CN101302077B - 一种利用液态排渣炉熔渣直接生产泡沫玻璃的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用液态排渣炉熔渣直接生产泡沫玻璃的方法，针对不同成份煤质，根据“缺啥补啥”原则，通过在液态排渣炉中添加碎玻璃或氧化钙，使得熔渣的化学组成为：SiO₂：45-65％、Al₂O₃：5-30％、Fe₂O₃：0-15％、CaO+MgO：10-30％、Na₂O+K₂O：0-14％，然后将所得符合要求的熔渣直接通过液态排渣炉下方的水淬池进行水淬，得到制备泡沫玻璃的玻璃体原料，再采用传统制备泡沫玻璃工艺，将所得到的玻璃体原料经过磨细，成型，发泡，冷却、退火等工序最终制得泡沫玻璃。这种方法充分利用了粉煤灰熔渣，同时降低了泡沫玻璃的生产成本。

Description

一种利用液态排渣炉熔渣直接生产泡沬玻璃的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种利用液态排渣炉排出的液态熔渣直接生产粉煤灰泡沫玻璃的方

法，属于固体废弃物利用和无机非金属材料制备领域。 背景技术

[0002] 泡沫玻璃是一种多孔玻璃材料，它由大量的直径在0. 1〜3mm的均匀气泡结构组 成，气泡占总体积的80%〜90%，表观密度为120〜500kg/m3。由于其优越的隔热、吸声、 防火、防潮等性能，使得它在建筑、石油化工等行业有着广泛的应用。

[0003] 目前，我国泡沫玻璃生产原料全部为利废原料，如废玻璃、尾矿、粉煤灰、火山熔 岩、浮石、珍珠岩等。利用粉煤灰生产泡沫玻璃已经有了成熟的方法。国内普遍采用的是 "二步法"。即：第一步：先将石英磨成细粉，与粉煤灰，添加剂一起经干燥脱水一次烧成2小 时，产生固相反应，形成硅酸盐，直到熔融，经冷却产生大量玻璃体；第二步：将玻璃体粉碎 后与发泡剂一起再次烧成6小时，冷却，退火得到成品泡末玻璃。该方法主要问题是产品成 本高，能耗高。产品成本高的原因主要是石英存在收购、运输、清洗等工序，且石英硬度大， 球磨能耗高。如果将石英重新熔化水淬后球磨，虽然球磨能耗下降了，但是又增加了熔化成 本，并且上述工艺中经两次烧成，冷却，导致能耗进一步升高。

[0004] 曾经出现过利用电厂粉煤灰制备微晶玻璃和岩棉等硅酸盐产品的专利，对粉煤灰 的利用进行了有益的尝试，但这些专利都是属于对粉煤灰的"炉外"利用范畴，存在能耗高， 成本大的问题；

[0005] 专利CN87105254A提出了用粉煤灰、生石灰粉和磷渣按照最佳配方制成粉煤灰料 块和焦炭一起加入冲天炉内鼓风熔化，用高速离心办法甩成岩棉，对粉煤灰的利用进行了 有效的尝试；

[0006] 专利CN1087067A提出了用粉煤灰、钙质材料、助融剂、澄清剂和成核剂在冲天炉 内快速熔化，在池窑内保温，澄清均化制备建筑用微晶玻璃；

[0007] 专利CN1460653A提出了用粉煤灰、氧化铝粉末或铝矾土和碳酸镁或菱镁矿或水 镁石或氧化铝粉末和甲基纤维素粘结剂和水制备微晶玻璃；

[0008] 专利CN1314319A提出了一种由液态排渣炉灰渣直接转换岩棉的方法，虽然该方 法也对粉煤灰进行了 "炉内"利用，但该方法是用于制备岩棉。

[0009] 而火电厂液态排渣炉排出的硅酸盐熔体非常接近实用玻璃成分，大部分电厂将粉 煤灰渣熔体经过水冷后作为废弃物处理掉了 。

发明内容

[0010] 本发明的目的在于提供一种直接对粉煤灰"炉内"进行利用，能耗低，成本小，而且

能够直接替代"二步法"中的第一步，以实现火电厂的废物利用和制备泡沫玻璃节能降耗的 目的利用液态排渣炉熔渣直接生产泡沫玻璃的方法。

[0011] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：针对不同煤质，在液态排渣炉中添

3加碎玻璃或氧化钙粉体，控制熔渣的质量百分比为：Si02 : 45-65%、 A1203 :5-30 %、 Fe203 : 0-15%、 CaO+MgO :10-30%、 Na20+K20 :0-14%，然后将排出的熔渣直接通过液态排渣炉排渣 口下方的水淬池进行水淬，得到制备泡沫玻璃的玻璃体原料，再将所得到的玻璃体原料和 发泡剂混合磨细、成型、发泡、冷却、退火工序最终制得泡沫玻璃。

[0012] 本发明中泡沫玻璃的熔制是直接在液态排渣炉中进行；添加的碎玻璃的粒度小于 50mm，氧化钙粉体的粒度小于100目；水淬后的玻璃体原料的粒径小于20mm ;液态排渣炉内 熔渣的温度为1350-165(TC，每次熔化时间大于20分钟，所说的"水淬"是将熔体直接通过 液态排渣炉排渣口下方的水淬池完成。

[0013] 本发明充分了利用液态排渣炉排出硅酸盐熔体的物理显热和有效的化学组成，并 且针对上述高能耗的问题，针对不同煤种灰分的化学组成特点和燃烧特点，在位于锅炉下 部排渣口的炉壁上，设置碎玻璃和氧化钙质原料的加料口 ，在煤粉燃烧过程中，根据需要从 加料口加入所需的碎玻璃或氧化钙质原料从而控制熔渣的有效成分生产泡沫玻璃，不仅增 加锅炉排渣熔体的流动性，而且直接通过液态排渣炉排渣口下方的水淬池水淬获得符合制 备泡沫玻璃要求的玻璃体原料，在降低泡沫玻璃制造成本的同时，粉煤灰熔渣也得到了有 效的利用。

[0014] 本发明的显著优点：

[0015] 1)本发明能替代传统采用"二步法"工艺生产泡沫玻璃中的"第一步"，大大降低 生产泡沫玻璃的能耗和成本；

[0016] 2)本发明能有效利用粉煤灰熔渣，减少"三废"污染；

[0017] 3)本发明充分发挥了液态排渣炉排出的液态熔渣的"优势"，实现了发电与泡沫玻 璃的"联产"；

具体实施方式

[0018] 实施例1 :针对不同煤质，通过加料设备从锅炉下部的加料口向液态排渣炉中添 加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化钙粉体，控制熔渣的质量百分比为： Si02 :45%、 A1203 :30%、 Fe203 :15 %、 CaC+MgO : 10%，经过控制锅炉内的温度和熔化时间， 确保所加材料完全熔化，锅炉下部熔渣池的空间温度控制在1350°C ，添加物加入后，在此温 度下熔制20分钟以上，然后将排出的熔渣直接通过液态排渣炉排渣口下方的水淬池进行 水淬，得到粒度小于20mm的制备泡沫玻璃的玻璃体原料，再将所得到的玻璃体原料经过磨 细、成型、发泡、冷却、退火工序最终制得泡沫玻璃。各项性能指标全部符合国家行业标准 《泡沫玻璃绝热制品》（JC/T647-2005)。

[0019] 实施例2 :针对不同煤质，通过加料设备从锅炉下部的加料口向液态排渣炉中添 加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化钙粉体，控制熔渣的质量百分比为： Si02 : 65 %、 A1203 :10. 15 %、 Fe203 :4. 85 %、 CaO+MgO :12. 34%、 Na20+K20 :7. 66 %，经过控 制锅炉内的温度和熔化时间，确保所加材料完全熔化，锅炉下部熔渣池的空间温度控制在 1400°C ，添加物加入后，在此温度下熔制20分钟以上，然后将排出的熔渣直接通过液态排 渣炉排渣口下方的水淬池进行水淬，得到粒度小于20mm的制备泡沫玻璃的玻璃体原料，再 将所得到的玻璃体原料经过磨细、成型、发泡、冷却、退火工序最终制得泡沫玻璃。各项性能 指标全部符合国家行业标准《泡沫玻璃绝热制品》（JC/T647-2005)。[0020] 实施例3 :针对不同煤质，通过加料设备从锅炉下部的加料口向液态排渣炉中添加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化钙粉体，控制熔渣的质量百分比为：Si02 :48. 27%、A1203 :5%、Fe203 :10. 22%、CaO+MgO :22. 51%、Na20+K20 :14%，经过控制锅炉内的温度和熔化时间，确保所加材料完全熔化，锅炉下部熔渣池的空间温度控制在1450°C ，添加物加入后，在此温度下熔制20分钟以上，然后将排出的熔渣直接通过液态排渣炉排渣口下方的水淬池进行水淬，得到粒度小于20mm的制备泡沫玻璃的玻璃体原料，再将所得到的玻璃体原料经过磨细、成型、发泡、冷却、退火工序最终制得泡沫玻璃。各项性能指标全部符合国家行业标准《泡沫玻璃绝热制品》（JC/T647-2005)。

[0021] 实施例4 :针对不同煤质，通过加料设备从锅炉下部的加料口向液态排渣炉中添加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化钙粉体，控制熔渣的质量百分比为：Si02 : 47 . 66 % 、 A1203 :6. 38 % 、 Fe203 :7. 25 % 、 CaO+MgO :30 % 、 Na20+K20 :8. 71 % ，经过控制锅炉内的温度和熔化时间，确保所加材料完全熔化，锅炉下部熔渣池的空间温度控制在1500°C ，添加物加入后，在此温度下熔制20分钟以上，然后将排出的熔渣直接通过液态排渣炉排渣口下方的水淬池进行水淬，得到粒度小于20mm的制备泡沫玻璃的玻璃体原料，再将所得到的玻璃体原料经过磨细、成型、发泡、冷却、退火工序最终制得泡沫玻璃。各项性能指标全部符合国家行业标准《泡沫玻璃绝热制品》（JC/T647-2005)。

[0022] 实施例5 :针对不同煤质，通过加料设备从锅炉下部的加料口向液态排渣炉中添加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化钙粉体，控制熔渣的质量百分比为：Si02 :50. 79%、 A1203 :14. 41 %、 Fe203 :12. 63%、 CaO+MgO :18. 54%、 Na20+K20 :3. 63%，经过控制锅炉内的温度和熔化时间，确保所加材料完全熔化，锅炉下部熔渣池的空间温度控制在155(TC，添加物加入后，在此温度下熔制20分钟以上，然后将排出的熔渣直接通过液态排渣炉排渣口下方的水淬池进行水淬，得到粒度小于20mm的制备泡沫玻璃的玻璃体原料，再将所得到的玻璃体原料经过磨细、成型、发泡、冷却、退火工序最终制得泡沫玻璃。各项性能指标全部符合国家行业标准《泡沫玻璃绝热制品》（JC/T647-2005)。

[0023] 实施例6 :针对不同煤质，通过加料设备从锅炉下部的加料口向液态排渣炉中添加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化钙粉体，控制熔渣的质量百分比为：Si02 : 55 . 32%、A1203 :20. 48%、Fe203 :8. 15%、CaO+MgO :13. 88%、Na20+K20 :2. 17%，经过控制锅炉内的温度和熔化时间，确保所加材料完全熔化，锅炉下部熔渣池的空间温度控制在1600°C ，添加物加入后，在此温度下熔制20分钟以上，然后将排出的熔渣直接通过液态排渣炉排渣口下方的水淬池进行水淬，得到粒度小于20mm的制备泡沫玻璃的玻璃体原料，再将所得到的玻璃体原料经过磨细、成型、发泡、冷却、退火工序最终制得泡沫玻璃。各项性能指标全部符合国家行业标准《泡沫玻璃绝热制品》（JC/T647-2005)。

[0024] 实施例7 :针对不同煤质，通过加料设备从锅炉下部的加料口向液态排渣炉中添加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化钙粉体，控制熔渣的质量百分比为：Si02 :60. 37%、 A1203 :13. 22%、 CaO+MgO :22. 08%、 Na20+K20 :4. 33% ，经过控制锅炉内的温度和熔化时间，确保所加材料完全熔化，锅炉下部熔渣池的空间温度控制在1650°C ，添加物加入后，在此温度下熔制20分钟以上，然后将排出的熔渣直接通过液态排渣炉排渣口下方的水淬池进行水淬，得到粒度小于20mm的制备泡沫玻璃的玻璃体原料，再将所得到的玻璃体原料经过磨细、成型、发泡、冷却、退火工序最终制得泡沫玻璃。各项性能指标全部符合国家行业标准《泡沫玻璃绝热制品》（JC/T647-2005)。

[0025] 本发明根据生成粉煤灰泡沫玻璃的化学组成要求和原煤粉煤灰的化学成分的特点，按照"缺啥补啥"的原则进行配料计算，根据具体情况，引入碎玻璃或氧化钙粉体。[0026] 将尺寸小于50mm碎玻璃或小于100目的氧化钙粉体通过加料设备从锅炉下部的加料口加入位于锅炉底部中的粉煤灰渣熔体中，经过控制锅炉内的温度和熔化时间，确保所加材料完全熔化到玻璃熔体中。通常锅炉下部熔渣池的空间温度控制在1350-1650°C ，碎玻璃等添加物加入后，在此温度下熔制20分钟以上，将熔化好的熔体，通过浮渣阻挡装置，将位于熔体上部的浮渣阻挡到炉内继续熔化，能通过阻挡装置的少气泡的熔体放出直接通过液态排渣炉排渣口下方的水淬池进行水淬。

[0027] 调整粉煤灰渣熔体水淬的条件，使得熔体通过水淬后形成尺寸小于20mm的多孔酥松状玻璃体原料，按照传统的泡沫玻璃生产工艺，将水淬后的玻璃体原料和发泡剂混合磨细，通过成型、发泡、冷却、退火等工序，最终获得泡沫玻璃。

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Claims (4)

1. 一种利用液态排渣炉熔渣直接生产泡沫玻璃的方法，其特征在于：针对不同煤质，在液态排渣炉中添加碎玻璃或氧化钙粉体，控制熔渣的质量百分比为：SiO2：45-65％、Al2O3：5-30％、Fe2O3：0-15％、CaO+MgO：10-30％、Na2O+K2O：0-14％，然后将排出的熔渣直接通过液态排渣炉排渣口下方的水淬池进行水淬，得到制备泡沫玻璃的玻璃体原料，再将所得到的玻璃体原料和发泡剂混合磨细、成型、发泡、冷却、退火工序最终制得泡沫玻璃。
2. 2. 根据权利要求1所述的利用液态排渣炉熔渣直接生产泡沫玻璃的方法，其特征在 于：所说的添加的碎玻璃的粒度小于50mm，氧化钙粉体的粒度小于100目。
3. 3. 根据权利要求1所述的利用液态排渣炉熔渣直接生产泡沫玻璃的方法，其特征在 于：所说的水淬后的玻璃体原料的粒径小于20mm。
4. 4. 根据权利要求1所述的利用液态排渣炉熔渣直接生产泡沫玻璃的方法，其特征在 于：所说的液态排渣炉内熔渣的温度为1350-165(TC，每次熔化时间大于20分钟。