本發(fā)明涉及廢棄排放物綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保清潔的煤氣綜合利用陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

自1913年人造輕質(zhì)陶粒在美國問世以后，世界各國根據(jù)實際情況，積極開發(fā)以粉煤灰為主要原材料，采用燒結(jié)工藝(機立窯、回轉(zhuǎn)窯、燒結(jié)機)生產(chǎn)的替代碎石、卵石等不可再生資源的人造輕質(zhì)陶粒，廣泛應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu)、混凝土構(gòu)件、高速公路、內(nèi)外墻板等建筑交通行業(yè)，并開發(fā)出用于治理城市污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)土壤改制等領(lǐng)域的生物濾料。

依據(jù)英國萊泰克公司資料介紹，其生產(chǎn)的陶粒用于結(jié)構(gòu)混凝土每立方約20～25英鎊，高于當?shù)厮槭瘍r格2～3倍，但由于輕質(zhì)結(jié)構(gòu)混凝土較普通混凝土自重減輕25％，干縮減少35％，熱漲系數(shù)減少42％，導(dǎo)熱系數(shù)減少62％，耐溫達到千度左右，則節(jié)約整體投資為5～10％，故在國外應(yīng)用較為普通。

陶粒在國內(nèi)應(yīng)用較晚，上個世紀末產(chǎn)量每年平均在400萬m³。大部分為粘土、頁巖陶粒，少數(shù)為粉煤灰陶粒，并取得一定的成果，如天津市湖水路16號剪力墻結(jié)構(gòu)大開間住宅樓、上海市嵐皋路22號剪力墻結(jié)構(gòu)辦公樓等。

綜上所述，粉煤灰燒結(jié)陶粒由于其輕質(zhì)、高強、耐磨、抗?jié)B、抗震、吸聲、保溫等特性而廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保清潔的煤氣綜合利用陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)，能利用粉煤灰為原料制備粉煤灰燒結(jié)陶粒，充分利用粉煤灰資源，變廢為寶。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種環(huán)保清潔的煤氣綜合利用陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)，包括煤氣發(fā)生系統(tǒng)、陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)和陶粒燒結(jié)冷卻尾氣處理系統(tǒng)；

所述煤氣發(fā)生系統(tǒng)包括兩段式煤氣發(fā)生爐、焦油收集器、旋風(fēng)除塵器、緊急切斷器和爐前水封罐，所述兩段式煤氣發(fā)生爐包括頂部鐘罩閥、上部干餾段爐體、下部氣化段爐體和底部灰盤，所述干餾段爐體與焦油收集器連接，所述氣化段爐體與旋風(fēng)除塵器連接，所述焦油收集器和旋風(fēng)除塵器的出口管道匯合后通過緊急切斷器引入爐前水封罐；

所述陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)包括粉煤灰倉、稱重配料系統(tǒng)、混料機、攪拌成核機、成球盤、陶粒燒結(jié)機、點火爐引風(fēng)機、點火爐、陶粒冷卻機、冷空氣引風(fēng)機、陶粒破碎機、陶粒篩分器和成品倉，添加料倉和粉煤灰倉分別與稱重配料系統(tǒng)連接，所述稱重配料系統(tǒng)、混料機、攪拌成核機、成球盤、陶粒燒結(jié)機、陶粒冷卻機、陶粒破碎機、陶粒篩分器和成品倉依次連接，所述爐前水封罐的煤氣出口管道與點火爐連接，所述點火爐引風(fēng)機的出風(fēng)管道與點火爐連接，所述點火爐與陶粒燒結(jié)機連接，所述冷空氣引風(fēng)機的出風(fēng)管道與陶粒冷卻機連接；

所述陶粒燒結(jié)冷卻尾氣處理系統(tǒng)包括沉降室、洗滌塔、沉淀池和清水池，所述陶粒燒結(jié)機的燒結(jié)尾氣出口管道和陶粒冷卻機的冷卻尾氣出口管道匯合后與沉降室連接，所述沉降室的尾氣出口管道與洗滌塔下部連接，所述洗滌塔頂部與廢氣排放煙囪連接，所述清水池與自來水管網(wǎng)連接，所述清水池通過循環(huán)泵與洗滌塔內(nèi)的噴淋系統(tǒng)連接，所述洗滌塔底部與沉淀池連接，所述沉淀池與清水池連接。

進一步，所述煤氣發(fā)生系統(tǒng)還包括汽包和煤氣發(fā)生爐引風(fēng)機，所述氣化段爐體設(shè)有夾水套，所述汽包與軟化水管網(wǎng)連接，氣化段爐體的夾水套入口和出口分別與汽包連接，汽包的水蒸汽出口分為兩路，一路引入兩段式煤氣發(fā)生爐用作氣封蒸汽，另一路與煤氣發(fā)生爐引風(fēng)機的出風(fēng)管道匯合后引入兩段式煤氣發(fā)生爐底部用作氣化劑。

進一步，所述煤氣發(fā)生系統(tǒng)還包括剩余煤氣水封箱和水封給水管道，工業(yè) 水管網(wǎng)通過水封給水管道分別與剩余煤氣水封箱、灰盤、緊急切斷器和爐前水封罐連接。

進一步，所述混料機為雙螺旋攪拌混料機。

進一步，所述攪拌成核機為雙葉片攪拌成核機。

進一步，所述陶粒冷卻機為回轉(zhuǎn)式冷卻機。

進一步，所述陶粒破碎機為雙輥破碎機。

進一步，所述陶粒篩分器為平板振動篩。

進一步，所述添加料倉與稱重配料系統(tǒng)之間、粉煤灰倉與稱重配料系統(tǒng)之間、稱重配料系統(tǒng)與混料機之間、混料機與攪拌成核機之間以及攪拌成核機與成球盤之間均通過單螺旋輸送機連接。

進一步，所述成球盤與陶粒燒結(jié)機之間、陶粒燒結(jié)機與陶粒冷卻機之間、陶粒冷卻機與陶粒破碎機之間、陶粒破碎機與陶粒篩分器之間、陶粒篩分器與成品倉之間均通過皮帶輸送機連接。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明利用粉煤灰為原料，與添加料配料，經(jīng)過混料、成核、成球、燒結(jié)、冷卻、破碎、篩分等工序制得粉煤灰燒結(jié)陶粒產(chǎn)品，充分利用了粉煤灰資源，變廢為寶。

2、本發(fā)明采用兩段式煤氣發(fā)生爐作為熱源設(shè)備，兩段式煤氣發(fā)生爐包括上部干餾段爐體和下部氣化段爐體；上部干餾段爐體形成的焦油為低溫干餾產(chǎn)物，其流動性較好，通過焦油收集器收集起來進行集中處置；下部氣化段爐體生成的氣化煤氣不含焦油；氣化煤氣與干餾煤氣形成的混合煤氣為半水煤氣，也是熱煤氣，較為純凈，不含焦油，不需冷卻凈化。因此，本發(fā)明提高了煤氣熱值與氣化效率，并且減少了環(huán)境污染。

3、本發(fā)明將陶粒燒結(jié)尾氣和陶粒冷卻尾氣共用一套尾氣處理系統(tǒng)，陶粒燒結(jié)冷卻尾氣含有破碎陶粒粉塵，尾氣首先通過沉降室除去較大顆粒粉塵，再進入洗滌塔用水進行噴淋洗滌，進一步除塵，處理后的尾氣經(jīng)廢氣排放煙囪排放。 因此，本發(fā)明對粉煤灰燒結(jié)陶粒生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的陶粒燒結(jié)尾氣和陶粒冷卻尾氣進行了充分處理，保證了環(huán)保清潔生產(chǎn)。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明：

圖1為煤氣發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為陶粒燒結(jié)冷卻尾氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。

本發(fā)明的環(huán)保清潔的煤氣綜合利用陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)，包括煤氣發(fā)生系統(tǒng)、陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)和陶粒燒結(jié)冷卻尾氣處理系統(tǒng)。

圖1為煤氣發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，煤氣發(fā)生系統(tǒng)包括兩段式煤氣發(fā)生爐11、焦油收集器12、旋風(fēng)除塵器13、緊急切斷器14和爐前水封罐15，所述兩段式煤氣發(fā)生爐11包括頂部鐘罩閥111、上部干餾段爐體112、下部氣化段爐體113和底部灰盤114，所述干餾段爐體112與焦油收集器12連接，所述氣化段爐體113與旋風(fēng)除塵器13連接，所述焦油收集器12和旋風(fēng)除塵器13的出口管道匯合后通過緊急切斷器14引入爐前水封罐15。

所述煤氣發(fā)生系統(tǒng)還包括汽包16和煤氣發(fā)生爐引風(fēng)機17，所述氣化段爐體113設(shè)有夾水套，所述汽包16與軟化水管網(wǎng)18連接，氣化段爐體113的夾水套入口和出口分別與汽包16連接，汽包16的水蒸汽出口分為兩路，一路引入兩段式煤氣發(fā)生爐11用作氣封蒸汽，另一路與煤氣發(fā)生爐引風(fēng)機17的出風(fēng)管道匯合后引入兩段式煤氣發(fā)生爐11底部用作氣化劑。

所述煤氣發(fā)生系統(tǒng)還包括剩余煤氣水封箱19和水封給水管道，工業(yè)水管網(wǎng)10通過水封給水管道分別與剩余煤氣水封箱19、灰盤114、緊急切斷器14和爐 前水封罐15連接。

首先煤從爐頂煤倉經(jīng)兩組鐘罩閥111進入兩段式煤氣發(fā)生爐11，煤在干餾段爐體112經(jīng)過充分的干燥和長時間的低溫干餾，逐漸形成半焦，進入氣化段爐體113，熾熱的半焦在氣化段爐體113與爐底鼓入的氣化劑充分反應(yīng)，經(jīng)過爐內(nèi)還原層、氧化層而形成煤灰渣，由爐柵驅(qū)動從底部灰盤114自動排出。

煤在低溫干餾的過程中，以揮發(fā)份析出為主生成的煤氣稱為干餾煤氣，組成兩段式煤氣發(fā)生爐11的頂部煤氣，約占總煤氣量的40％，其熱值較高(6700kJ/Nm³)溫度較低(120℃左右)，并含有大量的焦油。這種在干餾段爐體112形成的焦油為低溫干餾產(chǎn)物，其流動性較好，通過焦油收集器12收集起來進行集中處置。在氣化段爐體113，熾熱的半焦和氣化劑(空氣、水蒸汽)經(jīng)過還原、氧化等一系列化學(xué)反應(yīng)生成的煤氣，稱為氣化煤氣，組成兩段式煤氣發(fā)生爐11的底部煤氣，約占總煤氣量的60％，其熱值相對較低(6400kJ/Nm³)，溫度較高(450℃左右)。因煤在干餾段爐體112低溫干餾時間充足，進入氣化段爐體113的煤已變成半焦，因此生成的氣化煤氣不含焦油。氣化煤氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器13除塵后與干餾煤氣形成混合煤氣經(jīng)緊急切斷器14和爐前水封罐15去燃燒用于提供熱源。

在氣化段爐體113設(shè)置有水夾套，將汽包16內(nèi)的軟化水引入水夾套，通過此自產(chǎn)水蒸汽，水蒸汽一部分用作氣封蒸汽，另一部分與煤氣發(fā)生爐引風(fēng)機17引入的空氣混合用作氣化劑。

煤氣發(fā)生系統(tǒng)由于采用了雙段式熱脫焦油工藝，得到的煤氣為半水煤氣，也是熱煤氣，較為純凈，不含焦油，不需冷卻凈化。煤氣成分為CO、H₂、CH₄、CnHm等可燃成分和CO₂、N₂等不可燃成分，以及在氣化過程中未完全反應(yīng)的助燃劑氧以及未完全分解的水蒸汽。煤氣發(fā)生爐采用塊狀無煙煤，不需破碎；煤氣為連續(xù)產(chǎn)生和使用，不需氣柜儲存。

圖2為陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，陶粒生產(chǎn)系統(tǒng)包括粉煤灰倉20、稱重配料系統(tǒng)21、混料機22、攪拌成核機23、成球盤24、陶粒燒結(jié)機 25、點火爐引風(fēng)機201、點火爐202、陶粒冷卻機26、冷空氣引風(fēng)機203、陶粒破碎機27、陶粒篩分器28和成品倉29，添加料倉和粉煤灰倉20分別與稱重配料系統(tǒng)21連接，所述稱重配料系統(tǒng)21、混料機22、攪拌成核機23、成球盤24、陶粒燒結(jié)機25、陶粒冷卻機26、陶粒破碎機27、陶粒篩分器28和成品倉29依次連接，所述爐前水封罐15的煤氣出口管道與點火爐202連接，所述點火爐引風(fēng)機201的出風(fēng)管道與點火爐202連接，所述點火爐202與陶粒燒結(jié)機25連接，所述冷空氣引風(fēng)機203的出風(fēng)管道與陶粒冷卻機26連接。

所述混料機22為雙螺旋攪拌混料機，所述攪拌成核機23為雙葉片攪拌成核機，所述陶粒冷卻機26為回轉(zhuǎn)式冷卻機，所述陶粒破碎機27為雙輥破碎機，所述陶粒篩分器28為平板振動篩。

所述添加料倉與稱重配料系統(tǒng)21之間、粉煤灰倉20與稱重配料系統(tǒng)21之間、稱重配料系統(tǒng)21與混料機22之間、混料機22與攪拌成核機23之間以及攪拌成核機23與成球盤24之間均通過單螺旋輸送機連接。所述成球盤24與陶粒燒結(jié)機25之間、陶粒燒結(jié)機25與陶粒冷卻機26之間、陶粒冷卻機26與陶粒破碎機27之間、陶粒破碎機27與陶粒篩分器28之間、陶粒篩分器28與成品倉29之間均通過皮帶輸送機連接。

將粉煤灰與添加料通過稱重配料系統(tǒng)21精確計量后送入混料機22均勻攪拌，混合后的物料送入攪拌成核機23外加一定量的水濕混成核，將含有晶核的濕混料送入成球盤24，并根據(jù)工藝要求配制水量，進行成球(按照陶粒技術(shù)性能、粒徑級配調(diào)整成球盤的傾角、角速度、擋板高度、刮板位置、進料量和配水量及狀態(tài))，再將合格生料球送入陶粒燒結(jié)機25，利用煤氣在點火爐202中點火后對陶粒燒結(jié)機25中的生料球進行燒結(jié)，燒結(jié)得到的陶粒送入陶粒冷卻機26中，由冷空氣引風(fēng)機203鼓入空氣進行冷卻處理，最后由陶粒破碎機27和陶粒篩分器28對板結(jié)、粘接的陶粒破碎、篩分后得到粉煤灰燒結(jié)陶粒產(chǎn)品。

圖3為陶粒燒結(jié)冷卻尾氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，陶粒燒結(jié)冷卻尾氣處理系統(tǒng)包括沉降室31、洗滌塔32、沉淀池33和清水池34，所述陶粒 燒結(jié)機25的燒結(jié)尾氣出口管道和陶粒冷卻機26的冷卻尾氣出口管道匯合后與沉降室31連接，所述沉降室31的尾氣出口管道與洗滌塔32下部連接，所述洗滌塔32頂部與廢氣排放煙囪連接，所述清水池34與自來水管網(wǎng)35連接，所述清水池34通過循環(huán)泵36與洗滌塔32內(nèi)的噴淋系統(tǒng)連接，所述洗滌塔32底部與沉淀池33連接，所述沉淀池33與清水池34連接。

所述沉降室31為重力沉降室。

所述沉淀池33為兩級沉淀池，上一級沉淀池通過溢流口與下一級沉淀池連接。

所述洗滌塔32為填料塔。

陶粒燒結(jié)尾氣和陶粒冷卻尾氣共用一套尾氣處理系統(tǒng)，陶粒燒結(jié)冷卻尾氣含有破碎陶粒粉塵，尾氣首先通過沉降室31除去較大顆粒粉塵，再進入洗滌塔32用水進行噴淋洗滌，進一步除塵，處理后的尾氣經(jīng)廢氣排放煙囪排放。洗滌塔32噴淋洗滌廢水在沉淀池33沉淀出沉渣排放，上層清水流入清水池34循環(huán)噴淋使用。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。