；

煙氣焚燒爐2包括點火模塊32；組合燒嘴33；焚燒爐支架34；排煙煙筒35。

廢氣收集管路8上設置有廢氣引風機14、廢氣收集風管及控制閥15。

實施例2：煙氣焚燒爐2通過換熱管路連接熱介質加熱儲罐10，用煙氣焚燒爐2焚燒產生的熱量加熱流動介質，換熱管路上設置有換熱泵。

實施例3：一種含醛類等有毒添加劑的高溫環(huán)保節(jié)能造粒系統(tǒng)的造粒方法，包括以下步驟：首先在夾層內通入30~150℃的熱流動介質，將一般造粒原料加入筒體中，通過筒體底部的低速轉子，速度為5~20rpm攪拌物料，進行低速攪拌，時間1~10分鐘；再通過筒體上方的高速攪拌轉子，速度為500~2000rpm，高速強力攪拌，攪拌時間為5~20分鐘，完成預混工序；再將醛類添加劑加入筒體中通過筒體底部的低速轉子攪拌物料，再通過筒體上方的高速攪拌轉子，速度為500~2000rpm，高速強力攪拌，攪拌時間為5~60分鐘，完成造粒工序；物料預混結束后，開啟廢氣管道收集管路，將可能揮發(fā)的有毒有污染的氣體引入后續(xù)的煙氣焚燒爐內焚燒，泥料則在筒體內完成物料的造粒、烘干工序，時間為3~40分鐘；混合、造粒、干燥完成后，保持開啟廢氣管道收集管路，迅速排空筒體復合夾層內的高溫流動介質，并快速注入低溫流動介質，使復合筒體筒壁溫度下降，冷卻時間約3~60分鐘，同時低速攪拌物料，直到筒體內泥料冷卻至工藝所需的合適溫度，安全出料。

造粒原料包括以質量百分比計：結合劑（2~15%）、骨料（5~80%）、添加劑（0~15%）、粉料（2~80%）、石墨（0~35%）；

骨料為電熔氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯、氧化硅、氧化鋁、碳粒的一種或組合。

粉料為粒徑小于0.074毫米的電熔氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯、氧化硅、氧化鋁、碳粒、石墨的一種或組合。

結合劑為粉狀樹脂與溶劑的組合。

所述溶劑為糠醛、甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇、糠醇、丙三醇的一種或組合。

添加劑為金屬硅粉、鋁粉、碳化硅、碳化硼等碳化物、氮化硅、氮化硼、氮化鋁等氮化物，其中的一種或多種混合物添加量為0~8%。

實施例4：造粒筒體加溫到50℃，經加料→預混→加入樹脂→有毒溶劑→造?！稍铩隽稀鋮s（石墨23%，電熔氧化鋁顆粒55，氧化鋁微粉15%，金屬硅粉3%，碳化硅粉4%，粉狀樹脂12%，溶劑8.5%）

實施例5：造粒筒體加溫到60℃，經加料→預混→加入樹脂→有毒溶劑→造?！稍铩隽稀鋮s（石墨25%，電熔氧化鋁顆粒45，電熔氧化鋁顆粒5%，氧化鋁微粉10%，金屬硅粉3%，碳化硅粉4%，粉狀樹脂12%，有毒溶劑4.5%+乙醇4%）

實施例6：造粒筒體加溫到70℃，經加料→預混→加入樹脂→有毒溶劑→造?！稍铩隽稀鋮s（石墨12%，電熔氧化鋯顆粒35，氧化鋯微粉45%，金屬硅粉3%，碳化硅粉4%，碳化硼1%，樹脂7%，有毒溶劑3%+乙醇2%)

制品性能指標：