CN107718262A - 陶粒的制作系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种陶粒的制作系统。该制作系统包括:成球设备,与粉煤灰存储设备连通,用于利用粉煤灰、粘结剂与水制备湿球;输送组件,用于输送成球设备输出的湿球;微波加热装置,输送组件将湿球运送至微波加热装置中,微波加热装置用于将湿球烧结为陶粒。该制作系统的制作陶粒的效率较高且耗能较少。
Description
技术领域
本申请涉及陶粒的生产领域,具体而言,涉及一种陶粒的制作系统。
背景技术
粉煤灰是火力发电厂锅炉中的煤炭在燃烧过程中产生的细小颗粒,随烟气排出炉膛后形成的粉末状固态混合物,是一种工业废渣。其主要包括SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、碳及其它金属和非金属氧化物。
目前,我国电力生产仍以燃煤发电占主导地位,而燃煤电厂的运行会产生大量的粉煤灰。据统计,至2015年底我国火电装机容量达10.2亿千瓦,粉煤灰年排放量约6亿多吨,加上历年堆积,不仅占用大量的土地,而且,其中含有的大量有毒有害物质(如重金属)易造成地表水、地下水和大气环境的污染,危害人体健康和破坏生态平衡,严重影响生存环境。
现有技术中,利用粉煤灰制备陶粒的技术得到快速发展,这主要是由于利用粉煤灰制备得到的陶粒是一种优良的多功能材料,目前已得到国家的大力推广应用。陶粒混凝土的优异性能主要有:密度小、质轻、保温、隔热、耐火性好、抗震性能好、抗冻性能和耐久性能好。
普通的粉煤灰陶粒烧结炉一般有立窑与回转窑,这两种烧结炉在生产陶粒过程所需能量比较大,影响的因素也较多,并且,烧结质量不容易控制。
在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解,因此,背景技术中可能包含某些信息,这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种陶粒的制作系统,以解决现有技术中的陶粒的制作系统的耗能较大问题。
为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种陶粒的制作系统,该制作系统包括:成球设备,与粉煤灰存储设备连通,用于利用粉煤灰、粘结剂与水制备湿球;输送组件,用于输送上述成球设备输出的上述湿球;微波加热装置,上述输送组件将上述湿球运送至上述微波加热装置中,上述微波加热装置用于将上述湿球烧结为陶粒。
进一步地,上述制作系统还包括:布料设备,与上述成球设备的湿球出口连通,用于收集上述成球设备的输出的上述湿球,上述输送组件收集上述布料设备出口的上述湿球。
进一步地,上述输送组件包括:窑车;运行轨道,上述窑车设置在上述运行轨道上并沿着上述运行轨道移动。
进一步地,上述制作系统还包括:推进设备,用于推进上述窑车在上述运行轨道上的移动。
进一步地,上述制作系统还包括:预热设备,设置在上述成球设备与上述微波加热装置之间的连接管路上,用于对上述窑车中的上述湿球进行预热。
进一步地,上述微波加热装置包括:进料微波抑制器,上述进料微波抑制器的进口与上述预热设备的出口连通,上述进料微波抑制器用于抑制微波的泄露;微波烧结炉,上述微波烧结炉的进口与上述进料微波抑制器的出口连通,上述微波烧结炉用于对上述湿球进行烧结;出料微波抑制器,与上述微波烧结炉的出口连通,上述出料微波抑制器用于抑制微波的泄露;微波馈能设备,与上述微波烧结炉的微波入口连通,上述微波馈能设备包括磁控管,上述磁控管用于产生微波;微波导管,用于连通上述微波馈能设备与微波入口。
进一步地,上述微波加热装置还包括:电控设备,与上述微波馈能设备电连接,用于向上述微波馈能设备提供高电压。
进一步地,上述微波加热装置还包括:水冷设备,与上述微波馈能设备连通,上述水冷设备用于对上述磁控管进行降温。
进一步地,上述制作系统还包括:冷却器,与上述出料微波抑制器出口连通,上述冷却器用于对上述窑车中的上述陶粒进行冷却。
进一步地,上述冷却器为换热器,上述换热器的冷源为空气,上述换热器的空气出口与上述预热设备的热源入口连通。
进一步地,上述制作系统还包括:破碎筛分设备,与上述冷却器的出口连通,上述破碎筛分设备用于对从上述窑车中卸下的上述陶粒进行粉碎。
进一步地,上述制作系统还包括:脱硝脱硫除尘装置,与上述预热设备的废气出口以及上述微波烧结炉的烟气出口连通。
应用本申请的技术方案,制作系统中包括微波加热装置,该装置的加热原理是利用微波加热来对材料进行烧结,它同传统的加热方式不同。其加热方法是根据材料对微波的吸收,将微波能转化热能来实现的。其加热机制是从被加热物体内部加热,加热时间短,能耗损耗小,材料致密度高,陶粒的成品率高;其次微波加热生产效率高,基于微波整体加热机理,升温速度快较传统电加热窑的5-15倍;另外微波加热还具有工艺灵活、可靠性高、设备占地面积小、设备结构简单、环保、操作性强等优点。
并且,该制作系统中,装有湿球的输送组件进入到微波加热装置中进行烧结,一方面可以更方便高效地将湿球运送到微波加热装置中,另一方面,可以高效快捷地收集烧结后的陶粒,以方便对其进行下一步的处理。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本申请的一种实施例提供的陶粒的制作系统的结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、粉煤灰存储设备;2、水存储设备;3、成球设备;4、布料设备;5、窑车;6、推进设备;7、预热设备;8、进料微波抑制器;9、微波烧结炉;10、出料微波抑制器;11、微波馈能设备;12、电控设备;13、水冷设备;14、冷却器;15、破碎筛分设备;16、脱硝脱硫除尘装置;17、引风机;120、微波导管;01、运行轨道。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
应该理解的是,当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时,该元件可直接在该另一元件上,或者也可存在中间元件。而且,在说明书以及上面的权利要求书中,当描述有元件“连接”至另一元件时,该元件可“直接连接”至该另一元件,或者通过第三元件“电连接”至该另一元件。
正如背景技术所介绍的,现有技术中的陶粒的制作系统的耗能较大,为了解决如上的技术问题,本申请提出了一种陶粒的制作系统。
本申请的一种典型的实施方式中,提供了一种陶粒的制作系统,该制作系统包括成球设备3、输送组件以及微波加热装置。其中,成球设备与粉煤灰存储设备1连通,用于利用粉煤灰、粘结剂与水制备湿球;输送组件用于输送上述成球设备3输出的上述湿球;微波加热装置上述输送组件将上述湿球运送至上述微波加热装置中,上述微波加热装置用于将上述湿球烧结为陶粒。
上述的制作系统中包括微波加热装置,该装置的加热原理是利用微波加热来对材料进行烧结,它同传统的加热方式不同。其加热方法是根据材料对微波的吸收,将微波能转化热能来实现的。其加热机制是从被加热物体内部加热,加热时间短,能耗损耗小,材料致密度高,陶粒的成品率高;其次微波加热生产效率高,基于微波整体加热机理,升温速度快较传统电加热窑的5-15倍;另外微波加热还具有工艺灵活、可靠性高、设备占地面积小、设备结构简单、环保、操作性强等优点。
并且,该制作系统中,装有湿球的输送组件进入到微波加热装置中进行烧结,一方面可以更方便高效地将湿球运送到微波加热装置中,另一方面,可以高效快捷地收集烧结后的陶粒,以方便对其进行下一步的处理。
本申请的一种实施例中,上述制作系统还包括布料设备4,与上述成球设备3的湿球出口连通,用于收集上述成球设备3的输出的上述湿球,上述输送组件收集上述布料设备4出口的上述湿球。布料设备可以使得陶粒的制作效率进一步的提升,且输送设备无需到成球设备的出料口收集湿球,只需要在上料区收集布料设备出料口的湿球即可。
为了更加高效方便地收集与输送陶粒制作过程中的中间产物以及最终产物,本申请的一种实施例中,如图1所示,上述输送组件包括窑车5与运行轨道01,上述窑车5设置在上述运行轨道01上并沿着上述运行轨道01移动。
本申请的另一种实施例中,如图1所示,上述制作系统还包括推进设备6,推进设备6用于推进上述窑车5在上述运行轨道上的移动。推动设备为窑车提供动力,可以使得窑车的行驶速度较快,并且,能够保证窑车从上料区出发再回到上料区。
为了进一步使得成球设备制备得到的湿球的强度更好,如图1所示,本申请的一种实施例中,上述制作系统还包括预热设备7,预热设备7设置在上述成球设备3与上述微波加热装置之间的连接管路上,用于对上述窑车5中的上述湿球进行预热,湿球在预热设备中预脱除一部分水分后进入微波加热装置中烧结。
本申请的再一种实施例中,上述微波加热装置包括进料微波抑制器8、微波烧结炉9、出料微波抑制器10、微波馈能设备11与微波导管120,上述进料微波抑制器8的进口与上述预热设备7的出口连通,上述进料微波抑制器8用于抑制微波的泄露;微波烧结炉9上述微波烧结炉9的进口与上述进料微波抑制器8的出口连通,上述微波烧结炉9用于对上述湿球进行烧结;出料微波抑制器10与上述微波烧结炉9的出口连通,上述出料微波抑制器10用于抑制微波的泄露;微波馈能设备11与上述微波烧结炉9的微波入口连通,上述微波馈能设备11包括磁控管,上述磁控管用于产生微波;微波导管120用于连通上述微波馈能设备11与微波入口,进而将微波导入到微波烧结炉9中。
本申请的微波加热装置并不限于上述的结构,本申请的另一种实施例中,上述微波加热装置包括进料微波抑制器、微波烧结炉、出料微波抑制器、微波馈能设备以及微波导管,与上述微波加热装置的不同之处在于:该微波加热装置中的微波烧结炉的入口直接与预热设备的出口连通,且微波烧结炉的陶粒出口不与出料微波抑制器连通,即不通过出料微波抑制器直接输出陶粒,进料微波抑制器以及出料微波抑制器分别与微波烧结炉的一个口连接。
为了更高效地为上述微波馈能设备11提供高电压,如图1所示,本申请的一种实施例中,上述微波加热装置还包括电控设备12,电控设备12与上述微波馈能设备11电连接,用于向上述微波馈能设备11提供高电压。该系统可以将380V的交流电转变为20000V的高压直流电。微波频率通常为915MHz。
本申请的又一种实施例中,如图1所示,上述微波加热装置还包括水冷设备13,水冷设备13与上述微波馈能设备11连通,上述水冷设备13用于对上述磁控管进行降温。磁控管在产生微波的过程中,会产生很大的热量,这部分热量通过水冷设备13进行冷却,使其运行温度在50℃以下。
本申请的再一种实施例中,如图1所示,上述制作系统还包括冷却器14,冷却器14与上述出料微波抑制器10出口连通,上述冷却器14用于对上述窑车5中的上述陶粒进行冷却。
为了更好地利用制作系统中的热量,本申请的一种实施例中,如图1所示,上述冷却器14为换热器,上述换热器的冷源为空气,上述换热器的空气出口与上述预热设备7的热源入口连通。
本申请的又一种实施例中,如图1所示,上述制作系统还包括破碎筛分设备15,破碎筛分设备15与上述冷却器14的出口连通,上述破碎筛分设备15用于对从上述窑车5中卸下的上述陶粒进行粉碎,将团聚的陶粒破碎后形成最终陶粒产品。
本申请的再一种实施例中,如图1所示,上述制作系统还包括脱硝脱硫除尘装置16,脱硝脱硫除尘装置16与上述预热设备7的废气出口以及上述微波烧结炉9的烟气出口连通,将微波隧道窑产生的烟气和经预热设备产生的废气,合并后净化排空。
本申请的一种实施例中,上述制作系统还包括水存储设备,水存储设备与成球设备的入口连通。一种具体的实施例中,上述制作系统还包括粘结剂存储设备,与成球设备的入口连通。
为了使得制备得到的陶粒的性能更好,本申请的一种实施例中,上述制作系统还包括计量设备,由上述粘结剂仓输出的粘结剂、由水存储设备输出的水以及由粉煤灰存储设备输出的粗灰经过计量设备后进入成球设备中。
本申请的一种实施例中,运行轨道包括上料轨道与卸料轨道,其中,上料轨道就是窑车上料后从上料区至卸料区的运行轨道,卸料轨道就是窑车卸料后自卸料区返回上料区的运行轨道。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案,以下将结合具体的实施例来说明本申请的技术方案。
实施例
如图1所示,该陶粒的制作系统包括粉煤灰存储设备1、水存储设备2、成球设备3、布料设备4、输送组件、推进设备6、预热设备7、微波加热装置、电控设备12、水冷设备13、冷却器14、破碎筛分设备15、脱硝脱硫除尘装置16、引风机17以及中空装置。其中,输送组件包括窑车与运行轨道,其中运行轨道包括上料轨道与卸料轨道,微波加热装置包括进料微波抑制器8、微波烧结炉9、出料微波抑制器10、微波馈能设备11与微波导管120。具体的连接关系如图1所示。
该制作系统的工作过程包括:
粉煤灰存储设备1中的粗灰、水存储设备2的水以及粘结剂存储设备中的粘结剂经过计量设备计量并按照一定的配比,进入到成球设备3中,在成球设备3中预制成粒径5~20mm大小的湿球。经过成球设备3制备的湿球,进入到布料设备4中,布料设备4的出口处为上料区,在上料区设置有窑车5,窑车5收集布料设备4中的湿球,并且,在推进设备6的推动下,窑车沿着上料轨道,运行至预热设备7中进行预热,预热设备7中的热空气对湿球预热,脱除湿球中的一部分水分。湿球在预热设备7中预脱除一部分水分后,窑车对其运送,经过进料微波抑制器8进入微波烧结炉9进行烧结。由于微波加热的特性,湿球在吸收微波能后,物料内外部同时加热、同时升温,加热速度快且均匀,烧结温度可以很快达到1100℃,在这个温度下,粉煤灰中的硅铝等氧化物会熔融陶瓷化变成陶粒。其中,微波烧结炉9中的微波由微波馈能设备11提供,且微波通过微波导管120输送至微波烧结炉9中。微波馈能设备11中微波磁控管产生微波,其高压是由电控设备12提供的,该系统可以将380V的交流电转变为20000V的高压直流电。微波频率通常为815MHz。微波馈能设备11在产生微波的过程中,磁控管会产生很大的热量,这部分热量通过水冷设备13进行冷却,使其运行温度在50℃以下。
烧结完成的陶粒经过出料微波抑制器10进入换热器进行冷却,同时空气被加热后进入预热设备7中作为热源进行再利用。经冷却后的陶粒进入破碎筛分设备15中,团聚的陶粒破碎后形成最终陶粒产品。微波烧结炉9产生的烟气和预热设备7产生的废气,合并后通过脱硝脱硫除尘装置16进入引风机17中净化排空。
中控系统可以对整个工艺过程的参数进行实时监督控制,比如可以监控微波烧结炉9内的温度,并根据烧结温度来自行调节微波功率;推进设备6可按照产品烧结工艺,自行调整推进速度,并具有推进报警等功能。从而使整个工艺系统实现科学性、先进性和实用性。
本系统得到的陶粒可以广泛应用于建筑、道路、桥梁、绿化、水处理等领域。
该系统中的微波加热装置的加热原理是利用微波加热来对材料进行烧结,它同传统的加热方式不同。其加热方法是根据材料对微波的吸收,将微波能转化热能来实现的。其加热机制是从被加热物体内部加热,加热时间短,能耗损耗小,材料致密度高,陶粒的成品率高;其次微波加热生产效率高,基于微波整体加热机理,升温速度快较传统电加热窑的5-15倍;另外微波加热还具有工艺灵活、可靠性高、设备占地面积小、设备结构简单、环保、操作性强等优点。
该系统可以将电厂粉煤灰固废资源全部进行利用,既提高了粉煤灰资源的附加值,又使得废弃资源得到大宗利用,大大提高了粉煤灰资源的经济价值,同时本工艺采用微波加热工艺,生产的陶粒产品质量性能优于传统工艺。
从以上的描述中,可以看出,本申请上述的实施例实现了如下技术效果:
1)、本申请的制作系统中包括微波加热装置,该装置的加热原理是利用微波加热来对材料进行烧结,它同传统的加热方式不同。其加热方法是根据材料对微波的吸收,将微波能转化热能来实现的。其加热机制是从被加热物体内部加热,加热时间短,能耗损耗小,材料致密度高,陶粒的成品率高;其次微波加热生产效率高,基于微波整体加热机理,升温速度快较传统电加热窑的5-15倍;另外微波加热还具有工艺灵活、可靠性高、设备占地面积小、设备结构简单、环保、操作性强等优点。
并且,该制作系统中,装有湿球的输送组件进入到微波加热装置中进行烧结,一方面可以更方便高效地将湿球运送到微波加热装置中,另一方面,可以高效快捷地收集烧结后的陶粒,以方便对其进行下一步的处理。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种陶粒的制作系统,其特征在于,所述制作系统包括:
成球设备(3),与粉煤灰存储设备(1)连通,用于利用粉煤灰、粘结剂与水制备湿球;
输送组件,用于输送所述成球设备(3)输出的所述湿球;以及
微波加热装置,所述输送组件将所述湿球运送至所述微波加热装置中,所述微波加热装置用于将所述湿球烧结为陶粒。
2.根据权利要求1所述的陶粒的制作系统,其特征在于,所述制作系统还包括:
布料设备(4),与所述成球设备(3)的湿球出口连通,用于收集所述成球设备(3)的输出的所述湿球,所述输送组件收集所述布料设备(4)出口的所述湿球。
3.根据权利要求1所述的陶粒的制作系统,其特征在于,所述输送组件包括:
窑车(5);以及
运行轨道,所述窑车(5)设置在所述运行轨道上并沿着所述运行轨道移动。
4.根据权利要求3所述的陶粒的制作系统,其特征在于,所述制作系统还包括:
推进设备(6),用于推进所述窑车(5)在所述运行轨道上的移动。
5.根据权利要求3所述的陶粒的制作系统,其特征在于,所述制作系统还包括:
预热设备(7),设置在所述成球设备(3)与所述微波加热装置之间的连接管路上,用于对所述窑车(5)中的所述湿球进行预热。
6.根据权利要求5所述的陶粒的制作系统,其特征在于,所述微波加热装置包括:
进料微波抑制器(8),所述进料微波抑制器(8)的进口与所述预热设备(7)的出口连通,所述进料微波抑制器(8)用于抑制微波的泄露;
微波烧结炉(9),所述微波烧结炉(9)的进口与所述进料微波抑制器(8)的出口连通,所述微波烧结炉(9)用于对所述湿球进行烧结;
出料微波抑制器(10),与所述微波烧结炉(9)的出口连通,所述出料微波抑制器(10)用于抑制微波的泄露;
微波馈能设备(11),与所述微波烧结炉(9)的微波入口连通,所述微波馈能设备(11)包括磁控管,所述磁控管用于产生微波;以及
微波导管(120),用于连通所述微波馈能设备(11)与微波入口。
7.根据权利要求6所述的陶粒的制作系统,其特征在于,所述微波加热装置还包括:
电控设备(12),与所述微波馈能设备(11)电连接,用于向所述微波馈能设备(11)提供高电压。
8.根据权利要求6所述的陶粒的制作系统,其特征在于,所述微波加热装置还包括:
水冷设备(13),与所述微波馈能设备(11)连通,所述水冷设备(13)用于对所述磁控管进行降温。
9.根据权利要求6所述的陶粒的制作系统,其特征在于,所述制作系统还包括:
冷却器(14),与所述出料微波抑制器(10)出口连通,所述冷却器(14)用于对所述窑车(5)中的所述陶粒进行冷却。
10.根据权利要求9所述的陶粒的制作系统,其特征在于,所述冷却器(14)为换热器,所述换热器的冷源为空气,所述换热器的空气出口与所述预热设备(7)的热源入口连通。
11.根据权利要求9所述的陶粒的制作系统,其特征在于,所述制作系统还包括:
破碎筛分设备(15),与所述冷却器(14)的出口连通,所述破碎筛分设备(15)用于对从所述窑车(5)中卸下的所述陶粒进行粉碎。
12.根据权利要求6所述的陶粒的制作系统,其特征在于,所述制作系统还包括:
脱硝脱硫除尘装置(16),与所述预热设备(7)的废气出口以及所述微波烧结炉(9)的烟气出口连通。
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