利用固体废弃物生产烧结陶粒的工艺及系统的制作方法

专利名称：利用固体废弃物生产烧结陶粒的工艺及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及环保生产技术及装备制作领域，特别涉及一种利用固体废弃物为原料、采用动态烧结生产线生产烧结陶粒的工艺，同时还涉及一种系统。
背景技术：
利用固体废弃物和不可再生资源为原料，采用烧结工艺生产陶粒在国内外比较成熟。其中，固体废弃物包括工业废弃物(粉煤灰、电石灰、电解渣、脱硫石膏、冶炼渣等)、城市垃圾、建筑垃圾、城市污泥、淤泥、矿区尾矿、(煤矸石、尾矿渣)等，不可再生资源包括粘土、 页岩、泥岩、浮石、沸石、煤等。烧结工艺主要是机立窑烧结工艺、回转窑烧结工艺、动态烧结工艺与静态烧结工艺，其中机立窑烧结工艺由于耗能大，产品质量不稳定而淘汰；回转窑烧结工艺是一种膨胀型烧结工艺；动态烧结工艺是烧实型烧结工艺；静态烧结工艺是介于两种工艺之间，国内创新的一种工艺。自英国鲍罗莱泰克公司在上世纪五十年代末在英国伦敦建立第一个采用烧结机工艺(动态烧结技术)生产粉煤灰陶粒，由于其产量大、生产效率高、产品质量好、生产控制方便灵活、无结窑、易于稳定生产、且对粉煤灰的化学成分要求较低等特点而在国际上广为推广，国内1965年试制建成第一条5万m3/a烧结机生产线，由于其他原因而停产。作为本发明的申请人，本公司通过这些年对原生产线的不断完善、改造，研发生产出适用于各领域的陶粒产品，取得一定的收效，通过各种分析及调研，认为国家在 “十二 ·五”期间转变经济发展方式、增强自主创新能力，大力发展高新技术产品，转变经济发展方式，培育和发展战略性新兴产业的相关政策，并将战略性新兴产业中节能环保产业排在首位，而研究、推广重大节能环保装备制造及世界先进技术、工艺、新颖产品是当前的发展趋势；包头地区是重工业生产基地、具有装备制造的能力；通过几年的实践经验和操作技能，掌握了设计、制造、生产动态烧结技术、工艺、设备水平；环保产业及应用市场急需具有世界先进水平、功能齐全、操作可靠的环保专业装备；国家大力发展循环经济、绿色经济、低碳经济，利用固体废弃物生产烧结陶粒替代不可再生资源(砾石、沙子)的市场潜力和必然趋势。进行研发、设计具有世界先进水平，立足于国内需求的创新技术及工艺装备是必需的，也是可行的。

发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种利用固体废弃物为原料生产烧结陶粒的动态烧结新工艺，通过系统改善现有工艺(采用世界先进技术工艺和自主创新技术相结合)，使改进后的生产工艺具有世界先进性、可靠性高、连续性强、准确性好以及操作方便、 使用安全的特点，并达到世界当今先进技术水平；本发明的目的之二是提供一种利用固体废弃物生产烧结陶粒的系统。本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的 该利用固体废弃物生产烧结陶粒的工艺，包括下列步骤1)备料根据工艺需要，将块状或糊状的煤矸石以及粘结剂采用烘干或自然干燥方式使其干燥后，再通过破碎、粉磨、筛分后，合格的粉料装入储料罐；而合格的粉煤灰直接送到储料罐保存；
2)配制对于符合质量要求的原料，由计算机控制，螺旋计量称进行连续按比例配送
料；
3)干料混合均勻按照重量份额比例的料，通过特殊的密封混料斗同时连续输送到双螺旋搅拌机干粉混合搅拌均勻，并测定其含水率及均混状态；
4)搅拌混合均勻的干粉料，由单螺旋输送机、斗式提升机连续输送到双叶片搅拌成核机的前部，并输入一定量的水进行湿混；
5)成核连续输送的湿混料进入双叶片搅拌成核机后部，并配制合理水实现混料中有大于10%的晶核；
6)成球将含有晶核的湿混料通过皮带输送机，连续进入成球盘，并根据工艺要求调整配制水量，进行成球，成型的料球自动由挡板边滚入输送皮带；
7)剔除将大于和小于规定粒径的球从双辊道剔除机剔除，大球挑选并回收利用；
8)输送布料合格生料球由皮带输送机、摆式皮带机通过布料斗均勻连续布到烧结机小车炉排上；
9)烧结湿料球经过干燥区，进行干燥、脱水、使湿料球的含水率达到3—5%，所述干燥区温度50 80°C，由烧结机余热回收分配定量控制，烧结区按照烧结曲线工艺要求进行升温、点火、灼烧、保温，最后进入降温、冷却区冷却，陶粒出机温度< 50°C ；
10)筛分经由双辊破碎机破离、平板振动筛筛分；
11)成品入库筛分后的分级陶粒，按不同规格粒径，由皮带输送机分输到各自料堆，装袋、入库。在步骤2)中，按重量份计，所述煤矸石所占份数为3 10份，所述粘接剂所占份数为(Γ5份，所述粉煤灰所占份数为85 97份；
在步骤4)中，按重量份计，搅拌后得到的产物所占份数为95 97份，水的份数为;Γ5
份；
在步骤5)中，按重量份计，混合湿料所占份数为96 98份，水的份数为2 4份，晶核出成率> 10%。进一步，在步骤1)中，煤矸石粉、粘接剂粉和粉煤灰分别输送到煤矸石粉储罐、粘接剂粉储罐和粉煤灰储罐中，并按照配制比例通过螺旋计量称称得需要的重量，并同时输出至装有密封混料斗的双螺旋搅拌机中；
进一步，所述成球盘为至少两台，直径为Φ3. 2^3. 8m，可通过变频调速改变角速度并调整倾角、挡板高度、刮板位置及供水状态及供水量，实现陶粒级配选择；
进一步，在步骤6)中，当供料出现问题时，通过反转摆式皮带机使废料从废料口掉落到底层废料车中回收；
进一步，在步骤7)中，在剔除装置的底部设置倾斜导板，微小颗粒和粉状物由倾斜导板集中从废料口掉落到底层废料车中回收；
进一步，在步骤9)中，整个烧结过程要严格按照烧成曲线操作，即干燥、升温、点火区域温度、点火温度、灼烧、恒温、降温、冷却，干燥为50—80°C，升温为150— 180°C /min,点火区域温度为900— 1000°C，点火温度为950— 1150°C，灼烧为1250— 1350°C，恒温为1200°C， 降温为 150— 180°C /min。本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的
所述系统包括块状料破碎/磨粉/筛分子系统、配料计量子系统、搅拌成核子系统、成球子系统、剔除/输送子系统、烧结子系统和破碎/振动/筛分子系统；
所述块状料破碎/磨粉/筛分子系统包括依次连接的喂料斗、破碎机、粉磨装置、引风机和旋风分离器，分离后的块状料粉末，通过单螺旋输送机输送至密封储罐；
所述配料计量子系统包括分别用于存放各种粉料的密封储罐及对应电磁控制阀，电磁阀通过软连接与对应螺旋计量称连接，螺旋计量称的出口均与密封混料斗对应接口软连接，各种粉料通过密封混料斗同时连续进入双螺旋搅拌机，经混合搅拌均勻的干灰从输出口输送至双叶片搅拌成核子系统；
所述搅拌成核子系统由双叶片搅拌成核机、供水装置、输送系统构成，所述双叶片搅拌成核机前半部为搅拌系统，将干粉料搅拌至含有一定湿度的均勻混合料，后半部为双轴单螺旋叶片成核装置，确保> 10%晶核，所述供水系统用于提供定压的雾状水；
所述成球子系统包括至少两个成球盘及皮带输送，成球好的湿料球进入剔除/输送子系统；
所述剔除/输送子系统包括双层辊子剔除装置，用于将大于和小于规格尺寸的湿料球及粉料剔除，大料球由上层回收待用，小料球和粉料由倾斜导板集中从废料口掉落到底层废料车中回收。合格料球由皮带输送机和摆式皮带机均勻输送到烧结系统的烧结机布料斗；
结子系统包括烧结设备、点火装置、负压除尘系统；烧结设备采用烧结机，点火装置为点火炉，负压除尘系统包括多个负压风筒和除尘器，其中烧结机包括前段的干燥、升温、点火区和中段的点火、灼热区，后段的降温、冷却区；通过烧结机烧结成型的产品输送至破碎、 振动、筛分子系统；
所述出料筛分子系统包括双辊破碎机和平板振动筛，所述双辊破碎机用于将烧结机输出的陶粒产品进行破碎，分离后的陶粒产品输送至平板振动筛，经振动筛筛分后的合格产品由各皮带输送机输出。进一步，干燥、升温、点火区的下方设置有1 2#负压风筒，负压风筒的排气端连接 1#负压室，通过1#引风机将烟气从1 #烟囱排出，蒸汽通过冷凝回收；
所述点火、灼热区的下方设置有3 6#负压风筒，所述负压风筒的排气端连接2#负压室，姊负压室的出口端连接除尘器，通过姊引风机将除尘后符合环保要求的烟气从2 #烟囱排出；
沿烧结机的长度方向还包括设置在末段的降温、冷却区，所述冷却区的下方设置有 7 10#负压风筒，所述负压风筒的排气端也连接至2#负压室；
每个负压风筒均安置真空表、流量计及温度测量装置，其采集的信号输送至中控室计算机并通过可控电磁阀调整负压风筒的控制量；
进一步，所述点火、灼热区的负压管道(3 6#)安装套筒式余热回收装置，由引风机将空气连续吸入，通过热交换，降低负压管道温度并通过分气阀将热量输出到各需要位置； 进一步，所述破碎振动筛分子系统安置在密封仓中，所述密封仓与降温、冷却区的最后一个负压风筒(10#)相连接，经振动筛筛分合格产品由架式皮带输送机输出，粉尘和小颗粒产品沉降在密封仓地面，定期回收分类入库，粉尘由降温、冷却区的最末端负压风筒(10#) 抽至姊负压室。本发明的有益效果是
1)本发明的系统按照绿色设计理念，生态原理进行设计。整条工艺线采用计算机控制、 传感器、信息反馈、互锁互动和应急处理装置，自动化程度高，人机对話，控制性好；
2)本发明在设计过程中遵照国家当前节能减排相关政策，符合文明清洁生产和安全卫生操作，不会产生新的固体废弃物(Φ5——20mm为陶粒，Φ0. 16——5mm为陶砂，< Φ0. 16 mm为陶土)和污水、满足城市排放标准，同时采用套筒式余热回收装置，将热能回收利用，降低了成本，减少了温室效应，符合节能环保理念；
3)本发明按照达到世界领先水平，可持续发展为原则，充分运用国内外先进技术、工艺与自主创新相结合的设计理念。实施绿色产业的“三个确保，一个提高”的发展目标作为制造业的根本，具体有如下创意。①采用同时连续均勻计量、进料，并预先使用双螺旋搅拌机干搅拌，确保大配比的几种原料(例如建筑陶粒、粉煤灰占95——97%，煤矸石粉占3——5%)混合均勻，并随时计算机检测烧失量和含水率，确保下道工艺的可靠性；
②发明了双叶片搅拌成核机，实现粉料搅拌与成核一次性完成，确保核质量；
③在成球盘增加变频技术、调配角速度。下一步将决定成球质量的六要素实现人机界面的控制；
④增加双层辊道式剔除机，一方面将大于规格级配的湿料球和小于规格级配和多余湿料粉，分别从上层和下层剔除，确保湿料球的规格尺寸和布料后的空隙率，确保烧结质量； 另一方面湿料球在辊道上进一步滚实，提高强度；第三能降低烧结能耗、节约成本、提高除尘率。⑤采用新型小车挡板结构，消灭燃烧死区。实现整个烧结过程中料球烧结、灼热、 恒温、降温的一致性，提高产品性能和成品率，并节约成本；
⑥科学配置烧结曲线，及时调整小车走速、布料厚度、烧结区域温度、点火温度、灼烧、 恒温时间、温度及降温的关系，即达到节约能源，又确保生产产量及质量；
⑦本设计控制点火燃料(煤气、焦炉煤气等)的纯度和压力，确保最佳混合气体的比例和温度的先进结构、达到节约能耗、提高燃料的利用率；
⑧负压系统采用全密封结构，粉尘和小料球集中收集、排放，不会造成二次污染，各负压管筒均安置真空度表、流量计、温度的测量装置及反馈装置，确保科学分布，合理调整；
⑨负压系统中的两个负压室均按照气体流体力学原理进行结构设计，减少原设计产生的涡流现象，达到节能效果；
⑩在整个系统尽量采用国内外先进、科学、性能可靠的工艺技术及装置(如烧结机传动系统选择柔性传动装置，干油集中润滑系统，重锤平衡装置，勻速变速技术及烧结机头、机尾密封等技术，改善烧结机的工作性能，减少起拱现象，降低漏风率。)达到绿色设计，绿色制造，绿色产品的生态理念。4)本发明在选配料上，可实现100%采用固体废弃物(粉煤灰、煤矸石、生活污泥、 铝灰、电解灰、冶金渣、建筑垃圾、焚烧后的生活垃圾粉状物……)为制作陶粒的原材料，经
8一定比例的配制及加工工艺，烧结成适用于建筑、交通、基础设施等方面的建筑陶粒(含超强保温陶粒)；用于城市给排水治理，水源地初污染综合治理、人工湿地填料、油水分离、工业废水回收、空气净化过滤等生物陶粒；用于农业无土栽培基质、土壤改良、城市装饰、绿化等花卉陶粒、树池陶粒、彩绘陶粒；用于余压、余热回收的蓄热球，隔热耐火保温用陶砂、陶土(1200°C以下)。该技术装备的推广应用即可解决固废物的减量化、循环化、资源化，也可替代不可再生资源(砾石、石英砂、煤、粘土、塑料填料、沸石等)，恢复地球生态、实现绿色经济、循环经济和低碳经济。本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。


为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中
图1为本发明的工艺流程示意图2为块状料破碎/磨粉/筛分子系统的结构组成示意图； 图3为配料计量子系统的结构组成示意图4为包括搅拌成核子系统、成球子系统、剔除/输送子系统在内的结构组成示意图； 图5为烧结子系统的结构组成示意图； 图6为破碎/振动/筛分子系统的结构组成示意图。
具体实施例方式以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。如图1所示，本发明的利用固体废弃物生产烧结陶粒的工艺，主要包括下列步骤
1)备料固废物可为粉状、糊状、块状。根据工艺需要，将块状(或糊状)的(如煤矸石、 尾矿渣、泥)进行烘干(或自然干燥)、破碎、粉磨、筛分、合格粉料进入储料罐。而合格的粉末 (如粉煤灰)直接由罐车汽送到储料罐保存；
2)配制对于符合质量要求的原料，由计算机控制，螺旋计量称按比例进行连续计量、 配送料；
3)干料混合均勻按照重量份额比例的料，通过特殊的密封混料斗(份额小的从中心， 份额大的从外部)同时连续输送到双螺旋搅拌机干粉混合搅拌均勻，并测定其含水率及均混状态(抽检烧失量)；
4)搅拌混合均勻的干粉料，由单螺旋输送机、斗式提升机连续输送到双叶片搅拌成核机的前部，并配置一定量(水压、水流量、水状态)的城市饮用水(或根据用户实际的需求而混合的外加剂水溶液)进行湿混；
5)成核连续输送的湿混料进入双叶片搅拌成核机后部，并配制合理水(或水溶液)实现混料中有大于10%的晶核；6)成球将含有晶核的湿混料(具有一定的含水率)通过皮带输送机，连续进入成球盘， 并根据工艺要求配制水量，进行成球(按照陶粒技术性能、粒径级配调整成球盘的倾角、角速度、挡板高度、刮板位置、进料量和配水量及状态)。成型的料球(an高度自由落体，生料球不破碎、变形)自动由挡板落入输送皮带；
7)剔除将大于和小于规定粒径的球(含湿粉)从双辊道剔除机剔除，大球挑选并回收利用；
8)输送布料合格生料球由皮带输送机、摆式皮带机通过布料斗均勻连续布到烧结机小车炉排上；
9)烧结湿料球经过干燥区(干燥区温度50 80°C，由烧结机余热回收分配定量控制) 进行干燥、脱水、使湿料球的含水率达到3—5%，烧结区按照烧结曲线工艺要求进行升温、点火、灼烧、保温，最后进入降温、冷却区冷却，陶粒出机温度< 50°C ；
10)筛分本工艺如果配制合理，原则不会产生板结、粘接现象，但由于操作、控制不当出现粘接球，经由双辊破碎机破离、平板振动筛(按用户需求、选配几层筛网)筛分；
11)成品入库筛分后的成品陶粒，按不同规格粒径、级配，由皮带输送机分输到各自料堆(如有条件可增加计量、装袋、封口、输送到制定成品库)。在实际运行中，粉煤灰采用当地电厂排出的混级干灰，经罐车输送到粉煤灰储罐。 进入场地检测粉煤灰粒度、含水率、温度、烧失量；煤矸石为购自当地洗煤厂的煤矸石，经自然干燥、破碎、磨制、筛分、输送至煤矸石粉储罐。材质检测烧失量、低碳值、含水率、粒度。作为进一步的改进，煤矸石、粘接剂和粉煤灰分别装载于煤矸石粉储罐、粘接剂粉储罐和粉煤灰储罐中，并按照比例通过螺旋计量称称得所需要的重量并输送至密封混料斗中。本发明的方法各步骤具有如下优点
1)备料阶段原生产线，粉煤灰输送量大、原设计车间内外各安装一台(80 loot)粉煤灰储罐，用一倾角> 60度角的单螺旋输送机连接(维反单螺旋输送机的安装要求)，目的是降低内罐粉煤灰温度、不因装料时冲击配料。而本发明改变其不合理工艺，根据单班生产能力等因素选择两台粉煤灰储罐(> loot)平行放置在车间外、出灰采用电磁阀控制、并用一裤衩接头与单螺旋输送机软连接， 这样即解决出料的平稳可靠，又符合单螺旋输送机的安装条件。2)干料混合阶段原生产线，粉煤灰输送量大，反放在单螺旋输送器中部入口。由于料量多而出现摊堆现象，使输送量小的煤矸石粉由于放在单螺旋输送器的尾部入口，难以同时混拌，造成混料不均；
而本发明将小配比料和大配比料同时由同一供料口(密封混料斗)进入双螺旋卧式搅拌机。小配比在中心，大配比料由四周同时进入，并增加干粉搅拌，测验混合料的烧失量和含水率保证混料均勻性并为下道工序服务。3)成核阶段原生产线混合料经斗提、单螺旋、双螺旋、双叶片搅拌、成核(含有大于10%晶核的料粉)，通过实际应用感觉有些设备重复、耗能大(合计60kw电机功率)、而工艺繁杂，难以控制混料质量；
本发明通过干混料，直接由斗提、单螺旋、进入双轴叶片搅拌成核机(自主创新设备)前半部进行湿混搅拌，后半部完成成核工艺。该工艺和设备即可保证混料后形成含量大于10%的晶核和含水率小于6 9%的混合粉，同时减少10 — 15kw耗电量；
4)成球阶段原生产线用一个Φ4.an成球盘经皮带输送到成球盘合理位置，通过倾角、角速度调整，而成合格的湿料球。原工艺的成球盘无法调速，难以扩大湿料球粒径范围， 且无法适应市场量变化；
本发明采用两台Φ3.2 3. 8m成球盘，变频调速可根据合同需求，合理调配，制成不同规格、尺寸的陶粒级配。并按照市场量要求，选择1台或2台同时工作，或由于一台事故时不会影响正常生产；
5)输送、剔除阶段原生产线由成球盘流出湿料球、人工剔除大球、其它球及小球均由皮带机、摆式皮带机均勻输送到烧结机，当供料出现问题时，摆式皮带机反转，将废料从废料口掉落到底层废料车中回收，该工艺不能保证湿料球的粒径、级配，又由于湿粉作用、影响烧结机布料厚度的空隙率、同时大球烧不透、影响产品质量；
而本发明考虑到湿料球的粒径、级配要求，增加剔除装置，将大球由人工剔除改为机械剔除，小球和粉状物由倾斜导板集中从废料口掉落到底层废料车中回收，从而保证粒度范围，保证烧结机布料层的空隙率，提高烧结工艺质量，而且大球集中统一再烧结、满足特殊用户要求；
6)烧结阶段由于湿料球(一般含水率9 1 之间)直接进入高温区，容易产生炸球， 爆皮等现象，阻塞湿料球(250— 300mm厚度)的空隙率，破坏负压系统造成局部均烧产品融化、结板，需停车清理、检修影响正常生产；
本发明根据科学严谨的烧结曲线，前段增加干燥区，湿料球经过此段时，通过(50 80 度)余热回收热干燥和负压作用，加快湿料球的水分挥发并保证湿料球含水率3—5%，且不影响其粘结强度。后按150— 180°C速度升温，直至到点火炉区域温度，从而避免了上述问题的产生；
在烧结阶段，主要解决了以下问题
(1)由于湿料球(含水率8——1 之间)直接进入点火装置容易产生炸球、爆皮现象，阻碍料球(布料厚度Φ250——300 mm)的孔隙率，造成供氧、吸风，烧成不好而产生局部融化， 板结，导致停车整理以及烧毁电机等事故，而本发明添加干燥装置(干燥温度50——80°C )， 利用余热回收分配热源，加快湿料球中水分均勻挥发，并保证湿料球强度。(2)对各负压箱(或筒)均设置真空表、流量计、温度计量装置，并计算机监控，便于及时反馈、调整，确保产品质量、设备安全、生产流畅。(3)采用套筒式回收余热，将回收热量一部用于空气干燥分流，一部用于混合燃气中的热空气，尚有多余可作为职工澡堂的加热源，实现节能环保、卫生。(4)干燥排出大量水蒸气冷凝回收。(5)该系统尽量采用国内外先进的柔性传动机构，干油集中润滑系统，重锤平衡装置，勻速变速技术及烧结机头、机尾密封。改善烧结机传动系统，减少起拱现象，降低漏风率，达到节能降耗。(6)改变烧结机挡板结构，消除燃烧死区，提高产品出成率。(7)点火系统按照用户实际热源条件(煤气、焦炉煤气、高炉煤气、天然气、油、煤粉等)设计系统结构及喷嘴结构。7)破碎阶段由于带式烧结机工艺所烧结的陶粒产品，原则不互相粘连，但由于操作不当或其它等原因，有可能产生粘连和板结现象，原生产线对粘连体用链式输送机在输送过程中产生的互相摩擦、碰撞而分开，损伤设备，而产生的板结块，人工在小车上进行剔除，工作量大且不安全。本发明采用双轴对辊破碎机代替原链式输送机，进行粘接料、板结料的破碎，提高出成率，同时减小排料口占地；
8)筛分阶段破碎料经卡式皮带机输送到震振动筛筛分，合格产品由架式皮带输送机输出。破碎、筛分阶段均安置在密封的带有一定负压的密封仓中，而筛分下的粉尘和小颗粒产品沉降在负压仓地面、定期回收，微粉由负压抽出，确保无粉尘渗出，达到国家排放标准， 作为进一步的改进，还可以在密封仓设置水雾除尘系统解决粉尘问题。本发明所关系到生产线生产能力范围为10万m3/a、15万m3/a、20万m3/a、40万m3/ a，产品规格为Φ3 5讓、Φ5 16讓、Φ5 25mm连续级，合格率> 95%。本发明的利用固体废弃物生产烧结陶粒的系统，包括块状料破碎/磨粉/筛分子系统、配料计量子系统、搅拌成核子系统、成球子系统、剔除/输送子系统、烧结子系统和破碎/振动/筛分子系统；
如图2所示，其中块状料破碎/磨粉/筛分子系统包括依次连接的喂料斗11、破碎机 12、粉磨装置13、引风机14和旋风分离器15，分离后的块状料粉末，通过单螺旋输送机16 输送至密封储罐；
如图3所示，配料计量子系统包括分别用于存放各种粉料的密封储罐(如图3中的粉煤灰仓和煤矸石仓、粘接剂仓)及对应电磁控制阀(图中的三通阀、翻板阀等)，电磁阀通过软连接与对应螺旋计量21称连接，螺旋计量称21的出口均与密封混料斗22对应接口软连接，各种粉料通过密封混料斗22同时连续进入双螺旋搅拌机23，经混合搅拌均勻的干灰从输出口通过斗提输送至双叶片搅拌成核子系统；
如图4所示，搅拌成核子系统由双叶片搅拌成核机31、供水装置、输送系统构成，所述双叶片搅拌成核机31前半部为搅拌系统，将干粉料搅拌至含有一定湿度的均勻混合料，后半部为双轴单螺旋叶片成核装置，所述供水系统包括了供水箱32和配料水箱33，用于提供定压的雾状水；本实施例中，输送系统包括接收从斗提送入的干灰的单螺旋输送机以及用于将搅拌成核后的成品输送至成球系统的单螺旋输送机。成球系统包括两个成球盘41及皮带输送，成球好的湿料球进入剔除/输送子系统；
所述剔除/输送子系统包括双层辊子剔除装置51，用于将大于和小于规格尺寸的湿料球及粉料剔除，大料球由上层回收待用，小料球和粉料由倾斜导板集中从废料口掉落到底层废料车讨中回收。合格料球由皮带输送机52和摆式皮带机53均勻输送到烧结机布料斗；
如图5所示，烧结子系统包括烧结机、点火装置、负压除尘系统；点火装置为点火炉，负压除尘系统包括多个负压风筒和除尘器，其中烧结机包括前段的干燥、升温、点火区和中段的点火、灼热区，后段的降温、冷却区，本实施例中，干燥、升温、点火区的温度维持在50— 80°C，点火、灼热区的温度沿区域的长度方向以150— 180°C /min的升温速度逐渐上升，直至到点火炉区域温度，降温、冷却区的温度沿区域的长度方向以150—180°C /min的降温速度逐渐下降，直至到烧结机出口温度< 50°C。干燥、升温、点火区的下方设置有1~2#负压风筒，负压风筒的排气端连接1#负压室，通过1#引风机将烟气从1 #烟囱排出，蒸汽通过冷凝回收；
点火、灼热区的下方设置有3 6#负压风筒，所述负压风筒的排气端连接2#负压室，2# 负压室的出口端连接除尘器，通过姊引风机将除尘后符合环保要求的烟气从2 #烟囱排出；
降温、冷却区的下方设置有7 爾负压风筒，所述负压风筒的排气端也连接至2#负压
室；
每个负压风筒均安置真空表、流量计及温度测量装置，其采集的信号输送至中控室计算机并通过可控电磁阀调整负压风筒的控制量。点火、灼热区的负压风筒安装套筒式余热回收装置，由引风机将空气连续吸入，通过热交换，降低负压风筒温度、并通过分气阀将热量输出到各需要位置。如图6所示，破碎/振动/筛分子系统包括双辊破碎机71、卡式皮带机72、平板振动筛73、架式皮带机74，烧出的陶粒经双辊破碎机将粘连陶粒破碎，通过卡式皮带机输送到平板振动筛筛分，分别由各架式皮带机输出。图6中A’处与B’处与图5中的A处和B 处是分别相连接的。本实施例中，作为进一步的改进，破碎振动筛分子系统安置在一密封仓中，所述密封仓与降温、冷却区的最后一个负压风筒相连接，经振动筛筛分合格产品由架式皮带输送机分别输出，粉尘和小颗粒产品沉降在密封仓地面定期回收、入库，微尘由降温、冷却区的最末端负压风筒抽至2#负压室。最后説明的是，以上实施例仅用以説明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了祥细説明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.利用固体废弃物生产烧结陶粒的工艺，其特征在于包括下列步骤1)备料根据工艺需要，将块状或糊状的煤矸石以及粘结剂采用烘干或自然干燥方式使其干燥后，再通过破碎、粉磨、筛分后，合格的粉料装入储料罐；而合格的粉煤灰直接送到储料罐保存；2)配制对于符合质量要求的原料，由计算机控制，螺旋计量称进行连续按比例配送料；3)干料混合均勻按照重量份额比例的料，通过特殊的密封混料斗同时连续输送到双螺旋搅拌机干粉混合搅拌均勻，并测定其含水率及均混状态；4)搅拌混合均勻的干粉料，由单螺旋输送机、斗式提升机连续输送到双叶片搅拌成核机的前部，并输入一定量的水进行湿混；5)成核连续输送的湿混料进入双叶片搅拌成核机后部，并配制合理水实现混料中有大于10%的晶核；6)成球将含有晶核的湿混料通过皮带输送机，连续进入成球盘，并根据工艺要求调整、配制水量，进行成球，成型的料球由挡板边滚入输送皮带；7)剔除将大于和小于规定粒径的球从双辊道剔除机剔除，大球挑选并回收利用；8)输送布料合格生料球由皮带输送机、摆式皮带机通过布料斗均勻连续布到烧结机小车炉排上；9)烧结湿料球经过干燥区，进行干燥、脱水、使湿料球的含水率达到3—5%，所述干燥区温度50 80°C，由烧结机余热回收分配定量控制，烧结区按照烧结曲线工艺要求进行升温、点火、灼烧、保温，最后进入降温、冷却区冷却，陶粒出机温度< 50°C ；10)筛分经由双辊破碎机破离、平板振动筛筛分；11)成品入库筛分后的分级陶粒，按不同规格粒径，由皮带输送机分输到各自料堆，装袋、入库；在步骤2)中，按重量份计，所述煤矸石所占份数为3 10份，所述粘接剂所占份数为(Γ5 份，所述粉煤灰所占份数为85 97份；在步骤4)中，按重量份计，搅拌后得到的产物所占份数为95 97份，水的份数为3飞份；在步骤5)中，按重量份计，混合湿料所占份数为96 98份，水的份数为2 4份，晶核出成率> 10%。
2.根据权利要求1所述的利用固体废弃物生产烧结陶粒的工艺，其特征在于在步骤 2)中通过加工或检验符合质量要求的煤矸石、粘接剂和粉煤灰分别装于煤矸石储罐、粘接剂储罐和粉煤灰储罐中，并按照比例通过螺旋计量称称得所需重量，连续输送至带有密封混料斗的双螺旋搅拌机干粉混合搅拌。
3.根据权利要求1或2，所述利用固体废弃物生产烧结陶粒的工艺，其特征在于；在步骤3)中采用了双螺旋搅拌机并配制密封料斗，使多种料进行干混搅拌，确保混成料的均勻性，并随时监测含水率和烧失量，确保后工序的配水率及混合均勻状态。
4.根据权利要求1所述的利用固体废弃物生产烧结陶粒的工艺，其特征在于在步骤 5)中采用了双叶片搅拌成核机。
5.根据权利要求1所述的利用固体废弃物生产烧结陶粒的工艺，其特征在于在步骤6)中所述成球盘为至少两台、直径为Φ3.2——3. 8m。
6.根据权利要求1所述的利用固体废弃物生产烧结陶粒的工艺，其特征在于在步骤 8)中当供料出现问题时，通过反转摆式皮带使废料从废料口掉落到底层废料车中回收。
7.根据权利要求1所述的利用固体废弃物生产烧结陶粒的工艺，其特征在于在步骤7)中，剔除装置的底部设置倾斜导板，微小颗粒和粉状物由倾斜导板集中从废料口落到底层废料车中回收。
8.根据权利要求1所述的利用固体废弃物生产烧结陶粒的工艺，其特征在于在步骤9)中，陶粒烧结过程严格按照烧结曲线操作，即干燥为50——80°C，升温为150—— 1800C /min,点火区域温度为900——1000°C，点火温度为950——1150°C，灼烧为1250—— 1350°C，恒温为 1200°C，降温为 150——180°C /min。
9.利用固体废弃物生产烧结陶粒的系统，其特征在于所述系统包括块状料破碎/磨粉/筛分子系统、配料计量子系统、搅拌成核子系统、成球子系统、剔除/输送子系统、烧结子系统和破碎/振动/筛分子系统；所述块状料破碎/磨粉/筛分子系统包括依次连接的喂料斗、破碎机、粉磨装置、引风机和旋风分离器，分离后的块状料粉末，通过单螺旋输送机输送至密封储罐；所述配料计量子系统包括分别用于存放各种粉料的密封储罐及对应电磁控制阀，电磁阀通过软连接与对应螺旋计量称连接，螺旋计量称的出口均与密封混料斗对应接口软连接，各种粉料通过密封混料斗同时连续进入双螺旋搅拌机，经混合搅拌均勻的干灰从输出口输送至双叶片搅拌成核子系统；所述搅拌成核子系统由双叶片搅拌成核机、供水装置、输送系统构成，所述双叶片搅拌成核机前半部为搅拌系统，将干粉料搅拌至含有一定湿度的均勻混合料，后半部为双轴单螺旋叶片成核装置，所述供水系统用于提供定压的雾状水；所述成球子系统包括至少两个成球盘及皮带输送，成球好的湿料球进入剔除/输送子系统；所述剔除/输送子系统包括双层辊子剔除装置，用于将大于和小于规格尺寸的湿料球及粉料剔除，大料球由上层回收待用，小料球和粉料由倾斜导板集中从废料口掉落到底层废料车中回收；合格料球由皮带输送机和摆式皮带机均勻输送到烧结系统的烧结机布料斗；所述烧结系统包括烧结机、点火装置和负压除尘系统，通过烧结机烧结成型的产品输送至破碎、振动、筛分子系统；所述破碎、振动、筛分子系统包括双辊破碎机、卡式皮带机、平板振动筛、架式皮带机， 烧出的陶粒经双辊破碎机将粘连陶粒破碎，通过卡式皮带机输送到平板振动筛筛分，分别由各架式皮带机输出。
10.根据权利要求9所述的利用固体废弃物生产烧结陶粒的系统，其特征在于所述烧结机包括前段的干燥、升温、点火区和中段的点火、灼热区，干燥、升温、点火区的下方设置有1~2#负压风筒，负压风筒的排气端连接1#负压室，通过1#引风机将烟气从1 #烟囱排出，蒸汽通过冷凝回收；所述点火、灼热区的下方设置有3 6#负压风筒，所述负压风筒的排气端连接2#负压室，姊负压室的出口端连接除尘器，通过姊引风机将除尘后符合环保要求的烟气从2 #烟囱排出；沿烧结机的长度方向还包括设置在末段的降温、冷却区，所述降温、冷却区的下方设置有7 10#负压风筒，所述负压风筒的排气端也连接至2#负压室；每个负压风筒均安置真空表、流量计及温度测量装置，其采集的信号输送至中控室计算机并通过可控电磁阀调整负压风筒的控制量。
11.根据权利要求10所述的利用固体废弃物生产烧结陶粒的系统，其特征在于所述点火、灼热区的负压风筒安装套筒式余热回收装置，由引风机将空气连续吸入，通过热交换，降低负压风筒温度、并通过分气阀将热量输出到各需要位置。
12.根据权利要求10或11所述的利用固体废弃物生产烧结陶粒的系统，其特征在于 所述破碎振动筛分子系统安置在一密封仓中，所述密封仓与降温、冷却区的最后一个负压风筒相连接，经振动筛筛分合格产品由架式皮带输送机分别输出，粉尘和小颗粒产品沉降在密封仓地面定期回收、入库，微尘由降温、冷却区的最末端负压风筒抽至2#负压室。
全文摘要
本发明公开了一种利用固体废弃物为原料，经合理配制生产烧结陶粒的工艺，包括下列步骤1)备料；2)配制；3)干混；4)搅拌；5)成核；6)成球；7)剔除；8)输送布料；9)烧结；10)筛分；11)成品；12)入库。本发明还提供一种生产烧结陶粒的系统，使用本发明所采用的原料为100％的固体废弃物，采用动态烧结技术及全自动连续生产线生产不同用途的陶粒产品，本发明克服了原生产线工艺缺陷，改进和完善了储料、供料计量、搅拌、成球、烧结、下料各系统的设计，并增加余热回收利用、负压控制、燃气等节能减排设计，使该动态烧结生产工艺和系统具有可靠性高、连续性强、准确性好以及操作方便、使用安全的特点，在实现经济效益的同时，具有良好的环保效益和社会效益。
文档编号C04B38/00GK102358705SQ20111023605
公开日2012年2月22日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者王乃俊, 范峪铭, 魏秀玲 申请人:范峪铭