焙燒石膏和煤矸石生產(chǎn)建材及發(fā)電裝備系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種焙燒石膏和煤矸石生產(chǎn)建材及發(fā)電的裝備系統(tǒng)，包括原料破碎預(yù)處理單元、計(jì)量配料單元、焙燒單元、余熱發(fā)電單元、制粉單元，所述原料破碎預(yù)處理單元、計(jì)量配料單元、焙燒單元、余熱發(fā)電單元依次連接，焙燒單元與制粉單元連接。本發(fā)明裝備簡單，投資小，生產(chǎn)出的焙燒渣及系列建材產(chǎn)品市場廣，成本又低，性能又好，具有產(chǎn)業(yè)競爭力；可大量利用工業(yè)廢石膏和煤矸石，化解廢棄物對環(huán)境的污染和次生災(zāi)害問題，且可節(jié)省下大量的不可再生的燃煤和粘土；可使高耗煤、耗電的耗能建材生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為對燃煤和外界電能基本零消耗，有利于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，對環(huán)境友好。
【專利說明】焙燒石膏和煤矸石生產(chǎn)建材及發(fā)電裝備系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焙燒石膏和煤矸石生產(chǎn)建材及利用焙燒廢氣余熱的發(fā)電裝備系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，尤其是磷化工工業(yè)的發(fā)展及工業(yè)企業(yè)脫硫脫硝環(huán)保政策的強(qiáng)制推行，各種廢石膏尤其是磷石膏和脫硫石膏已成為又一大水土污染源，當(dāng)前處理廢石膏的主要方法有: 1)覓地堆存或填埋，有的甚至直接將廢石膏倒入山洞、礦井、暗河和偏僻的溝河之中，導(dǎo)致對水土環(huán)境的嚴(yán)重污染；
2)改性或固化后代替天然石膏作水泥調(diào)凝劑，消化量有限，主要是因?yàn)閺U石膏所含有害雜質(zhì)對水泥性能有一定影響；同時(shí)，加工過程需要消耗能源和石灰、水泥等改性固化劑；
3)將廢石膏干燥、焙燒、粉磨為建筑石膏粉或硬石膏粉，用于制石膏板、磚，既要消耗大量優(yōu)質(zhì)煤炭資源，所生產(chǎn)的石膏制品強(qiáng)度偏低又不耐水，用途受限，且廢石膏中的重金屬化合物難以固融于硫酸鈣結(jié)晶體中而易于浸出；
4)將廢石膏干燥、粉磨用于制硫酸和副產(chǎn)水泥，事實(shí)證明，不僅需要消耗大量優(yōu)質(zhì)煙煤和電能，且污染環(huán)境，投資大、成本高，當(dāng)前，企業(yè)因沒有經(jīng)濟(jì)性，基本停產(chǎn)；
5)將廢石膏制粉復(fù)合成“土壤改性劑”，但實(shí)踐表明，這種所謂“土壤改性劑”并不能真正改良土壤，反而板結(jié)了土壤，擴(kuò)大了重金屬污染。
[0003]另一方面，隨著釆煤的規(guī)模擴(kuò)大，煤矸石堆積如山，在不少礦區(qū)已產(chǎn)生了不少次生災(zāi)害，為鼓勵(lì)煤礦利用煤矸石，政府出臺(tái)了每用一噸煤矸石補(bǔ)貼100元的優(yōu)惠政策，但收效仍微。
[0004]解決大量產(chǎn)生的工業(yè)廢石膏和煤矸石的環(huán)境污染問題和資源浪費(fèi)問題，關(guān)鍵是，迫切需要一套適宜的裝備系統(tǒng)或組合裝置系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的問題是，提供一種投資少、可直接利用工業(yè)廢石膏和煤矸石生產(chǎn)建材并發(fā)電的裝備系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題釆用的技術(shù)方案是，一種焙燒石膏和煤矸石生產(chǎn)建材及發(fā)電的裝備系統(tǒng)，包括:
原料預(yù)處理單元，所述原料預(yù)處理單元由破碎機(jī)和輸送器I構(gòu)成，破碎機(jī)的出料口與輸送器的進(jìn)料口對接；
計(jì)量配料單元，所述計(jì)量配料單元由料倉、計(jì)量配料器I和輸送器II依次連接構(gòu)成；原料預(yù)處理單元的輸送器I的出料口與料倉的進(jìn)料口對接；
焙燒單元，所述焙燒單元由喂料器、焙燒爐、鼓風(fēng)機(jī)、除塵器1、排渣器和輸送器III構(gòu)成，所述計(jì)量配料單元的輸送器II的出料口與所述喂料器的進(jìn)料口對接，所述喂料器設(shè)于焙燒爐的一側(cè)下部，所述鼓風(fēng)機(jī)和排渣器設(shè)于焙燒爐底部，所述除塵器I設(shè)于焙燒爐一側(cè)，所述輸送器III的進(jìn)料口與焙燒爐底部的出料口對接；
余熱發(fā)電單元，所述余熱發(fā)電單元由余熱鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和除氧供排水器、除塵器I1、排風(fēng)機(jī)構(gòu)成，所述焙燒單元的除塵器I的煙氣出口與所述余熱鍋爐通過管道相連；所述余熱鍋爐與汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)依次連接，余熱鍋爐和汽輪機(jī)與除氧供排水器相連，余熱鍋爐的廢氣管道上依次設(shè)有除塵器II和排風(fēng)機(jī)；
制粉單元，所述制粉單元由儲(chǔ)渣倉、計(jì)量配料器I1、輸送器IV和磨粉機(jī)構(gòu)成，所述焙燒單元的焙燒爐底部的出渣口通過輸送器III與儲(chǔ)渣倉連通，所述儲(chǔ)渣倉的底部下方設(shè)置計(jì)量配料器II，所述計(jì)量配料器II通過輸送器IV與磨粉機(jī)相連。
[0007]進(jìn)一步，所述焙燒爐為立式窯爐、鏈條爐、流化床爐或沸騰爐。
[0008]進(jìn)一步，所述焙燒單元的除塵器I為沉降除塵室或/和旋風(fēng)除塵器。
[0009]進(jìn)一步，所述所述余熱發(fā)電單元的除塵器II為布袋除塵器或電除塵器或電布袋除塵器。
[0010]工作時(shí)，所述預(yù)處理單元的破碎機(jī)將各物料(煤矸石、廢石膏等)破碎后，經(jīng)輸送器I送入計(jì)量配料單元的料倉，所述料倉內(nèi)各物料經(jīng)計(jì)量配料器進(jìn)行計(jì)量配料后，通過輸送器
II送入焙燒單元的喂料器，再經(jīng)喂料器喂入所述焙燒單元的焙燒爐內(nèi)，鼓風(fēng)機(jī)給焙燒爐鼓風(fēng)供氧，焙燒物料煤矸石、廢石膏等產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)除塵器I除塵后送余熱發(fā)電單元的余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生電能，余熱鍋爐出來的低溫?zé)煔饨?jīng)除塵器II精除塵達(dá)標(biāo)后，經(jīng)排風(fēng)機(jī)排放；焙燒單元的焙燒爐的灰渣經(jīng)排渣器排出后，經(jīng)輸送器III送至制粉單元5的儲(chǔ)渣倉，經(jīng)計(jì)量配料器II計(jì)量配料，再通過輸送器IV輸送至磨粉機(jī)制粉，所制粉料用于生產(chǎn)建材。除氧供排水器收集汽輪機(jī)蒸汽作功后的冷凝水，排出部分廢水，補(bǔ)充新水，經(jīng)除氧后將水供給余熱鍋爐使用。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)原理:
I)煤矸石大多含有500~1200Kcal/kg的熱值，研究表明，采用合適的裝置和方法可焙燒利用其熱值，可用于發(fā)電，同時(shí)，煤矸石焙燒后其化學(xué)成分鋁含量一般在30%以上，且在700°C~1150°C溫度范圍內(nèi)焙燒煤矸石，其主要礦物硅鋁酸鹽礦物會(huì)受熱分解為有潛在水化活性的Si02、A1203、Fe2O3，這些有潛在水化活性的Si02、A1203、Fe2O3在CaSO4和CaO存在下會(huì)反應(yīng)生成具有抗水性的水合硅酸鈣凝膠和水合硫鋁酸鈣和水合硫鐵酸鈣，從而具有相當(dāng)強(qiáng)度，可用于生產(chǎn)建筑材料。選用便于顆粒狀煤矸石燃燒的立式窯爐、流化床爐、沸騰爐等作為焙燒單元的焙燒爐，可將煤矸石燃燒產(chǎn)生的熱能，在700°C~1150°C溫度范圍內(nèi)焙燒，熱分解煤矸石中的主要礦物硅鋁酸鹽礦物為有潛在水化活性的Si02、A1203、Fe2O3等，同時(shí)，同步在700°C~1150°C溫度范圍內(nèi)焙燒廢石膏，使廢石膏轉(zhuǎn)化為有水化活性的硬石膏，利用這些有潛在水化活性的Si02、Al203、Fe203等在硬石膏(CaSO4)和Ca (OH) 2存在下會(huì)水化反應(yīng)生成具有抗水性的水合硅酸鈣凝膠和水合硫鋁酸鈣及水合硫鐵酸鈣，無水硬石膏水化為二水石膏，從而具有相當(dāng)強(qiáng)度，可以用于生產(chǎn)建筑材料。
[0012]2)選用應(yīng)用成熟而價(jià)廉的余熱發(fā)電機(jī)組單元，以焙燒爐廢氣350°C~450°C余熱進(jìn)行余熱發(fā)電，使預(yù)處理、配料、焙熱及粉磨，對外界電能基本實(shí)現(xiàn)零消耗。
[0013]本發(fā)明具有以下有益效果:1)裝備簡單，投資小，生產(chǎn)出的焙燒渣及系列建材產(chǎn)品市場廣，成本又低，性能又好，具有產(chǎn)業(yè)競爭力；2 )可大量利用工業(yè)廢石膏和煤矸石，化解廢棄物對環(huán)境的污染和次生災(zāi)害問題，且可節(jié)省下大量的不可再生的燃煤和粘土 ；3)本發(fā)明的應(yīng)用，可使高耗煤、耗電的耗能建材生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為對燃煤和外界電能基本零消耗，有利于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，對環(huán)境友好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明裝備系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]如圖1所示，本實(shí)施例包括:
原料預(yù)處理單元1，其由破碎機(jī)101和輸送器1102構(gòu)成，破碎機(jī)101的出料口與輸送器1102的進(jìn)料口對接；
計(jì)量配料單元2，其由料倉201、計(jì)量配料器1202和輸送器II203依次連接構(gòu)成；原料預(yù)處理單元I的輸送器1102的出料口與料倉201的進(jìn)料口對接；
焙燒單元3，其由喂料器301、焙燒爐302、鼓風(fēng)機(jī)303、除塵器I (選用沉降室加旋風(fēng)除塵器)304、排渣器305和輸送器III306構(gòu)成，計(jì)量配料單元2的輸送器II203的出料口與所述喂料器301的進(jìn)料口對接，所述喂料器301設(shè)于焙燒爐302 —側(cè)下部，所述鼓風(fēng)機(jī)303和排渣器305設(shè)于焙燒爐302底部，除塵器1304設(shè)于焙燒爐302 —側(cè)，輸送器II1306的進(jìn)料口與焙燒爐302底部的出料口對接；
余熱發(fā)電單元4，其由余熱鍋爐401、汽輪機(jī)402、發(fā)電機(jī)403和除氧供排水器404、除塵器11405、排風(fēng)機(jī)406構(gòu)成，焙燒單元3的除塵器1304的煙氣出口與所述余熱鍋爐401通過管道相連；所述余熱鍋爐401與汽輪機(jī)402、發(fā)電機(jī)403依次連接，余熱鍋爐401和汽輪機(jī)402與除氧供排水器404相連，余熱鍋爐401的廢氣管道上依次設(shè)除塵器II405和排風(fēng)機(jī) 406 ；
制粉單元5，其由儲(chǔ)渣倉501、計(jì)量配料器II502、輸送器IV503和磨粉機(jī)504構(gòu)成，焙燒單元3的焙燒爐302底部的出渣口通過輸送器II1306與儲(chǔ)渣倉501連通，儲(chǔ)渣倉501底部下方設(shè)置配料器11502，所述計(jì)量配料器II502通過輸送器IV503與磨粉機(jī)504相連。
[0017]所述焙燒爐302優(yōu)選立式窯爐、鏈條爐、流化床爐或沸騰爐等。
[0018]所述除塵器II405選用布袋除塵器或電除塵器或電布袋除塵器。
[0019]工作時(shí)，所述預(yù)處理單元I的破碎機(jī)101將各物料(煤矸石、廢石膏等)破碎后，經(jīng)輸送器1102送入計(jì)量配料單元2的料倉201，所述料倉201內(nèi)各物料經(jīng)計(jì)量配料器202進(jìn)行計(jì)量配料后，通過輸送器II 203送入焙燒單元3的喂料器301，再經(jīng)喂料器301喂入所述焙燒單元3的焙燒爐302內(nèi)，鼓風(fēng)機(jī)303給焙燒爐302鼓風(fēng)供氧，焙燒物料煤矸石、廢石膏等產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)除塵器I 304除塵后送余熱發(fā)電單元4的余熱鍋爐401產(chǎn)生蒸汽，余熱鍋爐401產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)402，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)402帶動(dòng)發(fā)電機(jī)403發(fā)電，產(chǎn)生電能，余熱鍋爐401出來的低溫?zé)煔饨?jīng)除塵器II 405精除塵達(dá)標(biāo)后，經(jīng)排風(fēng)機(jī)406排放；焙燒單元3的焙燒爐302的灰渣經(jīng)排渣器305排出后，經(jīng)輸送器III306送至制粉單元5的儲(chǔ)渣倉501，經(jīng)計(jì)量配料器II502計(jì)量配料，再通過輸送器IV503輸送至磨粉機(jī)504制粉，所制粉料用于生產(chǎn)建材。
【權(quán)利要求】
1.一種焙燒石膏和煤砰石生產(chǎn)建材及發(fā)電的裝備系統(tǒng),其特征在于,包括: 原料預(yù)處理單元，所述原料預(yù)處理單元由破碎機(jī)和輸送器I構(gòu)成，破碎機(jī)的出料口與輸送器的進(jìn)料口對接； 計(jì)量配料單元，所述計(jì)量配料單元由料倉、計(jì)量配料器I和輸送器II依次連接構(gòu)成；原料預(yù)處理單元的輸送器I的出料口與料倉的進(jìn)料口對接； 焙燒單元，所述焙燒單元由喂料器、焙燒爐、鼓風(fēng)機(jī)、除塵器1、排渣器和輸送器III構(gòu)成，所述計(jì)量配料單元的輸送器II的出料口與所述喂料器的進(jìn)料口對接，所述喂料器設(shè)于焙燒爐的一側(cè)下部，所述鼓風(fēng)機(jī)和排渣器設(shè)于焙燒爐底部，所述除塵器I設(shè)于焙燒爐一側(cè)，所述輸送器III的進(jìn)料口與焙燒爐底部的出料口對接； 余熱發(fā)電單元，所述余熱發(fā)電單元由余熱鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和除氧供排水器、除塵器I1、排風(fēng)機(jī)構(gòu)成，所述焙燒單元的除塵器I的煙氣出口與所述余熱鍋爐通過管道相連；所述余熱鍋爐與汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)依次連接，余熱鍋爐和汽輪機(jī)與除氧供排水器相連，余熱鍋爐的廢氣管道上依次設(shè)有除塵器II和排風(fēng)機(jī)； 制粉單元，所述制粉單元由儲(chǔ)渣倉、計(jì)量配料器I1、輸送器IV和磨粉機(jī)構(gòu)成，所述焙燒單元的焙燒爐底部的出渣口通過輸送器III與儲(chǔ)渣倉連通，所述儲(chǔ)渣倉的底部下方設(shè)置計(jì)量配料器II，所述計(jì)量配料器II通過輸送器IV與磨粉機(jī)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的焙燒石膏和煤矸石生產(chǎn)建材及發(fā)電的裝備系統(tǒng)，其特征在于，所述焙燒爐為立式窯爐、鏈條爐、流化床爐或沸騰爐。
3.如權(quán)利要求1或2所述的焙燒石膏和煤矸石生產(chǎn)建材及發(fā)電的裝備系統(tǒng)，其特征在于，所述焙燒單元的除塵器I為沉降除塵室或/和旋風(fēng)除塵器。
4.如權(quán)利要求1或2所述的焙燒石膏和煤矸石生產(chǎn)建材及發(fā)電的裝備系統(tǒng)，其特征在于，所述所述余熱發(fā)電單元的除塵器II為布袋除塵器或電除塵器或電布袋除塵器。
5.如權(quán)利要求3所述的焙燒石膏和煤矸石生產(chǎn)建材及發(fā)電的裝備系統(tǒng)，其特征在于，所述所述余熱發(fā)電單元的除塵器II為布袋除塵器或電除塵器或電布袋除塵器。
【文檔編號】C04B11/26GK104072000SQ201410308580
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】尹小林 申請人:尹小林