CN104311099B

CN104311099B - 城市建设垃圾以废治废生产钢化海棉砖

Info

Publication number: CN104311099B
Application number: CN201410561147.8A
Authority: CN
Inventors: 庄志汕; 罗健泉
Original assignee: MAO XIUCAI
Current assignee: MAO XIUCAI
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2034-10-21
Also published as: CN104311099A

Abstract

本发明公开了一种用城建垃圾以废治废的方法生产钢化海棉砖，用余泥渣土和建筑垃圾做基料、绿化垃圾和废木料有机质干馏后做内燃料及助燃气体，用钢化海绵剂和大型振动顶开立窑，生产钢化海棉砖。具有以废治废、小型立窑大型化、砖块强度高空隙率大、节能减排等优点；本发明广泛适用于城市建设中使用。

Description

城市建设垃圾以废治废生产钢化海棉砖

技术领域

本发明涉及一种城建垃圾生产钢化海绵砖的方法，更具体地说，设计一种城市建设中产生的垃圾以废治废、加入钢化海绵剂、用大型振动顶开立窑，生产钢化海绵砖。

背景技术

随着我国经济的快速发展，全国旧城改造和新城区建设正日新月异地向前推进，由此带来的余泥渣土和建筑垃圾以及绿化垃圾也越来越多，仅以深圳市为例：新楼挖土基和道路、地铁挖洞产生的余泥渣土，每年在2000万立方米以上；还有旧城改造产生的建筑垃圾，每年600万立方米以上；由此产生的废木材每年超过20万吨，此外，还有道路园林绿化裁剪的绿化垃圾，每年也超过50万吨；上述废料，需要运出城郊去填埋，而另一方面，大量的建筑用砖，又需要从外地运进来。

国家规定2010年全国城市和耕地资源紧缺的农村地区，禁止使用粘土实心砖；当前，“禁实”工作仍是砖瓦行业的首要任务，普通烧结砖存在自重大、体积小、生产能耗高、保温性能差、施工效率低且大量破坏土地资源等缺点，用烧结多孔砖和烧结空心砖代替烧结普通砖，可使建筑物自重减轻30 %以上，节约粘土20 %以上，节省燃料10 %以上，墙体施工功效提高40 %以上；但是另一方面，多孔砖和空心砖由于砖体的空洞，增加了成型的难度，因而对原料的可塑性要求很高；多孔砖和空心砖空隙率较高时还不能做承重墙，生产技术还有待提高，当前，多孔砖和空心砖仍在起步发展阶段，节能减排要求我们：必须大力发展多孔砖和空心砖，在现有水平上进一步提高它的强度和物理使用性能，才能在低碳、节土、节能、利废、环保等方面取得更大的效益。

还有，在砖体焙烧设备上，也有很大的发展空间；砖体焙烧设备有旧式的间歇式窑和后来发展的连续式窑。旧式窑已淘汰，连续式窑有三种：一种是轮窑，采用“火走砖不动”的工艺，靠人工装窑、出窑，劳动强度大，现在已基本淘汰；第二种是隧道窑，采用“砖走火不动”的工艺，由逐渐移动的砖坯，在窑车上历经5个焙烧带，此窑的缺点是窑车投资过大，不符合广大农村的经济水平，难于进一步发展；第三种是：节能小立窑，它不消耗动力，可利用烟气余热，利用掺入砖坯的内燃来烧砖，同时加热助燃空气，靠窑室的垂直高度及其窑内外的温度差所产生的负压，实现了自然的负压燃烧、正压排潮的运行工况，因而可比土窑节煤80 % 左右，节能小立窑是目前节能、实用、普及的先进的小型砖窑，但小立窑当前最大的难题是出料需要人工操作，难度大、劳动条件差、产量小，未能实现大型化的生产作业。

发明内容

本发明旨在提供一种城市建设中产生的垃圾以废治废的方法，生产钢化海棉砖；即用城市建设挖出的余泥渣土做基料，用绿化垃圾有机质加工后做内燃料及助燃气体，加入本发明的钢化海绵剂，采用本发明的大型振动顶开立窑，生产高强度、高空隙率的钢化海棉砖。为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

1，在城市建设挖出的余泥渣土中，加入一部分旧城改造的建筑垃圾，经粉碎、筛分作为砖坯基料；

2，将城市绿化垃圾粉碎、干化，加入经过粉碎的建筑木材垃圾，两者混合后经过生物气化炉干馏，得到可燃气体和木炭；

3，木炭经粉碎后与前述的砖坯基料混合，再加入碳酸锰作钢化海绵剂，砖坯基料与钢化海绵剂混合均匀后，即为砖坯原料做成机制砖坯；

4.采用大型振动顶开立窑，利用内燃及可燃气体辅助加热的形式，将砖坯焙烧制得钢化海绵砖；立窑出来的尾气，再送去绿化垃圾的干化和机制砖坯的预干化。

本发明的城市建设垃圾以废治废生产钢化海绵砖的方法，包括原料粉碎、筛分、干化、生物气化炉干馏、机制砖坯和大型立窑焙烧。其具体生产过程为：

1，城市建设挖出的余泥渣土，主要含砂、石和粘土，旧城改造产生的建筑垃圾，先去除塑料、木材等有机物，在余泥渣土中加入10 ~ 15 % 的建筑垃圾，进行粉碎，后经过筛分，大块料作为返料重新粉碎，筛分后的合格品则可作为砖坯基料。

2，将道路和园林绿化产生的绿化垃圾进行粉碎，然后脱水干化，再加上建筑垃圾分选出来的废木料亦进行粉碎，这些垃圾富含有机质，经过混合后，控制含水率在15 % 以下，即可进入生物气化炉进行干馏，生物气化炉温度控制在350 ~ 400℃左右，它产生出甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氢气等组分的可燃气体和木炭。

3，将上述的砖坯基料加入前述的木炭，两者经过混合后，使混合物的成分控制在：含粘土42 ~ 48 % ，含砂和石8 ~ 11 % ，其余为木炭，合计为100 % ，即可作为砖坯料使用。

4，在前述的砖坯料中，还需加入本发明的碳酸锰，作为钢化海绵剂使用，碳酸锰要经过超微粉碎，细度在2000目以上，成为无定型亮白棕色粉末，碳酸锰加入量为砖坯料的0.8 ~ 1.5 %，两者要充分混合均匀，即可进行机制砖坯。碳酸锰在350 ~ 400℃时会分解放出CO₂，CO₂气体在高温时体积膨胀，可形成海棉状空隙均匀分散在砖坯内。

5，采用本发明的大型振动顶开立窑，将砖坯通过立窑的干化、预热、焙烧、冷却，焙烧温度在850 ~ 900℃，生产出本发明的钢化海绵砖。本发明的大型立窑，是在现有小立窑的基础上，进行改造升级换代而成，具体的改造是：取消现有小立窑的人工操作出料机械，设计出本发明的振动顶开装置进行自动出料，振动顶开装置包括顶盖（4）、偏心轮（5）、带式输送机（6）、顶杆（7）、出料口（8）；顶盖（4）用耐热钢制成，形状像一个圆锥体，下端圆形直径在0.6 ~ 1.2米内选择；偏心轮（5）由电机带动运转，它与顶杆（7）相连，顶杆（7）又与顶盖（4）相连接，目的是通过偏心轮（5）的圆周运动，带动顶杆（7）作上下运动，实现顶盖（4）的上下运动，顶盖（4）向上运动到最高处，出料口（8）即全开启，使焙烧完毕的砖块自动掉下到出料输送带（6）中，成品即可输送出来；偏心轮（5）在电机带动下还具有振动作用，可防止砖块相互卡住，由于本发明的振动顶开装置解决了小立窑的自动出料难题，因此，立窑可以一个接一个相互并联起来，组成一个大型的焙烧窑，图2仅画出两个窑并联的结构示意图，焙烧窑的外墙（1）可用砖砌筑，内面的窑壁（3）可用耐火砖砌筑，中间的保温层（2）用土填充即可。

本发明用内燃焙烧加上生物气化炉产生的可燃气体通入窑内作助燃，使焙烧温度能实现自动控制和自动调节；由立窑出来的尾气再送入绿化垃圾干化工序和机制砖坯的预干化工序，使尾气的余热充分利用，达到更好的节能效果。

在实施本发明的过程中，向砖坯料中加入的碳酸锰为工业级品，分子式：MnCO₃，分子量114.95，密度3.125，外观：玫瑰色晶体或无定形亮白棕色粉末，几乎不溶于水，质量指标：含量（以Mn计）≥43.5%,硫酸盐（以SO₄计）≤0.7 % ，氯化物（以Cl计）≤0.03 % ，粒度（45μm实验筛，筛余物）≤3.0 % 。

在实施本发明过程中，必须掌握碳酸锰加入量对钢化海棉砖空隙率的影响，加入量增加，焙烧时碳酸锰分解放出的CO₂气体就增加，砖的空隙率即增加，锰元素的存在使砖的强度、刚度也增加；但因加入量过多，成本也增加；反之，加入量少，情况则相反，因此要掌握调节好适宜的加入量。

本发明的独特之处在于：1、发明了碳酸锰作为钢化海棉剂，显著提高了钢化海棉砖的强度，而且此强度可以人为的增加（或减少），人为的控制；使产品既具有海棉一样的超微孔隙率，又具有钢化玻璃一样的强度和刚性，使钢化海棉砖在孔隙率35 ~ 45 % 时，仍具有 GB13544—2003《烧结多孔砖》的国家标准MU30的强度等级，仍可作为承重墙用砖使用，本发明可显著降低建筑物的自重；2、发明了大型振动顶开立窑设备方案，使它既具有当前先进的节能的小立窑的优点，又具有大型化、全机械化自动生产的优点。

与现有技术相比，本发明具有以下明显的优点：1、本发明采用以废治废的方法，将绿化垃圾和建筑木材垃圾有机质作能源，将城市建设余泥渣土和建筑垃圾作砖坯基料，就地取材，就地生产出城市建设所需的大量砖块，既省去了垃圾运出去填埋的麻烦，又省去了建筑用砖运进来的麻烦，收到一举两得的效益；2、使当前较为先进的小立窑烧砖可以大型化生产，使小立窑变成大立窑，大型立窑的普及，将会取得更显著的低碳、节能、环保的效益，应用前景广阔，具有很大的发展空间。

附图说明图1是本发明的城市建设垃圾以废治废生产钢化海棉砖的工艺流程示意图；图2是本发明的大型振动顶开立窑设备示意图。

图2中，1是焙烧窑外墙，2是中间保温层，3是窑壁，4是顶盖，5是偏心轮，6是带式输送机，7是顶杆，8是出料口。

具体实施方式以下通过具体的实施方式对本发明进行更加详细的描述：

参照图1~ 2，本发明的城市建设垃圾以废治废生产钢化海绵砖的方法，包括原料粉碎、筛分、干化、生物气化炉干馏、机制砖坯和大型立窑焙烧。其具体生产过程为： 1，城市建设挖出的余泥渣土，主要含砂、石和粘土，旧城改造产生的建筑垃圾，先去除塑料、木材等有机物，在余泥渣土中加入10 % 的建筑垃圾，进行粉碎，后经过筛分，大块料作为返料重新粉碎，筛分后的合格品则可作为砖坯基料。 2，将道路和园林绿化产生的绿化垃圾进行粉碎，然后脱水干化，再加上建筑垃圾分选出来的废木料亦进行粉碎，这些垃圾富含有机质，经过混合后，控制含水率在15 % 以下，即可进入生物气化炉进行干馏，生物气化炉温度控制在380℃，它产生出甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氢气等组分的可燃气体和木炭。 3，将上述的砖坯基料加入前述的木炭，两者经过混合后，使混合物的成分控制在：含粘土45 % ，含砂和石10 % ，其余为木炭，合计为100 % ，即可作为砖坯料使用。4，在前述的砖坯料中，还需加入本发明的碳酸锰，作为钢化海绵剂使用，碳酸锰要经过超微粉碎，细度在2000目以上，加入量为砖坯料的1.0 %，两者要充分混合均匀，即可进行机制砖坯。碳酸锰在350℃时会分解放出CO₂，CO₂气体在高温时体积膨胀，可形成海棉状空隙均匀分散在砖坯内。5，采用本发明的大型振动顶开立窑，将砖坯通过立窑的干化、预热、焙烧、冷却，焙烧温度在900℃，生产出本发明的钢化海绵砖；本发明的大型立窑，是在现有小立窑的基础上，进行改造升级换代而成，具体的改造是：取消现有小立窑的人工操作出料机械，设计出本发明的振动顶开装置进行自动出料，振动顶开装置包括顶盖（4）、偏心轮（5）、带式输送机（6）、顶杆（7）、出料口（8）；顶盖（4）用耐热钢制成，形状像一个圆锥体，下端圆形直径为1.0米；偏心轮（5）由电机带动运转，它与顶杆（7）相连，顶杆（7）又与顶盖（4）相连接，目的是通过偏心轮（5）的圆周运动，带动顶杆（7）作上下运动，实现顶盖（4）的上下运动，顶盖（4）向上运动到最高处，出料口（8）即全开启，使焙烧完毕的砖块自动掉下到出料输送带（6）中，成品即可输送出来；偏心轮（5）在电机带动下还具有振动作用，可防止砖块相互卡住；立窑可以一个接一个相互并联起来，组成一个大型的焙烧窑，焙烧窑的外墙（1）用砖砌筑，内面的窑壁（3）用耐火砖砌筑，中间的保温层（2）用土填充。本发明用内燃焙烧加上生物气化炉产生的可燃气体通入窑内作助燃，使焙烧温度能实现自动控制和自动调节；由立窑出来的尾气再送入绿化垃圾干化工序和机制砖坯的预干化工序。

Claims

1.一种用城建垃圾以废治废生产钢化海棉砖的方法，包括原料粉碎、筛分、干化、生物气化炉干馏、机制砖坯和大型立窑焙烧，其特征在于制造过程为：在余泥渣土中加入10 ~ 15 % 的建筑垃圾作为砖坯基料，绿化垃圾进入生物气化炉进行干馏，产生出可燃气体和木炭，砖坯基料加入木炭，两者混合后的成分控制在：含粘土42 ~ 48 % ，含砂和石8 ~ 11 % ，其余为木炭，合计为100 % ，作为砖坯料使用；在砖坯料中，加入碳酸锰作钢化海棉剂使用，碳酸锰细度在2000目以上，碳酸锰加入量为砖坯料的0.8 ~ 1.5 %，两者混合均匀进行机制砖坯；采用大型振动顶开立窑，生产出钢化海棉砖。