专利名称：煤矸石烧结多孔砖隧道窑余热利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及以煤矸石为主要原料烧结多孔砖的隧道窑余热利用装置。
背景技术：
煤矸石是采煤、洗煤过程中排放的废物，含碳20% 30%，发热量一般为800 1500卡/克，其化学成分组成(％ ) =SiO2为52 65 ；Al2O3为16 36 ；Fe2O3为2. 28 14. 63 ；CaO 为 0. 42 2. 32 ；MgO 为 0. 44 2. 41 ；TiO2 为 0. 90 4 ；P2O5 为 0. 007 0. 24 ； K2CHNa2O为1. 45 3. 9 ；V2O5为0. 008 0. 03。利用煤矸石烧结多孔砖是进行工业废弃物 利用的较好的途径，参见 CN101643365A (CN200910063786. 0)。CN101016207A(CN200610008734. X)提供了高保温烧结空心复合砖的生产方法，包 括配料、混合破碎、陈化、成型、干燥、高温焙烧的工艺过程，其中各原料所占原料总重量的 百分比为煤矸石18-24%、粉煤灰18-24%、页岩25-34%、炉渣14-18%、珍珠岩10-18%，将 上述粉碎后的原料加温度为50°C _55°C的水搅拌后陈化72小时以上，再经蒸汽搅拌、真空 挤出成为空心砖坯体，空心砖坯体经升温干燥后再经高温焙烧出窑，将聚苯乙烯泡沫塑料 切割成块挤压填充到空心砖的孔中即为成品。利用煤矸石烧结多孔砖是利用热量为500 600Kcal/Kg低位发热量矸石为主原 料，通过筛选、破碎、陈化、真空高压成型、干燥、焙烧制成多孔砖。整个过程中，不需要外加 燃料，并且，在隧道窑焙烧过程中，还能产生大量热量。目前煤矸石烧结多孔砖过程中，除少 量烟气热量用于砖坯干燥外，大部分热量都外排到大气中。即浪费了热源，又对空气质量产 生不良影响。CN201163151 (CN200820069112. 2)提供一种煤矸砖隧道窑余热利用装置，包括
锅筒、采热管、左上集箱、左下集箱、窑体、右下集箱、右上集箱、下降管、导气管、进水管、出 气管，进水管与出气管设置在锅筒上部，锅筒沿隧道窑纵向布置在窑体上方，左上集箱、左 下集箱、右下集箱、右上集箱固定设置在窑体两侧的墙体内部，采热管均勻间隔横向布置在 窑体内部上方，左下集箱与右下集箱分别通过下降管连接到锅筒下部并相互连通，左上集 箱与右上集箱分别通过导气管与锅筒连通，左上集箱与右下集箱通过采热管连通，左下集 箱与右上集箱通过采热管连通，能有效地将隧道窑余热转化为热蒸汽。该实用新型隧道窑 余热利用装置的左上集箱、左下集箱、右下集箱、右上集箱固定设置在窑体两侧的墙体内 部，不便于检修及维护，随着集箱的受热窑墙容易开裂，影响隧道窑的使用寿命，不利用锅 炉的正常运行。
发明内容为了弥补现有技术的不足，充分利用煤矸石烧结多孔砖过程中产生的大量热量， 本实用新型提供一种煤矸石烧结多孔砖隧道窑余热利用装置。本实用新型是在隧道窑冷却带安置余热利用蒸汽锅炉，对砖体余热加以利用，同 时利用隧道窑高温带窑墙外产生的热量，搭建彩板房，制作烘干室，烘干井下职工工作服。
3[0008]术语说明烧结多孔砖的隧道窑，分为隧道窑预热带、高温带、冷却带，高温带用于砖坯焙烧， 砖坯温度为1000-105(TC，冷却带使高温焙烧后的砖体逐渐冷却。隧道窑冷却带又包括隧道 窑冷却带高温段、隧道窑冷却带中温段，隧道窑冷却带高温段砖体温度为750-95(TC，隧道 窑冷却带中温段砖体温度为500-700°C。隧道窑是烧结多孔砖的常规设备。蒸汽锅炉，属于锅炉领域常规设备，通过燃料或其他物质放出的热量加热锅炉中 封闭的水，使其变成蒸汽，并具有一定的压力，用管子引导到其它设备中去作工或加热物体 的一个换热设备。本实用新型中蒸汽锅炉通过利用隧道窑冷却带砖体余热，加热锅炉受热 管内的水，产生蒸汽。本实用新型的技术方案如下一种煤矸石烧结多孔砖隧道窑余热利用装置，隧道窑包括隧道窑预热带、高温 带、冷却带，隧道窑冷却带包括冷却带高温段、冷却带中温段，其特征在于在砖体温度为 750-950°C的隧道窑冷却带高温段窑体内部上方及侧墙外壁设置余热采集管，余热采集管 连通蒸汽锅炉，利用采集的砖体余热加热锅炉受热管内的水产生蒸汽，蒸汽锅炉位于隧道 窑高温带窖顶，同时在砖坯温度1000-1050°C的隧道窑高温带的窑墙外搭建彩板房，作为烘 干室。余热采集管是热交换用的水管。窑体内部上方的余热采集管均勻间隔对称地布置 在窑顶内两侧，优选水平倾斜角15 30°。侧墙外壁的余热采集管均勻间隔地纵向布置。 所有的余热采集管分别连通锅炉。进一步的，还可以同时在砖体温度500-700°C的隧道窑冷却带的中温段窖内上方 设置采热风管通入砖坯干燥窑，利用冷却带的中温段砖体余热产生的热风送入干燥窑，控 制干燥窑环境温度50 100°C，用于成型后砖坯的干燥。热风通过送热管道内的送热风机 抽送到干燥窑内的。在以上技术方案的基础上，本实用新型优选如下隧道窑总长度150-155m，共设35个窑车车位，砖坯码放在窑车上，平均1. 5h进出 一辆窑车，窑车采用的是液压进车、液压牵引出车方式，隧道窑冷却带自20#车位开始，冷 却带长度65-70m，22-24#车位窖内砖体温度750_950°C (高温带)，在隧道窑冷却带22_24# 车位窖内的窑体内部上方及侧墙外安置余热采集与隧道窑外的蒸汽锅炉连通，利用砖体余 热生产蒸汽；同时在隧道窑高温带的窑墙外搭建彩板房，作为烘干室。上述烘干室中设置晾衣台架和/或挂衣架等，用于烘干井下职工换洗的工作服。本实用新型的优良效果本实用新型煤矸石烧结多孔砖隧道窑余热利用装置，利用热量为500 600KCal/ Kg煤矸石为主原料，可按现有技术添加其他助剂如页岩等，通过隧道窑焙烧制成多孔砖，煤 矸石多孔砖坯在隧道窑高温焙烧后温度为1000-105(TC，进入隧道窑冷却带，砖体温度在 700-950°C的冷却带高温段，砖体携带大量热量，热量通过热辐射的方式向窑顶、窑墙和窑 车传递，形成较稳定的无烟尘洁净热源。在焙烧窑冷却带安置余热蒸汽锅炉，充分利用砖体 余热，余热采集过程主要通过采集管完成。为了利用隧道窑高温带窑墙外产生的热量，搭建 彩板房，制作烘干室，烘干井下职工工作服。同时降低了厂房内环境温度。隧道窑冷却带的 中温段窖内砖体余热产生的热风还可以送入干燥窑，用于成型后砖坯的干燥。[0020]本实用新型的装置适用于煤矸石多孔砖厂隧道窑余热综合利用。
图1是隧道窑冷却带高温段余热利用装置示意图。 图2是隧道窑高温带彩板房立面示意图，
图3是彩板房侧面示意图。
图4是隧道窑冷却带中温段热风送入干燥窖的俯视示意图， 图5是热风送入干燥窖的侧面示意图。图中1.余热利用蒸汽锅炉，2.隧道窑窑顶，3.窑顶余热采集管，3’.侧墙外余热 采集管，4.窑车上砖体，5.窑车轨道，6.隧道窑冷却带高温段侧墙，7.烘干室排气扇通风 口，8.烘干室，9.隧道窑高温带的窑墙，10.烘干室门，11.送热风机，12.隧道窑，13.干燥 窑，14.采热风管。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型做进一步说明，但不限于此。实施例中的蒸 汽锅炉生产厂家为焦作市宇星锅炉有限责任公司，产品型号G50/750-2-1. 0，由炉筒、集箱、 上升管、受热管、配套仪表阀门等部件组成。实施例1 利用热量为500 600Kcal/Kg煤矸石为主原料，添加页岩，重量配比为煤矸石 92%，页岩8%。向以上物料中加水并搅拌均勻，放置48 72h陈化，陈化后加水并进行碾 压和搅拌，用真空挤出机挤出砖坯，并且在50°C的温度下干燥3天，然后将干燥砖坯运入隧 道窑(黄冈市华窑中扬窑业有限公司建造)中缓慢升温至1000°C并保温8小时，然后进入 隧道窑冷却带。其中，隧道窑总长度153m，共有35个窑车车位，砖坯码放在窑车上，平均1. 5h进出 一辆窑车，窑车采用的是液压进车、液压牵引出车方式，隧道窑冷却带自20#车位开始，冷 却带长度69. 6m,22-24#车位砖体温度为750-950°C，在隧道窑冷却带22_24#车位安置蒸 汽锅炉1 (焦作市宇星锅炉有限责任公司产)，将窑顶的余热采集管3置入隧道窑窑顶2内 上方并固定，余热采集管3均勻间隔对称地布置在窑顶内两侧，水平倾斜角15 30° ；同 时在冷却带高温段侧墙外安装余热采集管3’，余热采集管3’均勻间隔地纵向布置。余热 采集过程主要通过余热采集管完成，余热采集管内通水，采热后以蒸汽的方式进入锅炉，余 热采集管分别连接到锅炉下部。隧道窑的焙烧生产过程是连续性的，平均每1. 5小时进出 一辆窑车，在冷却段每个位置的环境温度也是相对稳定，冷却带余热锅炉安置位置窑内温 度始终保持在700 800°C，能够实现砖体4辐射传热，同时此段介质为成品砖4和洁净空 气，不会对余热采集管3产生腐蚀，另外砖体在此段经过烧结、保温，正处于可以快速冷却 阶段，具备设置余热锅炉的条件。同时，在隧道窑高温带10_18#车位的窑墙9外搭建彩板房，作为烘干室8，烘干室 8壁板上有排气扇通风口 7。隧道窑高温带窑墙外产生的热量稳定，能够实现辐射传热，通 过搭建彩板房，制作烘干室8，烘干井下职工工作服。按照煤矸石砖的年产量7000万块计算，每台余热锅炉可产蒸汽26280吨。所产蒸汽可用于加热职工澡堂用水，冬季供暖、厂区日常开水供应等。进一步也可利用富余蒸汽， 安装小型蒸汽发电机组，自行发电、供内部使用。通过使用余热蒸汽锅炉年可实现效益255 万元，替代矿内1台6吨冬季取暖锅炉，避免了冬季取暖锅炉排放二氧化碳、烟尘等污染物， 符合国家发展低碳经济、节能减排目的，社会效益显著。实施例2 如实施例1所述，所不同的是，同时还在砖体温度500-700°C的隧道窑12冷却带 的中温段窖内上方设置采热风管14通入砖坯干燥窑13，利用冷却带的中温段砖体余热产 生的热风，通过送热管道内的送热风机11抽送到干燥窑13内的。控制干燥窑13环境温度 50 100°C，用于成型后砖坯的干燥。
权利要求1.一种煤矸石烧结多孔砖隧道窑余热利用装置，隧道窑包括隧道窑预热带、高温 带、冷却带，隧道窑冷却带包括冷却带高温段、冷却带中温段，其特征在于在砖体温度为 750-950°C的隧道窑冷却带高温段内的窑体内部上方及侧墙外壁设置余热采集管，余热采 集管连通蒸汽锅炉，利用采集的砖体余热生产蒸汽，蒸汽锅炉位于隧道窑高温带窖顶；同时 在砖坯温度1000-1050°C的隧道窑高温带的窑墙外有搭建彩板房，作为烘干室。
2.如权利要求1所述的余热利用装置，其特征在于所述窑体内部上方的余热采集管均 勻间隔对称地布置在窑顶内两侧，水平倾斜角15 30°。
3.如权利要求1所述的余热利用装置，其特征在于所述侧墙外壁的余热采集管均勻间 隔地纵向布置。
4.如权利要求1所述的余热利用装置，其特征在于所述烘干室中设置晾衣台架。
5.如权利要求1或2所述的余热利用装置，其特征在于还同时在砖体温度500-700°C 的隧道窑冷却带的中温段窖内上方设置采热风管通入砖坯干燥窑。
6.如权利要求1或2或3所述的余热利用装置，其特征在于隧道窑总长度150-155m， 共设35个窑车车位，砖坯码放在窑车上，平均1. 5h进出一辆窑车，隧道窑冷却带自20#车 位开始，冷却带长度65-70m，22-24#车位砖体温度为750_950°C，在隧道窑冷却带22_24#车 位窖内的窑体内部上方及侧墙外安置余热采集管与隧道窑外的蒸汽锅炉连通。
专利摘要本实用新型涉及一种煤矸石烧结多孔砖隧道窑余热利用装置，隧道窑包括隧道窑预热带、高温带、冷却带，隧道窑冷却带包括冷却带高温段、冷却带中温段，在砖体温度为750-950℃的隧道窑冷却带高温段内的窑体内部上方及侧墙外壁设置余热采集管，余热采集管连通蒸汽锅炉，利用采集的砖体余热生产蒸汽，蒸汽锅炉位于隧道窑高温带窖顶；同时在砖坯温度1000-1050℃的隧道窑高温带的窑墙外有搭建彩板房，作为烘干室。还可利用冷却带的中温段砖体余热产生的热风送入干燥窑，用于成型后砖坯的干燥。本实用新型充分利用煤矸石烧结多孔砖生产过程中的余热，节约能源，改善工作环境并减少污染。
文档编号F27B9/30GK201852436SQ201020573449
公开日2011年6月1日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者何希霖, 时兆峰, 李云志, 李绍勇, 李维华, 窦广伟 申请人:山东新矿赵官能源有限责任公司