CN111499348A

CN111499348A - 一种烧结砖的生产工艺

Info

Publication number: CN111499348A
Application number: CN202010307344.2A
Authority: CN
Inventors: 俞立军; 俞懿函
Original assignee: Yuyao Hengxiang New Building Materials Co ltd
Current assignee: Yuyao Hengxiang New Building Materials Co ltd
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2020-08-07

Abstract

本发明公开了一种烧结砖的生产工艺，包括如下制备步骤：S1，将煤渣、粉煤灰、水厂沉淀淤泥、印染淤泥以及建筑废料等原料破碎处理；S2，经破碎后的原料按比例送入双轴搅拌机混合搅拌；S3，混合料进行陈化处理；S4，经过陈化的原料挤出成型，切割成所要求尺寸的砖坯并装车送入干燥窑干燥；S5，砖坯通过运坯车从干燥窑运送至焙烧窑进行焙烧；S6，烧制好的烧结砖冷却后，装在窑车上，运到堆放区，同时对砖的质量进行检查。本发明具有以下优点和效果：通过对水厂沉淀淤泥、印染淤泥以及建筑废料的粉碎处理使用，实现对废弃资源的再次利用，实现资源的重复性利用，同时还能降低此类废弃资源对环境的破坏。

Description

一种烧结砖的生产工艺

技术领域

本发明涉及制砖工艺的技术领域，特别涉及一种烧结砖的生产工艺。

背景技术

近年来，随着煤渣、建筑渣土、污泥、淤泥、页岩、煤矸石等固体废弃物在烧结砖/砌块行业的应用技术的不断进步，应用范围、固废消耗量逐年扩大，符合我国绿色发展的方向，利用各种固体废弃物制备的烧结砖/砌块和具有多功能的烧结砖/砌块越来越广泛的应用在我国广大城乡，如烧结多孔砖/砌块、空心砖/砌块、自保温砖/砌块/墙板正成在为极具潜力的建筑材料，可大大提高房屋的保温隔热性能，降低工匠的施工负荷，并可提高施工速度。

现有技术中，对于利用印染污水用于制备烧结砖/砌块的技术方案处于空缺阶段，利用印染污水制备烧结砖/砌块，符合我国固体废物处理的无害化和资源化原则，具有显著的环境效益和经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种烧结砖的生产工艺，具有能够对印染污泥再利用的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种烧结砖的生产工艺，包括如下制备步骤：

S1，将煤渣、粉煤灰、水厂沉淀淤泥、印染淤泥以及建筑废料等原料按照重量配比进行称重，分别对煤渣和建筑废料进行破碎筛分，对水厂沉淀淤泥以及印染淤泥进行除石以及破碎处理；

S2，经破碎后的煤渣、粉煤灰、水厂沉淀淤泥、印染淤泥以及建筑废料按比例送入双轴搅拌机混合搅拌，使其成型水分达到13%-14%；

S3，混合料由槽型带式输送机送到陈化库上方的皮带输送机，按要求堆放在陈化库进行陈化处理，陈化时间在72小时以上；

S4，经过陈化的原料送入双级真空挤砖机挤出成型，成型后的泥条经表面处理后，经自动切条机、自动切坯机切割成所要求尺寸的砖坯并装车送入干燥窑干燥；

S5，砖坯通过运坯车从干燥窑运送至焙烧窑，焙烧窑烧制煤渣、建筑废料等烧结砖，需用木屑点火引燃，使窑内温度达到950～1000℃，引燃煤渣后，依靠煤渣自身的能量及通过焙烧窑上方的小孔添加的木屑进行持续烧结，持续三天；

S6，烧制好的烧结砖冷却后，装在窑车上，运到堆放区，同时对砖的质量进行检查。

通过采用上述技术方案，在对煤渣、水厂沉淀淤泥、印染淤泥以及建筑废料的破碎处理，后经过破碎筛分且按比例配重后进行混合搅拌，再通过陈化处理改善泥料的物理性能，最后通过干燥以及焙烧成型，通过对水厂沉淀淤泥、印染淤泥以及建筑废料的粉碎处理使用，实现对废弃资源的再次利用，实现资源的重复性利用，同时还能降低此类废弃资源对环境的破坏。

本发明的进一步设置为：S1中，煤渣、水厂淤泥、印染污泥及建筑废料进行破碎，破碎分两个阶段，首先采用鄂式破碎机进行破碎，破碎后粒径控制在≤20mm；而后送入高速破碎机进行第二次破碎，细碎后其粒径控制在≤1.5mm。

通过采用上述技术方案，通过颚式破碎机和高速破碎机的二次破碎最终能够满足粒径在1.5mm之内，以满足后期的加工要求，同时煤渣及建筑废料的破碎过程中会产生粉尘，印染污泥、水厂沉淀淤泥中含有大量水分破碎过程中基本不会产生粉尘。

本发明的进一步设置为：S3中，陈化处理后的混合料经挖掘机送入箱式给料机缓冲处理后，均匀给入强力搅拌机再进行适当加水搅拌，使其成型水分达到16.5%-17.5%。

通过采用上述技术方案，混合料堆放在陈化库进行陈化处理，使原料中的水分有足够的时间充分迁移，湿润粉料中的每一个颗粒，并且进一步提高原料的均匀性，从而改善泥料的物理性能，保证成型和焙烧等工序的技术要求，提高产品的质量。

本发明的进一步设置为：S5中，焙烧窑内部共分3段，分别为预热段、焙烧段及冷却段，每段长30m，冷却段产生的热风抽至焙烧段进行加温，焙烧段产生的热风抽至预热段进行预加热，另一方面焙烧段和预热段中的热风收集后由风机引至干燥窑进行砖坯的干燥，干燥后的热风由风机引至烟囱排放。

通过采用上述技术方案，冷却段中的热风持续抽取以满足冷却段冷却砖坯，同时还能对焙烧段进行一定的热量补充，避免造成冷却段的热量的损失；另一方面通过焙烧段对预热段的供热以满足预热段中对砖坯预热的效果，同时也避免了预热段需要额外制热的步骤，提供热风的重复利用。

本发明的进一步设置为：风机与烟囱之间设置有碱液脱硫塔，采用双碱法脱硫除尘。

通过采用上述技术方案，通过碱液脱硫塔使得对制砖阶段中产生的废气进行净化处理，以满足排放标准。

本发明的进一步设置为：所述碱液脱硫塔至上而下包括塔顶除雾区、雾化区、脱硫废水池，所述塔顶除雾区中的叶片形状呈正弦曲线。

通过采用上述技术方案，热风废气由风机正压吹入喷淋脱硫塔内，雾化区内设置高效雾化系统，在该区段空间充满着由雾化器喷出的雾化液滴，烟气中的SO2与吸收碱液多次反应，脱出二氧化硫，同时残留烟尘被戴上“水珠”，质量增大，脱硫后的液体落入脱硫塔底部的脱硫废水池中。经脱硫后的烟气通过塔顶除雾区时，烟气内的雾滴撞击到叶片上，被捕集下来，雾滴汇集形成水流，因重力的作用，下落至脱流池内，实现了气液分离，使得流经除雾器的烟气达到除雾要求排出，除雾气为S型平板除雾器，叶片形状为正弦曲线，表面光滑，易冲洗，减少堵塞风险，无除雾死角。

本发明的进一步设置为：双碱法工艺，主要使用Na2CO3和NaOH吸收液与烟气中的SO2反应，生成NaHSO3和Na2SO3，以达到去除SO2的目的；脱硫废水池中的废水通过与石灰石反应生成的硫酸钙、亚硫酸钙沉淀，收集后返回搅拌机进行重复利用。

通过采用上述技术方案，硫酸钙、亚硫酸钙沉淀，收集后返回搅拌机进行重复利用，能够在一定程度上降低生产成本。

本发明的进一步设置为：陈化库中产生的废气通过持续抽风进入到焙烧段中进行煅烧。

通过采用上述技术方案，原料陈化时会产生少量异味，主要污染因子为恶臭气体，恶臭气体通过风机抽风，进入焙烧窑内煅烧后经碱液喷淋处理后通过烟囱排放，以满足排放要求。

本发明的进一步设置为：印染淤泥的成分水2.5%，重金属0.035%、碳氢氧有机物90.66%、氧化硅3.0%、氧化镁0.8%、氧化铝1.0%、氧化铁2.0%。

通过采用上述技术方案，印染污泥的含水率约为2.5%，pH、总镉、总汞、总铅、总铬、总砷、总镍、总锌、总铜、粪大肠菌群菌值、挥发酚、矿物油均满足要求，因而能够满足制砖要求，达到废弃资源的重复利用。

综上所述，本发明具有以下有益效果：通过对水厂沉淀淤泥、印染淤泥以及建筑废料的粉碎处理使用，实现对废弃资源的再次利用，实现资源的重复性利用，同时还能降低此类废弃资源对环境的破坏，同时通过对所产生的废气进行净化处理以满足排放要求，不会对周边环境造成破坏。

附图说明

图1是烧结砖的生产工艺的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。

一种烧结砖的生产工艺，包括如下制备步骤：

S1，将煤渣、粉煤灰、水厂沉淀淤泥、印染淤泥以及建筑废料等原料按照重量配比进行称重，分别对煤渣和建筑废料进行破碎筛分，对水厂沉淀淤泥以及印染淤泥进行除石以及破碎处理，其中水槽沉淀淤泥和印染污泥会在污泥收集池内进行干化处理。

先将煤渣、水厂沉淀淤泥、印染污泥及建筑废料进行破碎，破碎分两个阶段，首先采用鄂式破碎机进行破碎，破碎后粒径控制在≤20mm；而后送入高速破碎机进行第二次破碎，细碎后其粒径控制在≤1.5mm。煤渣及建筑废料的破碎过程中会产生粉尘，印染污泥、淤泥中含有大量水分破碎过程中基本不会产生粉尘。

S2，经破碎后的煤渣、粉煤灰、水厂沉淀淤泥、印染淤泥以及建筑废料按比例送入双轴搅拌机混合搅拌，使其成型水分达到14%。

S3，混合料由槽型带式输送机送到陈化库上方的皮带输送机，按要求堆放在陈化库进行陈化处理，按要求把混合料堆放在陈化库进行陈化处理，使原料中的水分有足够的时间充分迁移，湿润粉料中的每一个颗粒，并且进一步提高原料的均匀性，从而改善泥料的物理性能，保证成型和焙烧等工序的技术要求，提高产品的质量。另一方面陈化时间在72小时以上，陈化处理后的混合料经液压多斗挖掘机送入箱式给料机缓冲处理后，均匀给入强力搅拌机再进行适当加水搅拌，使其含水率在17%左右，以达到成型要求。

S4，经过陈化的原料送入双级真空挤砖机挤出成型，成型后的泥条经表面处理后，经自动切条机、自动切坯机切割成所要求尺寸的砖坯并装车送入干燥窑干燥。

S5，砖坯通过运坯车从干燥窑运送至焙烧窑，焙烧窑烧制煤渣、建筑废料等烧结砖，需用木屑点火引燃，使窑内温度达到950～1000℃，引燃煤渣后，依靠煤渣自身的能量及通过焙烧窑上方的小孔添加的木屑进行持续烧结，持续三天。

焙烧窑内部共分3段，分别为预热段、焙烧段及冷却段，每段长30m，冷却段产生的热风抽至焙烧段进行加温，焙烧段产生的热风抽至预热带进行预加热。焙烧窑内部产生热风收集后由风机引至干燥窑进行湿泥坯的干燥，干燥后的热风由风机引至烟囱排放。

另一方面烧结砖在焙烧过程中，焙烧窑内最高温度达1000℃，排放出的烟气中主要还有烟尘、SO2、CO2、氮氧化物、氟化物。这些部分烟气由风机引入到干燥窑进口端，干燥窑利用烟气的余热，对砖体进行烘干。同时干燥窑出口端与焙烧窑均连接到碱液脱硫塔和50m高烟囱，干操窑内的烟气和焙烧窑内的烟气通过烟囱排放。

废气处理系统的工艺原理：

废气由风机正压吹入喷淋脱硫塔内，碱液脱硫塔至上而下包括塔顶除雾区、雾化区、脱硫废水池，雾化区的该段空间充满着由雾化器喷出的雾化液滴，烟气中的SO2与吸收碱液多次反应，脱出二氧化硫，同时残留烟尘被戴上“水珠”，质量增大，脱硫后的液体落入脱硫塔底部的脱硫废水池，定时定期排入碱液脱硫塔后设置的收集系统，适当补充一定量的碱液后经循环泵再次送入喷雾和配液系统中再次利用，脱硫剂始终处于循环状态。

经多次循环后的脱硫浆液排入后处理系统，经脱硫后的烟气通过塔顶除雾区时，烟气内的雾滴撞击到叶片上，被捕集下来，雾滴汇集形成水流，因重力的作用，下落至脱流池内，实现了气液分离，使得流经除雾器的烟气达到除雾要求合排出。除雾气为S型平板除雾器，叶片形状为正弦曲线，表面光滑，易冲洗，减少堵塞风险，无除雾死角。将烟气中的液滴分离出来，达到同时除尘除雾的效果，洁净烟气最终达标排放。

双碱法工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要使用Na2CO3和NaOH吸收液与烟气中的SO2反应，生成NaHSO3和Na2SO3，以达到去除SO2的目的；然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生，产生的沉淀为CaSO3和硫酸钙，收集后返回搅拌机进行重复利用，再生后的吸收液可重复利用，用耐腐蚀的碱液泵抽出重新送进吸收塔，不排放。

焙烧窑焙烧烟气产生与排放情况表：

污染物产生量(t/a) 排放速率(kg/h) 排放量(t/a) 排放浓度(mg/m3) 排放标准(mg/m3) 达标情况

工业废气量 25788 / 25788 / / /(万m3/a)

烟尘 28.368 0.358 2.84 3.58 30 达标

二氧化硫 89.022 1.124 8.9 11.24 300 达标

氮氧化物 9.942 1.255 9.942 12.55 200 达标

氟化物 0.396 0.05 0.396 0.5 3 达标

焙烧窑二噁英产生及排放情况分析

二噁英是指一类具有某种类似的化学结构且生物作用方式基本相同的化合物。从化学结构上讲，与二噁英有关的化合物有三大系列：氯化二苯并二噁英，有75种同类物；氯代二苯并呋喃，有135种同类物；多氯联苯，有209种同类物。在这419种化合物中只有30种属于二噁英类化合物，其中研究最多、毒性最强的化合物是2,3,7,8-TCDD。二噁英是有效的动物毒药，会给人类带来一系列的毒副作用，包括生殖、生长毒性、内分泌毒性、免疫抑制作用以及癌症发生等

二噁英的形成需要以下条件:1)不完全燃烧，尤其是300℃~500℃下的低温不完全燃烧反应的存在；2)有机氯化合物、有机苯环化合物的存在；3)催化剂的存在，主要是铜、镧等副族元素化合物。

项目制砖干燥窑中的烘干烟气温度在80-100℃，没有挥发份释放的温度条件，也达不到二噁英形成的环境，因此，在干燥窑不会产生二噁英。

焙烧窑中烟气温度在1000℃左右，通过监控调节系统合理配置风量和进料速度，可以保证砖块內有机质释放后在富氧区髙温分解，完全燃尽，并且适当增加炉窑的氧气含量水平，控制窑内出现不完全燃烧反应。污泥中的有机物得到全部分解，因此产生的污染物为CO2和水。二噁英形成需要催化剂，作为催化剂的重金属在窑内主要以矿物形式存在砖坯中，在表面存在很少，催化介媒不足以二噁英形成。参照国内常州广源热电有限公司利用城市生活污水处理厂污泥焚烧发电二噁英监测报告，其浓度值在0.01 ngTEQ/m3，低于《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GiB18485-2014)中控制值0.1ng TEQ/m3(本项目参照执行标准)。根据对比，可见本方案中的焙窑废气排气筒排放二嗯英类污染物的排放量很微小，可做到达标排放。

在污泥干化、原料陈化时会产生少量异味，主要污染因子为恶臭气体。仓库各配有1台风机进行持续抽风，干化污泥仓库风量约为5000m3h，陈化仓库风量约为4000m3h，

收集的废气接入焙烧窑煅烧。恶臭源强参照《五沙低碳生态技术服务中心污泥脱水处理与综合利用项目》恶臭气体单位排放系数的0.42倍。恶臭气体进入焙烧窑煅烧后经碱液喷淋处理后通过50米高排气筒排放，煅烧量按不利情况50%计，喷淋除臭效率按50%计。

印染污泥来自来自宁波冠中印染有限公司成分：水2.5%，重金属0.035%、碳氢氧有机物90.66%、氧化硅3.0%、氧化镁0.8%、氧化铝1.0%、氧化铁2.0%

污泥制砖质量要求：

序号控制项目要求

1 pH 5～10

2 含水率 ≤40%

3 烧失量（干污泥） ≤50%

4 放射性核素（干污泥） IRd≤0.1 Ir≤0.1

5 总镉（mg/kg 干污泥）＜20

6 总汞（mg/kg 干污泥）＜5

7 总铅（mg/kg 干污泥）＜300

8 总铬（mg/kg 干污泥）＜1000

9 总砷（mg/kg 干污泥）＜75

10 总镍（mg/kg 干污泥）＜200

11 总锌（mg/kg 干污泥）＜4000

12 总铜（mg/kg 干污泥）＜1500

13 矿物油（mg/kg 干污泥）＜3000

14 挥发酚（mg/kg 干污泥）＜40

15 总氰化物（mg/kg 干污泥）＜10

16 粪大肠菌群菌值＞0.01

17 蠕虫卵死亡率＞95%

根据污泥检测报告，本项目印染污泥的含水率约为2.5%，pH、总镉、总汞、总铅、总铬、总砷、总镍、总锌、总铜、粪大肠菌群菌值、挥发酚、矿物油均满足要求，因此可以用于制砖。

具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种烧结砖的生产工艺，其特征在于：包括如下制备步骤：

2.根据权利要求1所述的一种烧结砖的生产工艺，其特征在于：S1中，煤渣、水厂淤泥、印染污泥及建筑废料进行破碎，破碎分两个阶段，首先采用鄂式破碎机进行破碎，破碎后粒径控制在≤20mm；而后送入高速破碎机进行第二次破碎，细碎后其粒径控制在≤1.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种烧结砖的生产工艺，其特征在于：S3中，陈化处理后的混合料经挖掘机送入箱式给料机缓冲处理后，均匀给入强力搅拌机再进行适当加水搅拌，使其成型水分达到16.5%-17.5%。

4.根据权利要求3所述的一种烧结砖的生产工艺，其特征在于：S5中，焙烧窑内部共分3段，分别为预热段、焙烧段及冷却段，每段长30m，冷却段产生的热风抽至焙烧段进行加温，焙烧段产生的热风抽至预热段进行预加热，另一方面焙烧段和预热段中的热风收集后由风机引至干燥窑进行砖坯的干燥，干燥后的热风由风机引至烟囱排放。

5.根据权利要求4所述的一种烧结砖的生产工艺，其特征在于：风机与烟囱之间设置有碱液脱硫塔，采用双碱法脱硫除尘。

6.根据权利要求5所述的一种烧结砖的生产工艺，其特征在于：所述碱液脱硫塔至上而下包括塔顶除雾区、雾化区、脱硫废水池，所述塔顶除雾区中的叶片形状呈正弦曲线。

7.根据权利要求5所述的一种烧结砖的生产工艺，其特征在于：双碱法工艺，主要使用Na2CO3和NaOH吸收液与烟气中的SO2反应，生成NaHSO3和Na2SO3，以达到去除SO2的目的；脱硫废水池中的废水通过与石灰石反应生成的硫酸钙、亚硫酸钙沉淀，收集后返回搅拌机进行重复利用。

8.根据权利要求3所述的一种烧结砖的生产工艺，其特征在于：陈化库中产生的废气通过持续抽风进入到焙烧段中进行煅烧。

9.根据权利要求1所述的一种烧结砖的生产工艺，其特征在于：印染淤泥的成分水2.5%，重金属0.035%、碳氢氧有机物90.66%、氧化硅3.0%、氧化镁0.8%、氧化铝1.0%、氧化铁2.0%。