CN101957134B - 煤矸石烧结多孔砖隧道窑余热利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤矸石烧结多孔砖隧道窑余热利用方法，是在隧道窑冷却带安置余热蒸汽锅炉，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。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。本发明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。
Description
技术领域
本发明涉及以煤矸石为主要原料烧结多孔砖的隧道窑余热利用方法与装置。
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；K2O+Na2O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℃-55℃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。
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，本发明提供一种煤矸石烧结多孔砖隧道窑余热利用方法。
本发明是在隧道窑冷却带安置余热蒸汽锅炉，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。
术语说明：
烧结多孔砖的隧道窑，分为隧道窑预热带、隧道窑高温带、隧道窑冷却带，预热带及高温带用于砖坯的升温及焙烧，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750-950℃，隧道窑冷却带中温段砖体温度为500-700℃。隧道窑是烧结多孔砖的常规设备。
本发明的技术方案如下：
一种煤矸石烧结多孔砖隧道窑余热利用方法，包括利用热量为500～600Kcal/Kg煤矸石为主原料，煤矸石用量不少于全部原料的90％质量比，通过筛选、破碎、陈化、真空高压成型、干燥、隧道窑焙烧制成多孔砖；其中，煤矸石多孔砖砖坯进入隧道窑焙烧，焙烧温度为1000-1050℃；该砖坯由隧道窑高温带进入隧道窑冷却带，隧道窑冷却带高温段砖体温度为750-950℃，在该隧道窑冷却带高温段窑体内部上方(窑顶内)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。
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匀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匀间隔地纵向布置。
进一步的，还可以同时在隧道窑高温带(温度1000-1050℃)的窑墙外搭建彩板房，作为烘干室。
进一步的，还可以同时在砖体温度500-700℃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℃，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。
在以上方法的基础上，本发明优选如下：
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#车位窖内砖体温度为750-950℃，在隧道窑冷却带22-24#车位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，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等，用于烘干井下职工换洗的工作服。
本发明的优良效果：
本发明煤矸石烧结多孔砖隧道窑余热利用方法，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1000-1050℃，进入隧道窑冷却带，砖体温度在700-950℃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。
本发明的方法适用于煤矸石多孔砖厂隧道窑余热利用，特别是综合利用。
附图说明
图1是余热锅炉示意图。图2是彩板房搭建立面示意图，图3是彩板房搭建侧面示意图。图4是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.余热采集管，3’.侧墙外的余热采集管，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发明做进一步说明，但不限于此。实施例中的蒸汽锅炉为焦作市宇星锅炉有限责任公司产，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匀，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℃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造)中缓慢升温至1000℃并保温8小时，然后进入隧道窑冷却带。
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，在隧道窑冷却带22-24#车位(砖体温度为750-950℃)安置蒸汽锅炉1，将窑顶的余热采集管3置入隧道窑窑顶2内上方并固定，均匀间隔对称地布置在窑顶内两侧，水平倾斜角20°，同时在冷却带高温段侧墙外安装余热采集管3’，均匀间隔地纵向布置。余热采集过程主要通过采集管完成。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，余热锅炉安置位置冷却带高温段窑内温度始终保持在700～800℃，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，不会对锅炉采集管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℃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℃，用于成型后砖坯的干燥。
Claims (5)
1.一种煤矸石烧结多孔砖隧道窑余热利用方法，包括利用热量为500～600Kcal/Kg煤矸石为主原料，煤矸石用量不少于全部原料的90％质量比，通过筛选、破碎、陈化、真空高压成型、干燥、隧道窑焙烧制成多孔砖；其中，煤矸石多孔砖砖坯进入隧道窑焙烧，焙烧温度为1000-1050℃，该砖坯由隧道窑高温带进入隧道窑冷却带，隧道窑冷却带高温段砖体温度为750-950℃，在该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加热锅炉受热管内的水生产蒸汽；同时在隧道窑高温带的窑墙外搭建彩板房，作为烘干室；
所述窑体内部上方的余热采集管均匀间隔对称地布置在窑顶内两侧，水平倾斜角为15～30°。
2.如权利要求1所述的余热利用方法，其特征在于所述侧墙外壁的余热采集管均匀间隔地纵向布置。
3.如权利要求1所述的余热利用方法，其特征在于所述烘干室中设置晾衣台架。
4.如权利要求1～3任一项所述的余热利用方法，其特征在于还同时在砖体温度500-700℃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℃，用于成型后砖坯的干燥。
5.如权利要求1所述的余热利用方法，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，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，在隧道窑冷却带22-24#车位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；同时在隧道窑高温带的窑墙外搭建彩板房，作为烘干室。
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