CN101435657B - 污泥资源化生产陶粒的节能型烧结炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污泥资源化生产陶粒的节能型烧结炉，该烧结炉包括点火器总成、座架、炉栅、液压油缸、耐温材料层、炉体、顶盖、炉体支撑柱。其设计要点在于炉体支撑柱连接炉体，炉体连接液压油缸，液压油缸连接炉栅，炉栅的平行角度或倾斜角度由液压油缸调节。所述的炉栅的下方设有移动式的点火器总成，炉栅的上方设置的料斗和下料管道由输送带送入陶粒生料球。点火器总成为移动式，易于将设备直接安装到污泥产生量大的企业进行就地消化污泥，污泥不需往外运，不会因污泥外送处理而增加处理费用，避免在运输沿途给环境造成污染。本发明制成的陶粒具有保温、隔热、抗震、重量轻、强度高的特点，适用于建筑节能墙体材料和工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料设备领域，是一种污泥资源化生产陶粒的节能型烧结炉。
背景技术
随着社会经济、工业的快速发展，人们生活水平在不断的提高，城市规模在进一步的扩大。同时能源不足的矛盾也更加突出，例如水、电、煤、油的紧缺制约着我国的经济发展；环境污染也越来越严重，尤其是工业、服务业、人们日常生活所产生的各种工业废渣、污泥和生活垃圾也成倍增多，如果不及时、合理、有效的进行处理，城市将被垃圾所包围，这些固体废物含有重金属元素和有害物质，将对环境造成严重的污染，对人们的健康带来许多不确定的因素。目前，这些废弃物主要有如下处理方法：
(1)、将污泥船运至海边倾海填埋；此法运行成本低，但将严重污染滨海水质，影响海水养殖业发展，严重时会出现赤潮现象。此法不利于生态环境和水质保护。
(2)、将污泥汽车运至垃圾场填埋垃圾；此法运行成本较低，但会造成填埋场臭气扬溢、污染大气，蚊、蝇肆孽，严重污染地表水和地下水。此法不利于生态环境和水质保护。
(3)、将污泥直接用作农业肥料；国内外实践证明，此法会对农作物产生严重污染，对农民的身体健康也十分不利，雨水有助于污染范围扩大，严重污染河流和地下水质。
(4)、将污泥运至专用污泥填埋场处置；在北美约有68％、欧洲约有47％采用此法处置，在中国已建成的污泥填埋场有十余个。为保护土地资源、减少污染环境和降低填埋场的建设投资，世界各地多数采用城市郊外的山谷型填埋场处置，一般设有污泥填埋库区、污水收集和处理区、处置场管理和生活区、场内道路和绿化工程等。污泥填埋处置采用污泥汽运、分层填埋、分层压实、分层用土或塑料薄膜覆盖，污泥填埋至极限高度后，在表层铺设多层山地土，总厚度约1m，再铺上0.3m种植土，再种树绿化，美化生态环境，此法有效保护生态环境和水质资源，但运行成本较高，在经济和建设条件允许的情况下，此法可适当推广应用。
(5)、将污泥在专用生产线上消化焚烧处置；此法在高温下可彻底消除污泥的各种污染，但由于污泥含水率高、焚烧后废渣利用价值低，实际运行成本较高，据统计和测算，此法处置每吨污泥的运行成本为100～200元。由于经济原因此法难以在国内推广应用。
(6)、利用污泥作主要辅助原料生产节能型人造陶粒。1994年美国威斯康辛公司建成世界上第一家利用城市污泥(主原料为粉煤灰)生产陶粒的工厂，由于产品质量好，得到政府和污水处理厂补贴，企业经济和社会综合效益很好。21世纪初欧洲和日本也正在建设利用污泥生产陶粒的工厂，我国广州华穗陶粒厂利用猎德、大坦沙污水处理厂的污泥作主要辅助原料生产超轻陶粒，产品质量很好，还能享受国家税收优惠政策和污水处理厂的处污补贴；生产成本明显降低。
利用污泥制作陶粒，在1050～1250℃的高温下焙烧，可彻底消除污泥的各种污染，有效保护生态环境，水质资源和土地资源，并生产出使用价值较高的节能建材材料——陶粒，适应满足建筑市场需求。目前我国生产陶粒的企业约200家，除二条进口生产线设备外(年产20万立方米左右)，其余全部是国产设备，进口设备投资大(约1.2～1.5亿人民币)，一般民营企业难以接受，设备结构复杂，一旦出现故障，维修困难，配件难以购买，影响生产。国产设备生产规模小，一般企业年产规模在1～3万立方米，近几年有些企业条件较好的也建成了年产规模在5～10万立方米的生产线。但设备、生产工艺欠先进，耗能较大，污染较为严重，劳动强度较高。
我国目前生产陶粒的设备一般分以下系统：
1、主机设备：我国基本采用回转窑生产，回转窑分为单筒和双筒(大部分采用双筒)，双筒回转窑分为大窑和小窑，大窑约20m长，小窑约24m长，140吨重(不含耐火砖)小窑的功能是来烘干、预热，大窑是焙烧、出产品，烧制温度在1050～1250℃之间。
2、配料造粒系统：配料造粒有计量、混合、均化、搅拌、造粒，中间环节用输送机连接。
3、燃料系统：煤磨、煤粉储库、喷煤管道、喷煤嘴、风机(正压)和温度控制电器。
4、冷却分级系统：产品出窑温度约1000℃，经过冷却降温至100～200℃，进行颗粒、密度分级入库。这些企业规模小，大部分分布在边远山区和农村，基本没有除尘脱硫设施，废气直接排放。
发明内容
为克服上述的不足，本发明的目的是向本领域提供一种污泥资源化生产陶粒的节能型烧结炉，使其能解决现有的同类设备、生产工艺欠先进，耗能较大，污染较为严重，劳动强度较高的技术问题。本发明的目的是通过如下的技术方案实现的。
一种污泥资源化生产陶粒的节能型烧结炉，该烧结炉包括点火器总成、座架、炉栅、液压油缸、耐温材料层、炉体、顶盖、炉体支撑柱，其设计要点在于炉体支撑柱连接炉体，炉体连接液压油缸，液压油缸连接炉栅，炉栅的平行角度或倾斜角度由液压油缸调节。
所述的炉栅的下方设有移动式的点火器总成，炉栅的上方设置的料斗和下料管道由输送带送入陶粒生料球。
所述的炉体的顶盖设置的烟道联接引风机，引风机联接沉降室及除尘脱硫设备至烟囱。
所述的炉体的炉膛由耐温材料构筑耐温材料层厚度200mm，炉体与耐温材料层所构筑的炉膛之间设置可观测炉况的窗口、测温仪和观测口。
所述的炉体连接的液压油缸设置在炉体外，液压油缸前端连接炉栅框架上，炉栅框架所连接的对应端铰接炉体，即构成液压油缸的伸出杆以炉体的铰接点为连接点，作伸出或收缩的行程带动炉栅，液压油缸伸出杆伸出到位时，使炉栅倾斜为70°，陶粒产品从炉栅斜边出料至炉体外，由输送带将陶粒送到的分级系统。液压油缸伸缩杆收缩时将炉栅关闭，炉膛内即可积料、待点火状态。液压油缸对称设置呈双油缸，分别连接在炉栅框架的两个连接点，为了启动炉栅倾斜时陶粒出料平稳，关闭时也及时到位。
本发明的特点是制造设备用材少、能耗低、机械化程度高、全温控，主体设备体积小，占地面积少；减少劳动力，好管理，大大地降低生产成本；点火器总成为移动式，易于将设备直接安装到污泥产生量大的企业进行就地消化污泥，污泥不需往外运，不会因污泥外送处理而增加处理费用，避免在运输沿途给环境造成污染。本发明制成的陶粒具有保温、隔热、抗震、重量轻、强度高的特点，适用于建筑节能墙体材料和工业化生产。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图1的序号及名称：1、点火器总成，2、座架，3、炉栅，4、液压油缸，5、耐温材料层，6、炉体，7、窗口，8、顶盖，9、下料管道，10、料斗，11、烟囱，12、测温仪，13、炉体支撑柱，14、观测口。
具体实施方式
本申请以研发QXJ—I型节能烧结炉为例。
1)、主体设备
A、筒体：筒体高5m，直径￠2m，功能烘干、预热、焙烧、冷却为一体。
B、卸料系统把经冷却后的产品(陶粒)通过液压油缸伸缩自动卸料卸到输送机上转到分级系统去。
C、抪料负压系统：使筒体内的生料球的层面保持一定的厚度。全压3765～2754Pa，流量11529～27600m3/h高效低噪声离心引风机负压风力把筒体底部已点燃的火苗往上部引，促使筒体内的生料球温度达到1050～1250℃，将生料球烧成陶粒。
D、点火器：采用目前国内外较先进的油汽两用点火器，该点火器采用自动点火，自动行走，既环保又安全。
E、程序操作控制系统：筒体装有多点测温仪来控制焙烧、预热、烘干、尾气排放等各环节的温度；生产流水线配料、计量、搅拌、造粒为一体；抪料、点火、负压抽风、卸料、监温为一体。
F、窑内带有粉尘和水气的烟气抽出，经过沉降室把粗颗粒粉尘沉落在沉降室内，再经过水膜除尘脱硫器，把细粉尘和含硫的烟气采用双碱脱硫后通过25m高的烟囱排放空中。
2)、本发明的优点、企业经济效益与社会效益
特点：1、重量轻、主体设备只有3吨。2、占地面积少，每只筒体占地面积仅需4m2。3、电耗低，主体设备电机功率13.2KW。4、煤耗低，每生产立方米陶粒约18Kg。5、劳动力由60名减少到12名，见表(1)数据对比表。
结论：
(1)年产按10万m3计算，表(1)数据表明每年可增加企业效益1184.6万元，折成标准煤每年可节约9112吨(煤价按市场价1300元/吨)。
(2)年产10万立方陶粒来计算年消耗固体废料：(按重量比)：粉煤灰按40％年需量4万吨、污泥30％年需15万吨(80％含水率)建筑、江河湖泊淤泥30％需6万吨。
(3)使用QXJ—I型节能烧结炉一次性处理污水处理厂的污泥15万吨，每年可以节约处理费(按150元/吨)2250万元。
QXJ—I型节能烧结炉因体积小、占地面积少，重量轻、可移动方便、耗能低，处理固体废物量大不受限制。QXJ—I型研发成功，使废资源再利用再为社会创造价值，有利于保护生态环境，保护水质资源和土地资源，又促进节能新型建筑材料的健康快速发展。
Claims (2)
1.一种污泥资源化生产陶粒的节能型烧结炉，该烧结炉包括点火器总成(1)、座架(2)、炉栅(3)、液压油缸(4)、耐温材料层(5)、炉体(6)、顶盖(8)、炉体支撑柱(13)，其特征在于：
所述的炉体支撑柱连接炉体，炉体连接液压油缸，液压油缸连接炉栅，炉栅的平行角度或倾斜角度由液压油缸调节；
所述的炉栅的下方设有移动式的点火器总成，炉栅的上方设置的料斗(10)和下料管道(9)由输送带送入陶粒生料球；
所述的炉体(6)的顶盖(8)设置的烟道联接引风机，引风机联接沉降室及除尘脱硫设备至烟囱(11)；
所述的炉体(6)的炉膛由耐温材料构筑耐温材料层(5)，炉体与耐温材料层所构筑的炉膛之间设置可观测炉况的窗口(7)、测温仪(12)和观测口(14)。
2.如权利要求1所述的污泥资源化生产陶粒的节能型烧结炉，其特征在于所述的炉体(6)连接的液压油缸(4)设置在炉体外，液压油缸前端连接炉栅(3)框架上，炉栅框架所连接的对应端铰接炉体，即构成液压油缸的伸出杆以炉体的铰接点为连接点，作伸出或收缩的行程带动炉栅，液压油缸伸出杆伸出到位时，使炉栅倾斜为70°，陶粒产品从炉栅斜边出料至炉体外，由输送带将陶粒送到的分级系统；所述的液压油缸(4)对称设置呈双油缸，分别连接在炉栅(3)框架的两个连接点。
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