CN103771898B - 利用纸浆污泥生产砖块的生产系统及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料技术领域,尤其是涉及一种利用纸浆污泥生产砖块的生产系统及生产工艺。它解决了现有设计不合理和生产工艺复杂等技术问题。本系统包括依次设置的用于输送制砖物料的砖料输送装置、用于搅拌制砖物料的搅拌装置、用于将制砖物料加工成砖坯的成型装置、以及用于将砖坯烧制成砖块成品的砖窑,本生产系统还包括用于向制砖物料添加纸浆污泥的纸浆污泥添加机构,所述的纸浆污泥添加机构的下料端位于砖料输送装置的上方;一种生产工艺包括:A、原料配制;B、发酵处理;C、砖坯成型;D、砖块烧制。本发明具有以下优点:设计更合理,结构更简单,工艺简单且易于操作生产。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,尤其是涉及一种利用纸浆污泥生产砖块的生产系统及生产工艺。
背景技术
环境污染是由于不合理的生产或技术不先进而导致的,例如:在造纸行业中,造纸是一项高污染和高耗能产业,其会产生废弃物,废弃物包括废水和污泥等等,纸浆污泥是木浆制造产生或是回收的废纸在脱墨、漂洗和制浆过程中产生的,其具有可燃性,一般为干硬的块状;目前,造纸产生的污泥一般只能是通过集中填埋和焚烧等方式进行处理,这几种处理方式至少存在以下缺陷:当采用集中填埋方式时,如果污泥的总量较大,其就需要占用较大的土地资源,这样不仅影响周边环境,而且容易产生二次污染,特别是地表以下的地下水;当采用焚烧方式时,焚烧时会产生有害气体,当然也会造成环境污染,另外,其焚烧成本较高。因此,这几种处理方式都不符合对造纸污泥的无害化处理,从另一层面上讲,这几种方案相当于白白浪费了资源,为了使造纸生产符合绿色循环生产的发展轨道,有发明人用纸浆污泥进行制作砖块,但是现有的生产系统和生产方法都比较落后,为此,人们进行了长期的探索,提出了各种各样的解决方案。
例如,中国专利文献公开了一种污泥烧结砖的生产装置[申请号:CN200820062535.1],包括沉淀池,破碎机,沉化池,对辊机,搅拌机,真空挤砖机,切坯机,各设备之间设置输送带,沉淀池、沉化池通过给料机和输送带相接,还包括隧道式干燥室,隧道式高温焙烧室、干燥车,隧道式高温焙烧室降温区的出风口与隧道式干燥室的热源烟道之间设置管道和抽风机;此外,中国专利文献还公开了一种利用造纸固体废弃物制作蒸压泥砖的工艺[申请号:CN201010179753.5],该包括如下步骤:将碱回收白泥加入造纸水处理污泥得到调制污泥;将调制污泥和粉煤灰、粗白泥、砂、炉渣、石灰、脱硫石膏按比例在搅拌设备中搅拌均匀,用液压式制砖机将上述混合物制成砖坯。
上述的第一种方案在一定程度上提高了生产效率和降低了劳动生产强度,但是该方案还至少存在以下缺陷:整个制造设备的结构较为复杂,生产效率无法满足生产生产要求,另外,通过该方案制作出来的砖块其结构强度低;第二种方案在一定程度实现了变废为宝和资源循环利用的目的,但是该方案未能充分利用造纸污泥,存在进一步优化改进的必要。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题,提供一种设计更合理,结构更简单和能提高砖块结构强度的利用纸浆污泥生产砖块的生产系统。
本发明的另外一个目的是针对上述问题,提供一种工艺简单,能降低生产成本和能充分利用造纸污泥的用于制作纸浆污泥生产的砖块的制备工艺。
为达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:本利用纸浆污泥生产砖块的生产系统包括依次设置的用于输送制砖物料的砖料输送装置、用于搅拌制砖物料的搅拌装置、用于将制砖物料加工成砖坯的成型装置、以及用于将砖坯烧制成砖块成品的砖窑,本生产系统还包括用于向制砖物料添加纸浆污泥的纸浆污泥添加机构,所述的纸浆污泥添加机构的下料端位于砖料输送装置的上方。本发明的纸浆污泥是木浆制造产生或是回收的废纸在脱墨、漂洗和制浆过程中产生的,纸浆污泥其具有可燃性,在烧制砖块时,本申请恰恰是将木浆制造产生或是将脱墨、漂洗和制浆过程中产生的纸浆污泥作为内燃剂进行合理利用,一方面不仅符合可持续发展的节能环保战略,另一方面因为砖坯内含有纸浆污泥,砖坯在烧制时纸浆污泥可降低生产成本,提高生产效率,整个系统结构简单且实用性强,符合当前社会技术的发展趋势。
在上述的利用纸浆污泥生产砖块的生产系统中,所述的纸浆污泥添加机构包括用于将纸浆污泥切分成小块状的供料装置和用于将被切分后的小块状纸浆污泥加工成小颗粒状的碎料装置,所述的供料装置和碎料装置之间设有输送装置,所述的碎料装置的下料端位于砖料输送装置的上方。纸浆污泥是木浆制造产生或是回收的废纸在脱墨、漂洗和制浆过程中产生的,燃烧后就成灰了,该结构中的供料装置和碎料装置的作用在于加强砖块成品的结构强度,因为配制过多的纸浆污泥,砖坯在烧制(纸浆污泥燃烧)后其内部会产生较大的孔,在运输过程中容易断裂,这样不仅影响砖块的质量,而且如果燃烧不尽会导致砖块含有纸浆污泥的油污,构成二次污染;另外在本申请中,本系统还包括设置在供料装置上方的供水机构,该供水机构包括至少一个供水管,在供水管上设有花洒,设置该供水机构的作用在于:用于调节供料装置内的纸浆污泥湿度,由于纸浆污泥越干越硬,湿润的纸浆污泥是处于粘稠的状态就无法与制砖物料均匀混合,其次,纸浆污泥加工成小颗粒状,其粒度为50-150目。
在上述的利用纸浆污泥生产砖块的生产系统中,所述的供料装置包括箱体,在箱体下部一侧设有出料口,在箱体底部设有横向设置的输料螺杆,所述的输料螺杆的一端穿出所述出料口且在该端固定有位于出料口外侧的切分结构。供料装置的作用在于提高生产效率和砖块的结构强度,该输料螺杆两端穿设在机架的固定座上,输料螺杆与能驱动其转动的驱动电机相连,在驱动电机和输料螺杆之间设有减速器,其次,在箱体上设有呈喇叭状的料斗,在箱体设有出料口的一端设有两片对称设置且倾斜向上朝外设置的挡料板。
在上述的利用纸浆污泥生产砖块的生产系统中,所述的切分结构包括固定在输料螺杆上的若干在圆周方向均匀分布的刮料板,所述的刮料板内侧与箱体相邻设置;所述的刮料板在圆周方向上沿顺时针或逆时针倾斜设置且刮料板均扭转设置,所述的刮料板的外端长出所述出料口且在外端设有通孔。切分结构的作用在于:由于纸浆污泥越干越硬,为了便于生产,切分结构可将干硬的纸浆污泥进行切分,保证生产效率和降低生产成本,确保生产的顺利进行。
在上述的利用纸浆污泥生产砖块的生产系统中,所述的碎料装置包括壳体,在壳体底部设有下料口,在壳体内设有水平设置的第一破碎杆和第二破碎杆,所述的第一破碎杆和第二破碎杆相邻设置。第一破碎杆和第二破碎杆均为带有螺旋叶片的螺旋杆,第一破碎杆和第二破碎杆的一端通过联动结构相连,该联动结构包括分别设置在第一破碎杆和第二破碎杆上且相啮合的联动齿轮,所述的第一破碎杆或第二破碎杆与能带动其转动的破碎电机相连。
在上述的利用纸浆污泥生产砖块的生产系统中,所述的搅拌装置包括长条槽体,在长条槽体一端底部设有出料孔,所述的长条槽体内设有水平且沿着长条槽体轴向设置的第一搅拌轴和第二搅拌轴,所述的第一搅拌轴和第二搅拌轴上分别设有若干轴向分布且一一对置的搅拌叶轮,相对置的两个搅拌叶轮之间形成过料间隙。第一搅拌轴的两端分别穿设在底座的第一定位座上,第二搅拌轴分别穿设在底座的第二定位座上,在第一搅拌轴和第二搅拌轴的一端设有联动机构,该联动机构包括分别设置在第一搅拌轴和第二搅拌轴上且相啮合的搅拌齿轮,在变频电机和第一搅拌轴或第二搅拌轴之间连接有变速器,所述的第一搅拌轴或第二搅拌轴与能驱动其转动的搅拌电机相连;其次,在长条槽体的进料端设有呈U形的导料斗,在长条槽体上还设有将长条槽体敞口端封闭的防尘罩。
在上述的利用纸浆污泥生产砖块的生产系统中,所述的砖料输送装置和纸浆污泥添加机构分别与用于控制制砖物料与纸浆污泥比例的配比控制装置相连;所述的砖料输送装置上方还设有用于向砖料添加煤粉的煤粉添加机构。配比控制装置包括用于控制转速的变频控制器,砖料输送装置包括至少两个辊筒和绕设在辊筒上的输送带,两个辊筒中的至少一个辊筒与输送电机相连,该输送电机与变频控制器相连;纸浆污泥添加机构中的驱动电机、破碎电机和搅拌电机分别与变频控制器相连;成型装置包括挤压装置和切割装置,成型装置作为现有技术就不一一进行赘述。
一种利用纸浆污泥生产砖块的生产工艺,本生产工艺包括如下步骤:
A、原料配制:将纸浆污泥先切分成小块状,然后将小块状纸浆污泥加工成小颗粒状,再将小颗粒状的纸浆污泥和制砖物料按照一定比例均匀混合,从而制得砖块混合原料;由于纸浆污泥越干越硬,为了便于生产,先进行切分,然后将切分后的小块状进行小颗粒处理,确保生产的顺利进行;
B、发酵处理:将砖块混合原料放入堆料仓内,放置的时间为10~15天;该方式可保证砖块的结构强度和稳定性;
C、砖坯成型:将经过发酵的砖块混合原料经搅拌、坯条成型、切分坯条,制得砖坯;
D、砖块烧制:通过砖窑按照设定温度和时间将砖坯进行烧制,即制得砖块成品。
在上述的利用纸浆污泥生产砖块的生产工艺中,在上述的A步骤中,所述的砖块原料与纸浆污泥的混合重量比为1000:0.8-2.0。这里的混合重量比可以根据实际的要求进行配置。
在上述的利用纸浆污泥生产砖块的生产工艺中,在上述的A步骤中,所述的砖块原料还添加有煤粉,所述的砖块原料与煤粉的混合重量比为1000:0.8-2.0;在上述的步骤B中,当堆料仓内的室温等于或低于10℃时,在砖块混合原料内加入防冻剂,所述的防冻剂为工业用盐。煤粉可进一步提高砖坯烧制的生产效率。
与现有的技术相比,本发明的优点在于:设计更合理,可进一步增强砖块的结构强度,另外,工艺简单且易于操作生产,可充分利用纸浆污泥的可燃性提高生产效率和降低生产能耗,合理的循环利用废弃物,节能且环保,符合当前国家的节能环保政策。
附图说明
图1是本发明提供的结构示意图。
图2是本发明提供的搅拌装置立体结构示意图。
图3是本发明提供的搅拌装置结构示意图。
图4是本发明提供的搅拌装置联动结构示意图。
图5是本发明提供的供料装置结构示意图。
图6是图5的右视结构示意图。
图中,砖料输送装置1、输送电机11、搅拌装置2、长条槽体21、出料孔22、第一搅拌轴23、第二搅拌轴24、搅拌叶轮25、搅拌电机26、成型装置3、砖窑4、纸浆污泥添加机构5、供料装置51、箱体51a、出料口51b、输料螺杆51c、切分结构51d、刮料板51d'、通孔d、碎料装置52、壳体52a、下料口52b、第一破碎杆52c、第二破碎杆52d、破碎电机52e、输送装置53、供水机构54、供水管54a、花洒54b、配比控制装置6、煤粉添加机构7。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示,本利用纸浆污泥生产砖块的生产系统包括依次设置的用于输送制砖物料的砖料输送装置1、用于搅拌制砖物料的搅拌装置2、用于将制砖物料加工成砖坯的成型装置3、以及用于将砖坯烧制成砖块成品的砖窑4,本生产系统还包括用于向制砖物料添加纸浆污泥的纸浆污泥添加机构5,所述的纸浆污泥添加机构5的下料端位于砖料输送装置1的上方;在砖料输送装置1和纸浆污泥添加机构5分别与用于制砖物料与纸浆污泥比例的配比控制装置6相连;所述的砖料输送装置1上方还设有用于向砖料添加煤粉的煤粉添加机构7。
具体的,本实施例的纸浆污泥添加机构5包括用于将纸浆污泥切分成小块状的供料装置51和用于将被切分后的小块状纸浆污泥加工成小颗粒状的碎料装置52,所述的供料装置51和碎料装置52之间设有输送装置53,所述的碎料装置52的下料端位于砖料输送装置1的上方。进一步的,如图1、5和图6所示,这里的供料装置51包括箱体51a,在箱体51a下部一侧设有出料口51b,在箱体51a底部设有横向设置的输料螺杆51c,所述的输料螺杆51c的一端穿出所述出料口51b且在该端固定有位于出料口51b外侧的切分结构51d;本实施例的输料螺杆51c两端穿设在机架a的固定座1a上,输料螺杆51c与能驱动其转动的驱动电机1b相连,在驱动电机1b和输料螺杆51c之间设有减速器1c,其次,在箱体51a上设有呈喇叭状的料斗1d,在箱体51a设有出料口51b的一端设有两片对称设置且倾斜向上朝外设置的挡料板1e。
其次,本系统还包括设置在供料装置51上方的供水机构54,该供水机构54包括至少一个供水管54a,在供水管54a上设有花洒54b,设置该供水机构54的作用在于:用于调节供料装置51内的纸浆污泥湿度,由于纸浆污泥越干越硬,湿润的纸浆污泥是处于粘稠的状态就无法与制砖物料均匀混合。
上述的切分结构51d包括固定在输料螺杆51c上的若干在圆周方向均匀分布的刮料板51d',所述的刮料板51d’内侧与箱体51a相邻设置;所述的刮料板51d’在圆周方向上沿顺时针或逆时针倾斜设置且刮料板51d’均扭转设置,所述的刮料板51d’的外端长出所述出料口51b且在外端设有通孔d。
另外,如图1-4所示,本实施例的碎料装置52包括壳体52a,在壳体52a底部设有下料口52b,在壳体52a内设有水平设置的第一破碎杆52c和第二破碎杆52d,所述的第一破碎杆52c和第二破碎杆52d相邻设置,这里的纸浆污泥加工成小颗粒状,其粒度为50-150目;第一破碎杆52c和第二破碎杆52d均为带有螺旋叶片的螺旋杆结构,螺旋叶片旋向相同,本实施例的第一破碎杆52c和第二破碎杆52d的一端通过联动结构相连,该联动结构包括分别设置在第一破碎杆52c和第二破碎杆52d上且相啮合的联动齿轮(图中未示),所述的第一破碎杆52c或第二破碎杆52d与能带动其转动的破碎电机52e相连,破碎电机52e与配比控制装置6相连,破碎电机52e驱动第一破碎杆52c或第二破碎杆52d转动,通过联动结构使两破碎杆同时转动。
其次,如图1-4所示,搅拌装置2包括长条槽体21,在长条槽体21一端底部设有出料孔22,所述的长条槽体21内设有水平且沿着长条槽体21轴向设置的第一搅拌轴23和第二搅拌轴24,所述的第一搅拌轴23和第二搅拌轴24上分别设有若干轴向分布且一一对置的搅拌叶轮25,相对置的两个搅拌叶轮25之间形成过料间隙;第一搅拌轴23的两端分别穿设在底座2a的第一定位座2b上,第二搅拌轴24分别穿设在底座2a的第二定位座2c上,在第一搅拌轴23和第二搅拌轴24的一端设有联动机构,该联动机构包括分别设置在第一搅拌轴23和第二搅拌轴24上且相啮合的搅拌齿轮2d,所述的第一搅拌轴23或第二搅拌轴24与能驱动其转动的搅拌电机26相连,在搅拌电机26和第一搅拌轴23或第二搅拌轴24之间连接有变速器2e,搅拌电机26与配比控制装置6相连;其次,在长条槽体21的进料端设有呈U形的导料斗2f,在长条槽体21上还设有将长条槽体21敞口端封闭的防尘罩2g。
配比控制装置6包括用于控制转速的变频控制器,砖料输送装置1包括至少两个辊筒和绕设在辊筒上的输送带,两个辊筒中的至少一个辊筒与输送电机11相连,该输送电机11与变频控制器相连;纸浆污泥添加机构5中的驱动电机1b、破碎电机52e和搅拌电机26分别与通过配比控制装置6相连;成型装置3包括挤压装置和切割装置,成型装置3作为现有技术就不一一进行赘述。
本实施例的工作原理如下:纸浆污泥作为内燃剂,其可提高生产效率,其工作步骤如下:供料装置51向碎料装置52供料,然后煤粉添加机构7和碎料装置52同时向砖料输送装置1纱管供料,通过配比控制装置6的作用使砖料的煤粉和纸浆污泥的配比合理,砖料输送装置1将煤粉和纸浆污泥输入搅拌装置2中进行均匀搅拌混合,混合后通过成型装置3进行砖坯成型,砖坯成型后码窑在砖窑4内进行烧制,即完成制作过程。
由于纸浆污泥是木浆制造产生或是回收的废纸在脱墨、漂洗和制浆过程中产生的,纸浆污泥其具有可燃性,在烧制砖块时,为放置燃烧不尽,所以对纸浆污泥和制砖物料需要进行合理的混合配置,具体的生产工艺如下:
实施例一
一种利用纸浆污泥生产砖块的生产工艺,本生产工艺包括如下步骤:
A、原料配制:将纸浆污泥先切分成小块状,然后将小块状纸浆污泥加工成小颗粒状,再将小颗粒状的纸浆污泥和制砖物料按照一定比例均匀混合,从而制得砖块混合原料;小颗粒状的粒度为50-150目;
B、发酵处理:将砖块混合原料放入堆料仓内,放置的时间为10~15天;
C、砖坯成型:将经过发酵的砖块混合原料经搅拌、坯条成型、切分坯条,制得砖坯;
D、砖块烧制:通过砖窑(4)按照设定温度和时间将砖坯进行烧制,即制得砖块成品。
在上述的A步骤中,所述的砖块原料与纸浆污泥的混合重量比为1000:0.8-2.0。
在上述的A步骤中,所述的砖块原料还添加有煤粉,所述的制砖物料与煤粉的混合重量比为1000:0.8-2.0;在上述的步骤B中,当堆料仓内的室温等于或低于10℃时,在砖块混合原料内加入防冻剂,所述的防冻剂为工业用盐。
作为本实施例最优化的方案,发酵处理的放置的时间为12天;砖块原料与纸浆污泥的混合重量比为1000:1;制砖物料与煤粉的混合重量比为1000:1。
实施例二
本实施例同实施例一的结构及原理基本相同,不一样的地方在于:本实施例的砖块原料中不添加煤粉。
实施例三
本实施例同实施例一和二的结构及原理基本相同,不一样的地方在于:发酵处理:将砖块混合原料放入堆料仓内,放置的时间为10天;制砖物料与纸浆污泥的混合重量比为1000:0.8;制砖物料与煤粉的混合重量比为1000:0.8。
实施例四
本实施例同实施例一和二的结构及原理基本相同,不一样的地方在于:发酵处理:将砖块混合原料放入堆料仓内,放置的时间为12天;制砖物料与纸浆污泥的混合重量比为1000:2;制砖物料与煤粉的混合重量比为1000:2。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用砖料输送装置1、输送电机11、搅拌装置2、长条槽体21、出料孔22、第一搅拌轴23、第二搅拌轴24、搅拌叶轮25、搅拌电机26、成型装置3、砖窑4、纸浆污泥添加机构5、供料装置51、箱体51a、出料口51b、输料螺杆51c、切分结构51d、刮料板51d'、通孔d、碎料装置52、壳体52a、下料口52b、第一破碎杆52c、第二破碎杆52d、破碎电机52e、输送装置53、供水机构54、供水管54a、花洒54b、配比控制装置6、煤粉添加机构7等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质,把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (6)
1.一种利用纸浆污泥生产砖块的生产系统,包括依次设置的用于输送制砖物料的砖料输送装置(1)、用于搅拌制砖物料的搅拌装置(2)、用于将制砖物料加工成砖坯的成型装置(3)、以及用于将砖坯烧制成砖块成品的砖窑(4),其特征在于,本生产系统还包括用于向制砖物料添加纸浆污泥的纸浆污泥添加机构(5),所述的纸浆污泥添加机构(5)的下料端位于砖料输送装置(1)的上方;所述的纸浆污泥添加机构(5)包括用于将纸浆污泥切分成小块状的供料装置(51)和用于将被切分后的小块状纸浆污泥加工成小颗粒状的碎料装置(52),所述的供料装置(51)和碎料装置(52)之间设有输送装置(53),所述的碎料装置(52)的下料端位于砖料输送装置(1)的上方。
2.根据权利要求1所述的利用纸浆污泥生产砖块的生产系统,其特征在于,所述的供料装置(51)包括箱体(51a),在箱体(51a)下部一侧设有出料口(51b),在箱体(51a)底部设有横向设置的输料螺杆(51c),所述的输料螺杆(51c)的一端穿出所述出料口(51b)且在该端固定有位于出料口(51b)外侧的切分结构(51d)。
3.根据权利要求2所述的利用纸浆污泥生产砖块的生产系统,其特征在于,所述的切分结构(51d)包括固定在输料螺杆(51c)上的若干在圆周方向均匀分布的刮料板(51d'),所述的刮料板(51d’)内侧与箱体(51a)相邻设置;所述的刮料板(51d’)在圆周方向上沿顺时针或逆时针倾斜设置且刮料板(51d’)均扭转设置,所述的刮料板(51d’)的外端长出所述出料口(51b)且在外端设有通孔(d)。
4.根据权利要求1所述的利用纸浆污泥生产砖块的生产系统,其特征在于,所述的碎料装置(52)包括壳体(52a),在壳体(52a)底部设有下料口(52b),在壳体(52a)内设有水平设置的第一破碎杆(52c)和第二破碎杆(52d),所述的第一破碎杆(52c)和第二破碎杆(52d)相邻设置。
5.根据权利要求1所述的利用纸浆污泥生产砖块的生产系统,其特征在于,所述的搅拌装置(2)包括长条槽体(21),在长条槽体(21)一端底部设有出料孔(22),所述的长条槽体(21)内设有水平且沿着长条槽体(21)轴向设置的第一搅拌轴(23)和第二搅拌轴(24),所述的第一搅拌轴(23)和第二搅拌轴(24)上分别设有若干轴向分布且一一对置的搅拌叶轮(25),相对置的两个搅拌叶轮(25)之间形成过料间隙。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的利用纸浆污泥生产砖块的生产系统,其特征在于,所述的砖料输送装置(1)和纸浆污泥添加机构(5)分别与用于控制制砖物料与纸浆污泥比例的配比控制装置(6)相连;所述的砖料输送装置(1)上方还设有用于向砖料添加煤粉的煤粉添加机构(7)。
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