CN112547277A - 一种再生砌筑砂浆和混凝土生产方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种再生砌筑砂浆和混凝土生产方法;采用了干燥装置+气力颗粒分级装置,利用气力提升装置,骨料分离时间大大缩短,仅需几秒,与传统筛分相比大大提高了分离效率和分离能力,缩短了生产周期;干燥装置采用逆流换热,实现外筒间壁式换热和内筒多管束间壁式换热;带有余热的空气直接进入气力提升装置,实现了余热回收和能量最大化利用;除去散热损失外,其总能量利用率可达99%以上;生产砌筑砂浆和混凝土上采用建筑垃圾,实现了废物资源利用;克服了传统干粉砂浆应用多级筛分和破碎设备造成能耗过大问题;同时,采用这种结构也实现了内筒内骨料的热量充分换热,保证骨料在内筒内的温度均匀。

Description

一种再生砌筑砂浆和混凝土生产方法及装置
技术领域
本发明属于建筑材料生产技术领域,涉及一种再生砌筑砂浆和混凝土生产方法及装置。
背景技术
干粉砂浆的主要原料是砂,且生产过程中对原料砂的使用量较大;随着建筑用砂大量的开采,天然砂石资源已相当匮乏,导致砂的价格越来越高,供需矛盾突出。建筑垃圾包含少量废钢铁、废木材、废纸张和土等,但其97%以上组份是废砖瓦、石砾、废混凝土碎块等,建筑垃圾可资源化处理,生产干粉砂浆,作为可替代的砂石材料。大量建筑垃圾未经任何处理即被运至指定地区,以随意露天堆放或填埋的方式进行消纳,不仅占用了大量土地资源,还造成了可替代建材砂石的资源浪费。
传统建筑垃圾生产干粉砂浆生产过程是:建筑垃圾经破碎和筛分这两道主要工序产出干粉砂浆的骨料;然后再经骨料烘干工序和混合工序完成烘干的骨料、无机胶凝材料(如水泥)和添加剂(如聚合物)的精确混合,生产出合格的干粉砂浆。
传统干粉砂浆应用多级筛分和破碎设备实现骨料粒度分离,存在设备能耗过大问题。传统砂浆在进行完成骨料粒度分离后,单独采用干燥装置进行物料干燥,未实现生产过程的能量回收利用。
发明内容
本发明公开了一种再生砌筑砂浆和混凝土生产方法及装置,以解决现有技术中当前建筑垃圾所造成的环境危害和可回用资源浪费等问题。
本发明所述的一种再生砌筑砂浆和混凝土生产方法,包括以下步骤:
第一步,初次破碎建筑垃圾;建筑垃圾经板式给料机和筛分机后进入颚式破碎机初次破碎至粒度≤100mm;
第二步,分选,破碎后的建筑垃圾进入高角皮带输送机,通过磁选和人工分拣室去除铁、金属、木材和高分子等杂物;
第三步,二次破碎建筑垃圾,分选后的建筑垃圾进入辊式破碎机和圆锥破碎机破碎生产粒度≤25mm的建筑垃圾骨料;粒度≥25mm的建筑垃圾经筛分后重新返至辊式破碎机和圆锥破碎机破碎,再次进行破碎直至骨料粒度≤25mm;
第四步,二次分选,粒度≤25mm的建筑垃圾骨料再次经过磁选除去人工不可见的金属颗粒;
第五步,干燥及颗粒分级;气固分离装置分离出的空气经燃烧器燃烧加热后进入干燥装置;干燥装置换热后的空气同时进入空气出口,空气出口与气力颗粒分级装置管路连接;二次分选后建筑垃圾骨料进入干燥装置和气力颗粒分级装置分离出粒度0~5mm的干燥细骨料和粒度5~25mm的干燥中骨料;
第六步,制作干粉砌筑砂浆和再生混凝土;干粉砌筑砂浆原料包括粒度0~5mm的细骨料建筑垃圾、无机胶凝材料和复合型添加剂、矿物外加剂按照一定的比例进行混合生产干粉砌筑砂浆;其中无机胶凝材料可采用普通硅酸盐水泥、高铝水泥、特殊水泥、石膏、无水石等;矿物外加剂一般采用粉煤灰等;复合型添加剂主要包括增稠剂、减水剂和激发剂;增稠剂可采用羧甲基纤维素、丙二醇藻蛋白酸酯、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮等;减水剂大多属于阴离子表面活性剂,有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等;激发剂可采用苛性碱、含碱性元素的硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐等物质;再生混凝土原料包括粒度5~25mm的中骨料建筑垃圾、无机胶凝材料、矿物外加剂、水、石子和复合型添加剂;按照一定的比例进行混合生产再生混凝土。
本发明干粉砌筑砂浆所采用的复合型添加剂中的增稠剂、减水剂和激发剂的质量比例在1:10~40:10,所生产干粉砌筑砂浆中无机胶凝材料、矿物外加剂、细骨料、水和复合型添加剂质量比例一般在40~200:15~80:150~1000:30~200:1,干粉砌筑砂浆的28天抗压强度范围在5~30MPa。
再生混凝土包括:5~25mm的中骨料建筑垃圾可与无机胶凝材料、矿物外加剂、中骨料、水、石子和复合型添加剂按照一定的比例进行混合;复合型添加剂中的增稠剂、减水剂和激发剂的质量比例在1:10~60:10,所生产再生混凝土中无机胶凝材料、矿物外加剂、中骨料、水、石子和复合型添加剂质量比例一般在5~15:2~4:20~50:2~8:10~24:1,再生混凝土的抗压强度范围在15~60MPa。
本发明生产装置包括:干燥装置、气力颗粒分级装置;干燥装置换热后的空气同时进入空气出口,空气出口与气力颗粒分级装置管路连接;气力颗粒分级装置包括气力提升机构、气固分离机构、中骨料的排出机构;气力提升机构包括耐火材料砌筑的气力提升管、锥形布风板、一次风进口、二次风进口、风室、干燥骨料入口、中骨料的排出口、和细骨料出口;风室位于气力提升装置下部,锥形布风板布置在气力提升管底部,分隔风室与气力提升管的内部分离空间;布风板上具有均布的小孔,小孔孔径3~5mm;锥形布风板的开孔率在2~3%,压力降为气力提升管内压力降的10~15%;气力提升装置的底部轴向均布4~6个一次风进口;风室上端部侧面周向均布4~6个二次风进口;二次风进口距离气力提升管底部高度在0.3~0.5m,一次风进口进风量和二次风进口进风量的体积比例控制在4:1~1:1;应用二次进风口保证了锥形布风板的上下部风孔的进风均匀。气力提升管的内部分离空间呈下部宽上部窄的锥孔结构;气力提升管内操作气速控制在5~12m·s-1,骨料在气力提升管中的停留时间在3~8s;布风板的小孔出口风速控制在35~55m·s-1,气流通过布风板小孔,可对中骨料排料起到松动作用;中骨料可沿锥形布风板流动至中骨料的排出口;细骨料携带能力在8~15kg·m-2·s-1,小于5mm的细骨料颗粒经气力提升管至气固分离装置进行分离;细骨料和中骨料的分离效率可达99%以上。气力提升管内流速变化不大;避免气速降低影响中骨料和细骨料的分离。
内筒骨料经干燥后的水通过干燥水出口排出。进入空气流通通道的热空气实现由外筒向骨料进行干燥,而进入分配箱的热空气进一步进入空气换热管束对内筒内骨料通过间壁式换热;经空气换热管束间壁换热的空气则经集气箱与空气流通通道换热后的空气同时进入空气出口,空气出口与气力颗粒分级装置管路连接。
锥形布风板夹角范围在60~90°,中骨料排出口位于布风板的锥部,排出口口径在80~100mm;中骨料的排出过程采用两级仓排出;中骨料排出机构包括与布风板连接的连接管、一级料仓、一级气动阀、二级料仓和二级气动阀;一级料仓和二级料仓均设有料位计;粒度在5~25mm的中骨料在锥形布风板的中骨料排出口进行收集;当中骨料沿着锥形布风板流入到排出口后,经连接管进入一级料仓,达到一级料仓料位计感应位置后,自动开启一级气动阀,使得中骨料流至二级料仓;中骨料在二级料仓达到料位计感应位置后,自动关闭一级气动阀,开启二级气动阀生产出中骨料。
气固分离机构可以是旋风分离器和布袋除尘器;所分离里出的粒度小于5mm的细骨料在气固分离装置的细骨料出口到固体物料仓内收集,气固分离装置分离出的空气经燃烧器燃烧加热后进入干燥装置继续进行循环利用。
干燥装置包括分配箱、机械传动机构、集气箱、空气换热管束、外筒、内筒、导向板、机械传动导轨、空气管、骨料管、燃烧器;外筒安装在机械传动导轨上,外筒与地面之间安装倾角为8~15°;空气换热管束及空气管、骨料管平行嵌套安装在内筒内;内筒嵌套安装在外筒内,在内筒与外筒之间形成空气流通通道;空气进口位于上方,空气出口位于下方;骨料进口与干燥水出口位于下方,干燥骨料出口位于上方;导向板周向均布地安装在内筒的内壁上;导向板导流骨料沿内筒向干燥骨料出口流动,并由干燥骨料出口排出进入气力分离装置;外筒和内筒与机械传动机构驱动连接;空气进口与空气流通通道和分配箱之间均采用机械转动连接;空气出口与空气流通通道和集气箱之间均采用机械转动连接;骨料进口、干燥骨料出口、干燥水出口分别与内筒之间均采用机械转动连接;实现内筒和外筒转动时,空气正常输入和输出,骨料正常进料和出料,干燥水排出正常;机械传动机构驱动外筒和内筒同步转动,空气与骨料逆流换热;外筒与内筒之间的高温空气对内筒内壁的骨料进行干燥。
燃烧器安装在空气进口的前方,经气力分离装置后的空气经燃烧器加热,进入空气进口;空气进口温度在200~500℃,出口温度在150~45℃。热空气经空气进口分两路分别进入内筒的分配箱和内筒和外筒之间的空气流通通道;破碎筛分的粒度≤25mm的骨料经骨料进口通过螺旋进料器等输送设备进入内筒;机械传动机构驱动外筒和内筒转动的转速为0.05~0.25r·min-1;换热的空气量在空气流通通道的进风量与内筒空气换热管束的进风量体积比例在1:1~1:5之间。
本发明的积极效果在于:在生产砌筑砂浆和混凝土上采用建筑垃圾,实现了废物资源利用。采用了干燥装置+气力颗粒分级装置,利用气力提升装置,骨料分离时间大大缩短,仅需几秒,与传统筛分相比大大提高了分离效率和分离能力,缩短了生产周期;干燥装置采用逆流换热,实现外筒间壁式换热和内筒多管束间壁式换热;带有余热的空气直接进入气力提升装置,实现了余热回收和能量最大化利用;除去散热损失外,其总能量利用率可达99%以上。克服了传统干粉砂浆应用多级筛分和破碎设备造成能耗过大问题;同时,采用这种结构也实现了内筒内骨料的热量充分换热,保证骨料在内筒内的温度均匀。
附图说明
图1为本发明干燥装置结构示意图
图2为本发明干燥装置A-A剖视图;
图3为本发明干燥装置B-B剖视图;
图4为本发明干燥装置C-C剖视图;
图5为本发明气力颗粒分级装置结构示意图;
图6为本发明气力颗粒分级装置气力提升机构剖视图;
图7为本发明气力提升机构风室风进口示意图;
图8为本发明气力提升机构风室俯视图;
图9为本发明气力颗粒分级装置骨料排出机构示意图;
图中:1空气进口、2分配箱、3骨料进口、4干燥骨料出口、5空气出口、6机械传动导轨、7集气箱、8空气换热管束、9外筒、10内筒、11导向板、12机械传动机构、13干燥水出口、14空气流通通道、α安装倾角、d间距、h高度、β夹角、21布风板、22连接管、23一级料仓、24一级气动阀、25二级料仓、26二级气动阀、27一次风进口、28中骨料排出口、29二次风进口、30风室、31气力提升管、32气固分离机构、33耐火材料、34干燥骨料入口、35细骨料出口、A空气、B中骨料。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的实施例。
本发明第一实施例,再生砌筑砂浆和混凝土生产方法,包括:第一步,初次破碎建筑垃圾;建筑垃圾经板式给料机和筛分机后进入颚式破碎机初次破碎至粒度≤100mm;第二步,分选,破碎后的建筑垃圾进入高角皮带输送机,通过磁选和人工分拣室去除铁、金属、木材和高分子等杂物;第三步,二次破碎建筑垃圾,分选后的建筑垃圾进入辊式破碎机和圆锥破碎机破碎生产粒度≤25mm的建筑垃圾骨料;粒度≥25mm的建筑垃圾经筛分后重新返至辊式破碎机和圆锥破碎机破碎,再次进行破碎直至骨料粒度≤25mm;第四步,二次分选,粒度≤25mm的建筑垃圾骨料再次经过磁选除去人工不可见的金属颗粒; 第五步,干燥及颗粒分级;二次分选后建筑垃圾骨料进入干燥装置和气力颗粒分级装置分离出粒度0~5mm的干燥细骨料和粒度5~25mm的干燥中骨料。第六步,制作干粉砌筑砂浆和再生混凝土;干粉砌筑砂浆原料包括粒度0~5mm的细骨料建筑垃圾、无机胶凝材料和复合型添加剂、矿物外加剂按照一定的比例进行混合生产干粉砌筑砂浆;其中无机胶凝材料可采用普通硅酸盐水泥、高铝水泥、特殊水泥、石膏、无水石等;矿物外加剂一般采用粉煤灰等;复合型添加剂主要包括增稠剂、减水剂和激发剂;增稠剂可采用羧甲基纤维素、丙二醇藻蛋白酸酯、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮等;减水剂大多属于阴离子表面活性剂,有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等;激发剂可采用苛性碱、含碱性元素的硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐等物质;再生混凝土原料包括粒度5~25mm的中骨料建筑垃圾、无机胶凝材料、矿物外加剂、水、石子和复合型添加剂;按照一定的比例进行混合生产再生混凝土。
再生建筑垃圾干粉砌筑砂浆,设计强度等级为M10。所生产满足上述要求的干粉砌筑砂浆中,复合型添加剂中的增稠剂、减水剂和激发剂分别为聚丙烯酸钠、木质素磺酸钠和硅酸钠,其质量比例控制在1:15~20:10。无机胶凝材料选用强度等级为32.5MPa的普通硅酸盐水泥,矿物外加剂选用粉煤灰,细骨料采用将经干燥分离出的粒径在0~5mm再生建筑垃圾颗粒,所生产干粉砌筑砂浆中无机胶凝材料、矿物外加剂、细骨料、水和复合型添加剂质量比例在120:35:600:150:1,干粉砌筑砂浆的28天抗压强度范围在11.5~12.8MPa,达到设计要求。
建筑垃圾再生混凝土,设计强度等级为C25。
所生产满足上述要求的再生混凝土中,复合型添加剂中的增稠剂、减水剂和激发剂分别为羧甲基纤维素、木质素磺酸钾和碳酸钠,其质量比例在1:30~40:10,所生产再生混凝土中无机胶凝材料、矿物外加剂、中骨料、水、石子和复合型添加剂质量比例一般在8:3:35:5:18:1,再生混凝土的抗压强度范围在27.1~28.6MPa。
本发明第一实施例生产装置包括:干燥装置、气力颗粒分级装置;干燥装置如图1、图2、图3、图4所示,包括分配箱2、机械传动机构12、集气箱7、空气换热管束8、外筒9、内筒10、导向板11、机械传动导轨6、空气管、骨料管、燃烧器;外筒9安装在机械传动导轨12上,外筒9与地面之间安装倾角α为8~15°;空气换热管束8及空气管、骨料管平行嵌套安装在内筒10内;内筒10嵌套安装在外筒9内,在内筒10与外筒9之间形成空气流通通道14;空气进口1位于上方,空气出口5位于下方;骨料进口3与干燥水出口13位于下方,干燥骨料出口4位于上方;导向板11周向均布地安装在内筒10的内壁上;导向板11导流骨料沿内筒向干燥骨料出口4流动,并由干燥骨料出口4排出进入气力分离装置;外筒9和内筒10与机械传动机构12驱动连接;空气进口1与空气流通通道14和分配箱2之间均采用机械转动连接;空气出口5与空气流通通道14和集气箱7之间均采用机械转动连接;骨料进口3、干燥骨料出口4、干燥水出口13分别与内筒1之间均采用机械转动连接;实现内筒10和外筒9转动时,空气正常输入和输出,骨料正常进料和出料,干燥水排出正常;机械传动机构12驱动外筒9和内筒10同步转动,空气与骨料逆流换热。外筒9与内筒10之间的高温空气对内筒10内壁的骨料进行干燥。
燃烧器安装在空气进口1的前方,经气力分离装置后的空气经燃烧器加热,进入空气进口1;空气进口温度在200~500℃,出口温度在150~45℃。热空气经空气进口1分两路分别进入内筒10的分配箱2和内筒和外筒之间的空气流通通道14;破碎筛分的粒度≤25mm的骨料经骨料进口3通过螺旋进料器等输送设备进入内筒10;机械传动机构12驱动外筒9和内筒10转动的转速为0.0 5~0.25r·min-1;换热的空气量在空气流通通道14的进风量与内筒空气换热管束8的进风量体积比例在1:1~1:5之间。
内筒骨料经干燥后的水通过干燥水出口13排出。进入空气流通通道14的热空气实现由外筒向骨料进行干燥,而进入分配箱2的热空气进一步进入空气换热管束8对内筒10内骨料通过间壁式换热;经空气换热管束8间壁换热的空气则经集气箱7与空气流通通道14换热后的空气同时进入空气出口5,空气出口5与气力颗粒分级装置管路连接。
气力颗粒分级装如图5、图6、图7、图8、图9所示,包括气力提升机构、气固分离机构32、中骨料的排出机构;气力提升机构包括耐火材料33砌筑的气力提升管31、锥形布风板21、一次风进口27、二次风进口29、风室30、干燥骨料入口34、中骨料的排出口28、和细骨料出口35;风室30位于气力提升装置下部,锥形布风板21布置在气力提升管31底部,分隔风室30与气力提升管31的内部分离空间;布风板21上具有均布的小孔,小孔孔径3~5mm;锥形布风板21的开孔率在2~3%,压力降为气力提升管31内压力降的10~15%;气力提升装置的底部轴向均布4~6个一次风进口27;风室30上端部侧面周向均布4~6个二次风进口29;二次风进口29距离气力提升管31底部高度h在0.3~0.5m,一次风进口27进风量和二次风进口29进风量的体积比例控制在4:1~1:1;应用二次进风口29保证了锥形布风板的上下部风孔的进风均匀。
气力提升管31的内部分离空间呈下部宽上部窄的锥孔结构;气力提升管31内操作气速控制在5~12m·s-1,骨料在气力提升管31中的停留时间在3~8s;布风板21的小孔出口风速控制在35~55m·s-1,气流通过布风板小孔,可对中骨料排料起到松动作用;中骨料可沿锥形布风板流动至中骨料的排出口28;小于5mm的细骨料颗粒经气力提升管31至气固分离装置32进行分离;细骨料携带能力在8~15kg·m-2·s-1,细骨料和中骨料的分离效率可达99%以上。气力提升管31内流速变化不大;避免气速降低影响中骨料和细骨料的分离。
锥形布风板21夹角β范围在60~90°,中骨料排出口28位于布风板21的锥部,排出口口径在80~100mm;中骨料的排出过程采用两级仓排出;中骨料排出机构包括与布风板连接的连接管22、一级料仓23、一级气动阀24、二级料仓25和二级气动阀26;一级料仓23和二级料仓25均设有料位计;粒度在5~25mm的中骨料在锥形布风板21的中骨料排出口28进行收集;当中骨料沿着锥形布风板流入到排出口28后,经连接管22进入一级料仓23,达到一级料仓23料位计感应位置后,自动开启一级气动阀24,使得中骨料流至二级料仓25;中骨料在二级料仓25达到料位计感应位置后,自动关闭一级气动阀24,开启二级气动阀26生产出中骨料。
气固分离机构32可以是旋风分离器和布袋除尘器;所分离里出的粒度小于5mm的细骨料在气固分离装置32的细骨料出口35到固体物料仓内收集,气固分离装置32分离出的空气经燃烧器燃烧加热后进入干燥装置继续进行循环利用。
实施例1经过辊式破碎+圆锥破碎和筛分后的粒度≤25mm的60年代的砖木建筑垃圾,经测定含水率在8%。应用专利所述机械传动滚筒式干燥装置处理量50 t·h-1上述建筑垃圾骨料,所用进口温度在300~350℃,空气量为50000~60000m3·s-1,其中空腔进风量与内筒空气换热管束进风量体积比例在1:4,干燥装置安装角度10°,转速0.1r·min-1,空气换热管束直径在45mm,管束与管束之间间距d为40mm,经过干燥处理后,出口空气温度在103~108℃,干燥装置的换热效率在65.2~69.1%,干燥骨料的含水率降至0.5%以下,干燥效率在93%以上。经上述干燥处理后的建筑垃圾骨料经螺旋进料器又进入气力颗粒分级装置的气力提升管,而干燥装置空气出口的热空气则进入气力提升管,其温度在102~105℃,流量在30000~40000 m3·s-1。其中,一次风进口进风量和二次风进口进风量的体积比例控制在1:1。锥形布风板上布满孔径为3.5mm的小孔,小孔出口风速控制在~45m·s-1,布风板中骨料排出口口径100mm。锥形布风板1的开孔率在2%。气力提升管内操作气速控制在6~8m·s-1,骨料在气力提升管中的停留时间在7s,细骨料携带能力在10.5~11.5kg·m-2·s-1,经过气力提升、旋风分离和布袋气固分离处理后,细骨料和中骨料的分离效率均达99.5%以上。
实施例中气力颗粒分级装置,日处理量50t/h干燥砖木建筑垃圾骨料(粒度≤25mm)经螺旋进料器进入气力颗粒分级装置的气力提升管,进入气力提升管的空气温度在103~108℃,流量是30000~40000 m3·s-1,一次风进口进风量和二次风进口进风量的体积比例控制在1:1。锥形布风板上布满孔径为3.5mm的小孔,小孔出口风速控制在~45m·s-1,布风板中骨料排出口口径100mm。锥形布风板的开孔率在2%。气力提升管内操作气速控制在6~8m·s-1,骨料在气力提升管中的停留时间在7s,细骨料携带能力在10.5~11.5kg·m-2·s-1,经过气力提升、旋风分离和布袋气固分离处理后,细骨料和中骨料的分离效率均达99.5%以上。
实施中经过辊式破碎+圆锥破碎和筛分后的粒度≤25mm的90年代的砖混建筑垃圾,经测定含水率在6%。应用专利所述机械传动滚筒式干燥装置处理量100t·h-1上述建筑垃圾骨料,所用进口温度在400~450℃,空气量为75000~98000m3·s-1,其中空腔进风量与内筒空气换热管束进风量体积比例在2:3,干燥装置安装角度12°,转速0.15r·min-1,空气换热管束直径在40mm,管束与管束之间间距d为35mm,经过干燥处理后,出口空气温度在110~130℃,干燥装置的换热效率在71.1~72.5%,干燥骨料的含水率降至0.3%以下,干燥效率在95%以上。经上述干燥处理后的建筑垃圾骨料经螺旋进料器又进入气力颗粒分级装置的气力提升管,而干燥装置空气出口的热空气则进入气力提升管,其温度在108~127℃,流量是40000~55000 m3·s-1。其中一次风进口进风量和二次风进口进风量的体积比例控制在2:1。锥形布风板上布满孔径为3mm的小孔,小孔出口风速控制在~55m·s-1,布风板中骨料排出口口径100mm。锥形布风板的开孔率在2.5%。气力提升管内操作气速控制在6~9m·s-1,骨料在气力提升管中的停留时间在5.5s,细骨料携带能力在13.5~14.5kg·m-2·s-1,经过气力提升、旋风分离和布袋气固分离处理后,细骨料和中骨料的分离效率均达99.6%以上。
第二实施案例气力颗粒分级装置,日处理量100t·h-1干燥砖混建筑垃圾骨料(粒度≤25mm)经螺旋进料器进入气力颗粒分级装置的气力提升管,进入气力提升管的空气温度在110~130℃,流量是40000~55000 m3·s-1,一次风进口进风量和二次风进口进风量的体积比例控制在2:1。锥形布风板上布满孔径为3mm的小孔,小孔出口风速控制在~55m·s-1,布风板中骨料排出口口径100mm。锥形布风板的开孔率在2.5%。气力提升管内操作气速控制在6~9ms-1,骨料在气力提升管中的停留时间在5.5s,细骨料携带能力在13.5~14.5kg·m-2·s-1,经过气力提升、旋风分离和布袋气固分离处理后,细骨料和中骨料的分离效率均达99.6%以上。

Claims (9)

1.一种再生砌筑砂浆和混凝土生产方法;其特征在于包括以下步骤:
第一步,初次破碎建筑垃圾至粒度≤100mm;
第二步,分选破碎后的建筑垃圾,去除铁、金属、木材和高分子等杂物;
第三步,二次破碎建筑垃圾,破碎生产粒度≤25mm的建筑垃圾骨料;粒度≥25mm的建筑垃圾经筛分后重返破碎,直至骨料粒度≤25mm;
第四步,二次分选,粒度≤25mm的建筑垃圾骨料再次分选除去人工不可见的金属颗粒;
第五步,干燥及颗粒分级;气固分离装置分离出的空气经燃烧器燃烧加热后进入干燥装置;干燥装置换热后的空气同时进入空气出口,空气出口与气力颗粒分级装置管路连接;二次分选后建筑垃圾骨料进入干燥装置和气力颗粒分级装置分离出粒度0~5mm的干燥细骨料和粒度5~25mm的干燥中骨料;
第六步,制作干粉砌筑砂浆和再生混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种再生砌筑砂浆和混凝土生产方法;其特征在于:干粉砌筑砂浆原料包括粒度0~5mm的细骨料建筑垃圾、无机胶凝材料和复合型添加剂、矿物外加剂按照比例进行混合生产干粉砌筑砂浆;其中无机胶凝材料可采用普通硅酸盐水泥、高铝水泥、特殊水泥、石膏、无水石等;矿物外加剂一般采用粉煤灰等;复合型添加剂主要包括增稠剂、减水剂和激发剂;增稠剂可采用羧甲基纤维素、丙二醇藻蛋白酸酯、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮等;减水剂大多属于阴离子表面活性剂,有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等;激发剂可采用苛性碱、含碱性元素的硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐等物质;再生混凝土原料包括粒度5~25mm的中骨料建筑垃圾、无机胶凝材料、矿物外加剂、水、石子和复合型添加剂;按照比例进行混合生产再生混凝土。
3.根据权利要求2所述的一种再生砌筑砂浆和混凝土生产方法;其特征在于:干粉砌筑砂浆所采用的复合型添加剂中的增稠剂、减水剂和激发剂的质量比例在1:10~40:10,所生产干粉砌筑砂浆中无机胶凝材料、矿物外加剂、细骨料、水和复合型添加剂质量比例一般在40~200:15~80:150~1000:30~200:1,干粉砌筑砂浆的28天抗压强度范围在5~30MPa。
4.根据权利要求1所述的一种再生砌筑砂浆和混凝土生产方法;其特征在于:再生混凝土包括:5~25mm的中骨料建筑垃圾可与无机胶凝材料、矿物外加剂、中骨料、水、石子和复合型添加剂按照一定的比例进行混合;复合型添加剂中的增稠剂、减水剂和激发剂的质量比例在1:10~60:10,所生产再生混凝土中无机胶凝材料、矿物外加剂、中骨料、水、石子和复合型添加剂质量比例一般在5~15:2~4:20~50:2~8:10~24:1,再生混凝土的抗压强度范围在15~60MPa。
5.实现权利要求1所述方法的生产装置;其特征在于:包括干燥装置、气力颗粒分级装置;气固分离装置分离出的空气经燃烧器燃烧加热后进入干燥装置;干燥装置换热后的空气同时进入空气出口,空气出口与气力颗粒分级装置管路连接;气力颗粒分级装置包括气力提升机构、气固分离机构、中骨料的排出机构;气力提升机构包括耐火材料砌筑的气力提升管、锥形布风板、一次风进口、二次风进口、风室、干燥骨料入口、中骨料的排出口、和细骨料出口;风室位于气力提升装置下部,锥形布风板布置在气力提升管底部,分隔风室与气力提升管的内部分离空间;布风板上具有均布的小孔;锥形布风板的开孔率在2~3%,压力降为气力提升管内压力降的10~15%;气力提升装置的底部轴向均布一次风进口;风室上端部侧面周向均布二次风进口;一次风进口进风量和二次风进口进风量的体积比例控制在4:1~1:1;气力提升管的内部分离空间呈下部宽上部窄的锥孔结构;气力提升管内操作气速控制在5~12m/s·s-1,骨料在气力提升管中的停留时间在3~8s;布风板的小孔出口风速控制在35~55m/s·s-1;中骨料排出口位于布风板的锥部,中骨料可沿锥形布风板流动至中骨料的排出口;细骨料携带能力在8~15kg·m-2·s-1,小于5mm的细骨料颗粒经气力提升管至气固分离装置进行分离。
6.根据权利要求5所述的生产装置;其特征在于:锥形布风板夹角范围在60~90°,中骨料排出口口径80~100mm;布风板上小孔孔径3~5mm;气力提升装置的底部轴向均布一次风进口4~6个;风室上端部侧面周向均布二次风进口4~6个;二次风进口距离气力提升管底部高度0.3~0.5m。
7.根据权利要求5所述的生产装置;其特征在于:干燥装置包括分配箱、机械传动机构、集气箱、空气换热管束、外筒、内筒、导向板、机械传动导轨、空气管、骨料管、燃烧器;外筒安装在机械传动导轨上,外筒与地面之间安装倾角为8~15°;空气换热管束及空气管、骨料管平行嵌套安装在内筒内;内筒嵌套安装在外筒内,在内筒与外筒之间形成空气流通通道;空气进口位于上方,空气出口位于下方;骨料进口与干燥水出口位于下方,干燥骨料出口位于上方;燃烧器安装在空气进口的前方,经气力分离装置后的空气经燃烧器加热,进入空气进口;空气进口温度在200~500℃,出口温度在150~45℃;外筒和内筒与机械传动机构驱动连接;空气进口与空气流通通道和分配箱之间均采用机械转动连接;空气出口与空气流通通道和集气箱之间均采用机械转动连接;骨料进口、干燥骨料出口、干燥水出口分别与内筒之间均采用机械转动连接;导向板周向均布地安装在内筒的内壁上;机械传动机构驱动外筒和内筒同步转动;热空气经空气进口分两路分别进入内筒的分配箱和内筒和外筒之间的空气流通通道;破碎筛分的粒度≤25mm的骨料经骨料进口通过螺旋进料器等输送设备进入内筒;机械传动机构驱动外筒和内筒转动转速为0.0 5~0.25r·min-1;换热的空气量在空气流通通道的进风量与内筒空气换热管束的进风量体积比例在1:1~1:5之间;空气与骨料逆流换热;外筒与内筒之间的高温空气对内筒内壁的骨料进行干燥,内筒骨料经干燥后的水通过干燥水出口排出;导向板导流骨料沿内筒向干燥骨料出口流动,干燥骨料出口排出进入气力分离装置;进入空气流通通道的热空气实现由外筒向骨料进行干燥,而进入分配箱的热空气进一步进入空气换热管束对内筒内骨料通过间壁式换热;经空气换热管束间壁换热的空气则经集气箱与空气流通通道换热后的空气同时进入空气出口,空气出口与气力颗粒分级装置管路连接。
8.根据权利要求7所述的生产装置;其特征在于:中骨料排出机构包括与布风板连接的连接管、一级料仓、一级气动阀、二级料仓和二级气动阀;一级料仓和二级料仓均设有料位计;粒度在5~25mm的中骨料在锥形布风板的中骨料排出口进行收集;当中骨料沿着锥形布风板流入到排出口后,经连接管进入一级料仓,达到一级料仓料位计感应位置后,自动开启一级气动阀,使得中骨料流至二级料仓;中骨料在二级料仓达到料位计感应位置后,自动关闭一级气动阀,开启二级气动阀生产出中骨料。
9.根据权利要求7所述的方法生产装置;气固分离装置可以是旋风分离器和布袋除尘器;所分离里出的粒度小于5mm细骨料在气固分离装置的细骨料出口进入固体物料仓内收集;气固分离装置分离出的空气经燃烧器燃烧加热后进入干燥装置。
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