CN113319999A - 利用飞灰制作陶瓷制品的系统、方法及制得的陶瓷制品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用飞灰制作陶瓷制品的系统、方法及制得的陶瓷制品，属于废弃物资源化利用技术领域。该系统包括：预处理设备，用于对原始飞灰进行预处理，得到飞灰粉末；取样设备，用于对飞灰粉末进行取样得到飞灰粉末样品；成分检测设备，用于对飞灰粉末样品中的成分进行检测，得到成分检测结果；配料设备，用于根据成分检测结果，确定飞灰粉末和除飞灰粉末以外的各种原料的重量比，并根据确定的重量比进行配料，以得到用于制作陶瓷制品的混合料；成品制作设备，用于使用混合料进行包括制浆、脱水、成型、干燥和煅烧的工艺，得到陶瓷制品。本发明根据飞灰成分调整其他原料的配比，提升制作出的陶瓷制品的品质稳定性。

Description

利用飞灰制作陶瓷制品的系统、方法及制得的陶瓷制品
技术领域
本发明涉及废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种利用飞灰制作陶瓷制品的系统、方法及制得的陶瓷制品。
背景技术
垃圾焚烧飞灰是指在垃圾焚烧厂的烟气净化系统中收集的残余物，包括除尘器飞灰和吸收塔飞灰，其中含有烟道灰、加入的化学药剂及化学反应产物等。
垃圾焚烧飞灰作为一种高比表面积物质，不仅富集大量的汞、铅和镉等有毒重金属，也富集了大量的二噁英类物质，是一种同时具有重金属危害特性和环境持久性有机毒性危害特性的双料危险废物，对人体健康和生态环境具有极大的危害性。
随着生活垃圾产生量的快速增长，生活垃圾焚烧发电在垃圾处理处置领域的占比越来越高，飞灰的产生量也在逐年递增。2020年，我国城镇生活垃圾焚烧发电处理比例约为54％，生活垃圾焚烧日处理规模约59.14万吨。据中国水泥协会推算，“十三五”末我国每年飞灰产生量高达1000万吨左右。
含氯元素高是我国飞灰最为明显的特征之一，这也为其处理处置带来一定的困难，因为很多处理工艺受氯元素干扰比较大。生活垃圾中含氯塑料等经焚烧分解后产生的氯化氢等酸性物质，与烟气净化系统中碱性物反应后生成物进入到飞灰中，厨余垃圾中食盐等也最终富集于飞灰。以北京地区飞灰为例，飞灰含氯量高达20％以上，飞灰中氯元素主要以可溶性氯盐形式存在，如氯化钠、氯化钾、氯化钙等。
另一方面，飞灰成分复杂，除重金属和二噁英等有毒有害物质外，还含有钙硅铝铁氧化物、氯盐及碳硫磷元素等。而且波动大，飞灰中各物质(元素)的含量会随着生活垃圾组分、季节、焚烧条件、烟气净化水平等的变化而产生较大波动，将给飞灰处理处置带来很大的困难。
由于处理处置较为困难，传统的飞灰处理，主要是选择无害化处理然后填埋的方式。然而土地资源紧张导致以填埋为主的处置方式面临越来越大的压力，资源化利用技术将成为主流趋势。特别是大中型城市飞灰产生量大，土地资源也更加紧张。亟需寻找出一条既能有效处理飞灰又能节约土地资源的有效途径。
除了传统的无害化填埋处置，目前市场上也逐渐出现了新的处理手段，但是各种技术都多多少少存在一定的不足。
作为目前主流处理技术的无害化处置，飞灰经过粘结剂固化和化学稳定化处理后，满足《生活垃圾填埋污染控制标准》就可进入生活垃圾填埋场单独分区填埋。这种处理方式操作方便、成本低，但是固化后体积较大，占用宝贵的土地资源。而且处理后的二噁英和重金属仍然存在，有潜在环境风险。长期填埋后毒性还有可能发生外渗，对土壤造成永久性的深度污染。
水泥窑协同处置，也是近几年比较热门的处理方式。这种处理先对飞灰进行水洗烘干，除去大量的氯离子及可溶性金属离子，再输送到水泥窑尾1000℃高温段高温煅烧，二噁英通过高温分解，重金属被固化在水泥熟料中。这种技术其实还是比较好，飞灰得到充分利用，但是一旦飞灰中含有的硫、氯元素处理不干净，就容易引起水泥窑的堵塞，降低水泥的质量。
高温烧结技术则与水泥窑协同处置技术接近，同属于热处理技术，即在高温(1000℃～1100℃)状态下将飞灰中的有机污染物(二噁英和呋喃等)分解，并将重金属固定于致密的结构体中，可用于制备烧结砖、轻骨料和水泥等。不过，这种技术的工艺路线较为复杂，而且易挥发的重金属易进入烟气中，尾气处理难度较大。
熔融技术则是在1500℃高温熔融下形成玻璃固化体，将重金属固定在致密晶体结构中，有机污染物在高温下分解。这种技术的难度比较大，而且能耗大，成本较高。
为解决这些问题，后来提出了利用飞灰为原料制备陶瓷制品的技术。具体可将飞灰与其他配料按照一定的比例混合后成型并高温烧制成陶瓷制品。但是，不同的垃圾焚烧得到的飞灰成分不同，即垃圾焚烧得到的飞灰成分不稳定，因此利用飞灰制得的陶瓷制品的品质不稳定。
发明内容
因此，本发明实施例要解决的技术问题在于克服现有技术中垃圾焚烧飞灰成本不稳定，导致利用其作为原材料制作的陶瓷制品品质不稳定缺陷，从而提供一种利用飞灰制作陶瓷制品的系统、方法及制得的陶瓷制品。
为此，本发明提供一种利用飞灰制作陶瓷制品的系统，包括：
预处理设备、取样设备、成分检测设备、配料设备和成品制作设备；
所述预处理设备，用于对原始飞灰进行预处理，得到飞灰粉末，所述预处理包括煅烧、水淬、研磨、过滤和干燥处理；
所述取样设备，用于对所述飞灰粉末进行取样得到飞灰粉末样品；
所述成分检测设备，用于对所述飞灰粉末样品中的成分进行检测，得到成分检测结果；
所述配料设备，用于根据所述成分检测结果，确定所述飞灰粉末和除所述飞灰粉末以外的各种原料的重量比，并根据确定的所述重量比进行配料，以得到用于制作陶瓷制品的混合料；
所述成品制作设备，用于使用所述混合料进行包括制浆、脱水、成型、干燥和煅烧的工艺，得到陶瓷制品。
可选的，所述配料设备包括：多个配料单元和第一控制器，每一所述配料单元用于对包括所述飞灰粉末在内的不同原料进行定量添加；每一所述配料单元包括：包括出料口的料仓、可控阀门、接料槽和称重器；
所述可控阀门与所述料仓的出料口连接，所述可控阀门打开时，所述料仓内的原料经所述可控阀门流入所述接料槽，所述称重器设置在所述接料槽的下方以对所述接料槽内的所述原料进行称重；
所述第一控制器根据确定的所述重量比确定所述原料的重量，并根据确定的重量控制所述可控阀门以第一开度打开第一时长，获取所述称重器称得的称重信息，并根据所述称重信息与所述重量之间的差值控制所述可控阀门以第二开度打开第二时长，所述第一开度大于所述第二开度。
可选的，所述配料设备还包括供电电源，所述可控阀门包括阀体、阀芯、第一丝杆、第一电机、驱动模块和位置传感器；
所述供电电源通过一可控开关与所述驱动模块连接，以向所述驱动模块供电，所述可控开关的通断由所述第一控制器控制；
所述驱动模块用于驱动所述第一电机运转；
所述第一控制器通过控制所述驱动模块控制所述第一电机正转或反转带动所述第一丝杆正转或反转，以带动所述阀芯运动调节开度；
所述位置传感器用于检测所述阀芯的位置；
所述第一控制器还根据所述位置传感器检测到的信号控制所述驱动模块来控制所述第一电机停止运转。
可选的，所述料仓内部的上部分为圆柱形或棱柱形，所述料仓内的上部分内设置与所述料仓内部上下滑动连接的重力板，所述料仓内的原料位于所述重力板的下方；位于所述料仓顶部的进料口设有密封盖，所述密封盖上设置有贯通孔；所述贯通孔内紧密连接一通气管，所述通气管与一电动充气泵连接；所述电动充气泵与所述驱动模块并联。
可选的，所述成品制作设备包括第一混料单元；所述接料槽并列排布，所述配料设备还包括用于驱动各所述配料单元的所述接料槽在第一位置与第二位置之间来回移动的驱动机构，所述第一位置和所述第二位置分别为所述可控阀门的下方、所述第一混料单元的上方；
所述驱动机构包括第二电机，与各所述配料单元的所述接料槽对应的第二丝杆和皮带轮，以及传动皮带，所述第二丝杆的一端与所述接料槽配合连接、另一端与所述皮带轮固定连接；所述第二丝杆的一端靠近所述第一位置、另一端靠近所述第二位置，每一所述第二丝杆上固定连接的所述皮带轮直接通过所述传动皮带与所述第二电机连接或与通过所述传动皮带与其他的所述第二丝杆上的皮带轮连接。
可选的，所述配料设备包括多个送料单元、送料管道、电磁阀门、第二混料单元和第二控制器，每一所述送料单元用于向所述第二混料单元提供包括所述飞灰粉末在内的不同原料；所述电磁阀门设置在所述送料管道上；
所述第二混料单元包括多个加料通道和锥形混合室，每一所述加料通道分别通过所述送料管道与一个所述送料单元连接，每一所述加料通道内设有第三电机驱动的输送螺杆，每一所述输送螺杆通过对应的传动机构和离合器与所述第三电机连接，每一所述输送螺杆对应的所述离合器均由所述第二控制器控制；
所述第二控制器根据确定的所述重量比确定每一种所述原料的重量，并根据所述重量控制所述离合器、所述电磁阀门和所述送料单元。
可选的，所述预处理设备包括：进料输送链、高温煅烧仓、出料输送链、储水池、水淬槽、喷水单元、研磨单元和干燥单元；
所述进料输送链用于将所述原始飞灰连续不断地输送至所述高温煅烧仓；
所述高温煅烧仓内包括多层环绕设置的煅烧传输链，所述进料输送链输送的所述原始飞灰被所述煅烧传输链带动在所述高温煅烧仓内多层环形运动至所述出料输送链，所述煅烧传输链的运行速度根据煅烧所需的时间确定；
所述出料输送链用于将煅烧完成的飞灰运送至所述水淬槽，所述喷水单元从所述储水池吸取水并向所述水淬槽喷水；
所述研磨单元设置在所述水淬槽中，以对所述水淬槽内的飞灰浆液进行湿磨；
所述水淬槽上设置过滤网，所述飞灰浆液经所述过滤网流出，以输送至所述干燥单元进行脱水干燥。
可选的，所述预处理设备还包括飞灰浆液收集槽，所述飞灰浆液收集槽设置在所述水淬槽的下方，所述过滤网设置在所述水淬槽的底部和/或侧壁，所述飞灰浆液收集槽的出口低于所述水淬槽的槽口。
本发明还提供一种利用飞灰制作陶瓷制品的方法，包括以下步骤：
对原始飞灰进行预处理，得到飞灰粉末，所述预处理包括煅烧、水淬、研磨、过滤和干燥处理；
对所述飞灰粉末进行取样得到飞灰粉末样品；
对所述飞灰粉末样品中的成分进行检测，得到成分检测结果；
根据所述成分检测结果，确定所述飞灰粉末和除所述飞灰粉末以外的各种原料的重量比，并根据确定的所述重量比进行配料，以得到用于制作陶瓷制品的混合料；
使用所述混合料进行包括制浆、脱水、成型、干燥和煅烧的工艺，得到陶瓷制品。
可选的，所述除所述飞灰粉末以外的各种原料包括高岭土和石英，所述飞灰粉末、所述高岭土和所述石英之间的重量比为：3～6：4～9：1。
本发明还提供一种陶瓷制品，该陶瓷制品是使用上述利用飞灰制作陶瓷制品的方法制作得到。
本发明实施例的技术方案，具有如下优点：
本发明实施例中，在配料之前对飞灰中的成分进行检测，然后根据成分检测结果确定飞灰和其他原料的配比，从而可以使得陶瓷制品的成分更加稳定，进而提升陶瓷制品品质的稳定性。另外，本实施例中，在利用飞灰制作陶瓷制品时，首先对原始飞灰进行煅烧、水淬等预处理，得到成分更加稳定的飞灰粉末，可以进一步提高配料时成分调整的准确性，进而进一步提高陶瓷制品品质的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中利用飞灰制作陶瓷制品的系统的一个具体示例的结构框图；
图2为本发明实施例1中配料设备的一个具体示例的结构示意图；
图3为本发明实施例1中配料设备的可控阀门控制结构一个具体示例的示意图；
图4为本发明实施例1中料仓以及对料仓内原料进行加压的一个具体示例的结构示意图；
图5为本发明实施例1中驱动接料槽移动的一个具体示例的结构示意图；
图6为本发明实施例1中配料设备的另一个具体示例的结构示意图；
图7为本发明实施例1中预处理设备的一个具体示例的结构示意图；
图8为本发明实施例1中预处理设备的飞灰浆液收集槽与水淬槽的相对位置关系的一个具体示例的示意图；
图9为本发明实施例2中利用飞灰制作陶瓷制品的方法的一个具体示例的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通；可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本施例提供一种利用飞灰制作陶瓷制品的系统，如图1所示，包括：预处理设备1、取样设备2、成分检测设备3、配料设备4和成品制作设备5；
所述预处理设备1，用于对原始飞灰进行预处理，得到飞灰粉末，所述预处理包括煅烧、水淬、研磨、过滤和干燥处理；
所述取样设备2，用于对所述飞灰粉末进行取样得到飞灰粉末样品；
所述成分检测设备3，用于对所述飞灰粉末样品中的成分进行检测，得到成分检测结果；例如可以采用X射线荧光光谱分析法检测所述飞灰粉末样品中的成分；
所述配料设备4，用于根据所述成分检测结果，确定所述飞灰粉末和除所述飞灰粉末以外的各种原料的重量比，并根据确定的所述重量比进行配料，以得到用于制作陶瓷制品的混合料；
所述成品制作设备5，用于使用所述混合料进行包括制浆、脱水、成型、干燥和煅烧的工艺，得到陶瓷制品。
本实施例中，在配料之前对飞灰中的成分进行检测，然后根据成分检测结果确定飞灰和其他原料的配比，从而可以使得陶瓷制品的成分更加稳定，进而提升陶瓷制品品质的稳定性。另外，本实施例中，在利用飞灰制作陶瓷制品时，首先对原始飞灰进行煅烧、水淬等预处理，得到成分更加稳定的飞灰粉末，可以进一步提高配料时成分调整的准确性，进而进一步提高陶瓷制品品质的稳定性。
可选的，请参阅图2，所述配料设备4包括：多个配料单元41和第一控制器42，每一所述配料单元41用于对包括所述飞灰粉末在内的不同原料进行定量添加；每一所述配料单元41包括：包括出料口的料仓411、可控阀门412、接料槽413和称重器414；
所述可控阀门412与所述料仓411的出料口连接，所述可控阀门412打开时，所述料仓411内的原料经所述可控阀门412流入所述接料槽413，所述称重器414设置在所述接料槽413的下方以对所述接料槽413内的所述原料进行称重；
所述第一控制器42根据确定的所述重量比确定所述原料的重量，并根据确定的重量控制所述可控阀门412以第一开度打开第一时长，获取所述称重器414称得的称重信息，并根据所述称重信息与所述重量之间的差值控制所述可控阀门412以第二开度打开第二时长，所述第一开度大于所述第二开度。
对各个配料单元41的所述接料槽413中的原料进行混合即可得到用于制作陶瓷制品的混合料。
本实施例中，通过控制可控阀门412的开度和打开时长来控制出料量，而且各个配料单元41可以同时出料，因此大大提升配料效率。另外，本实施例通过两次出料，可以实现配料效率的进一步提升，并保证出料精度，具体来说，第一次出料时，可控阀门412以大开度开启，出料快但出料量不易精确控制，因此本实施例通过第二次可控阀门412小开度开启的方式精确补足第一出料时欠缺的分量。
可选的，请参阅图3，所述配料设备4还包括供电电源43，所述可控阀门412包括阀体(图中未示出)、阀芯4121、第一丝杆4122、第一电机4123、驱动模块4124和位置传感器4125；
所述供电电源43通过一可控开关44与所述驱动模块4124连接，以向所述驱动模块4124供电，所述可控开关的通断由所述第一控制器42控制；
所述驱动模块4124用于驱动所述第一电机4123运转；
所述第一控制器42通过控制所述驱动模块4124控制所述第一电机4123正转或反转带动所述第一丝杆4122正转或反转，以带动所述阀芯4121运动调节开度；
所述位置传感器4125用于检测所述阀芯4121的位置；
所述第一控制器42还根据所述位置传感器4125检测到的信号控制所述驱动模块4124来控制所述第一电机4123停止运转。
本实施例中，各个配料单元41在配料期间，所述第一控制器42控制所述可控开关44闭合，以使得所述第一控制器42能够控制所述可控阀门412的开启与关闭、以及可控阀门412的开度。在配料结束后，所述第一控制器42可控制所述可控开关断开，以降低功耗。
可选的，请参阅图4，所述料仓411内部的上部分为圆柱形或棱柱形，所述料仓411内的上部分内设置与所述料仓411内部上下滑动连接的重力板4111，所述料仓411内的原料位于所述重力板4111的下方；位于所述料仓411顶部的进料口设有密封盖4112，所述密封盖4112上设置有贯通孔41121；所述贯通孔41121内紧密连接一通气管45，所述通气管45与一电动充气泵46连接；所述电动充气泵46与所述驱动模块4124并联。
为使得料仓411内的原料能够流畅地从可控阀门412流出、不卡顿，避免原料流出不顺畅导致在预设的阀门打开时长内不能足量加料，本实施例中，在料仓411内部设置可以上下滑动的重力板4111，并使用电动充气泵向料仓411顶部带有密封盖的进料口与重力板4111之间充气，以增大气压，进一步向下压重力板4111。另外，所述电动充气泵与所述驱动模块4124并联，因此电动充气泵也是由所述供电电源供电，且电动充气泵与可控阀门412一样，都是受所述可控开关控制，从而可以避免可控阀门412开启后、电动充气泵未开启，影响出料的流量，进而影响出料的精度的问题。
可选的，请参阅图5，所述成品制作设备5包括第一混料单元51；所述接料槽413并列排布，所述配料设备4还包括用于驱动各所述配料单元41的所述接料槽413在第一位置与第二位置之间来回移动的驱动机构47，所述第一位置和所述第二位置分别为所述可控阀门412的下方、所述第一混料单元51的上方；
所述驱动机构47包括第二电机471，与各所述配料单元41的所述接料槽413对应的第二丝杆472和皮带轮473，以及传动皮带474，所述第二丝杆472的一端与所述接料槽413配合连接、另一端与所述皮带轮473固定连接；所述第二丝杆472的一端靠近所述第一位置、另一端靠近所述第二位置，每一所述第二丝杆472上固定连接的所述皮带轮473直接通过所述传动皮带474与所述第二电机471连接或与通过所述传动皮带474与其他的所述第二丝杆472上的皮带轮473连接。
其中，与所述第二丝杆472固定连接的皮带轮473上可以有一个皮带槽、也可以有多个皮带槽，具体可以根据各皮带轮473之间的传动传递设置确定。例如，一个皮带轮473上有两个皮带槽，其中一个通过传动皮带474与第二电机471连接，另一个通过传动皮带474与其他皮带轮473连接。当然，所述第二电机471上的皮带轮473也可以有一个或多个皮带槽，具体可以根据第二电机471直接带动的第二丝杆472数量确定。
本实施例中，在配料设备4中的各个配料单元41出料结束后，可以通过第二电机471将各个配料单元41的接料槽413移动至第一混料单元51处，以将各原料在第一混料单元51中进行混合得到用于制作陶瓷制品的混合料。
请参阅图6，另外一种可选的具体实施方式中，所述配料设备4包括多个送料单元4a、送料管道4b、电磁阀门4c、第二混料单元4d和第二控制器4e，每一所述送料单元4a用于向所述第二混料单元4d提供包括所述飞灰粉末在内的不同原料；所述电磁阀门4c设置在所述送料管道4b上；
所述第二混料单元4d包括多个加料通道4d1和锥形混合室4d2，每一所述加料通道4d1分别通过所述送料管道4b与一个所述送料单元4a连接，每一所述加料通道4d1内设有第三电机驱动的输送螺杆4d1，每一所述输送螺杆4d1通过对应的传动机构和离合器与所述第三电机连接，每一所述输送螺杆4d1对应的所述离合器均由所述第二控制器4e控制；
所述第二控制器4e根据确定的所述重量比确定每一种所述原料的重量，并根据所述重量控制所述离合器、所述电磁阀门4c和所述送料单元4a。
具体来说，可以预先确定每一种原料从所述送料单元4a经所述送料管道4b和所述加料通道到所述锥形混合室的质量流量，然后根据每一种所述原料的重量确定所需的时长，然后控制所述离合器和所述送料单元4a工作相应的时长、所述电磁阀门4c开启相应的时长。
可选的，请参阅图7，所述预处理设备1包括：进料输送链11、高温煅烧仓12、出料输送链13、储水池14、水淬槽15、喷水单元16、研磨单元17和干燥单元18；
所述进料输送链11用于将所述原始飞灰连续不断地输送至所述高温煅烧仓12；
所述高温煅烧仓12内包括多层环绕设置的煅烧传输链121，所述进料输送链11输送的所述原始飞灰被所述煅烧传输链121带动在所述高温煅烧仓12内多层环形运动至所述出料输送链13，所述煅烧传输链121的运行速度根据煅烧所需的时间确定；
所述出料输送链13用于将煅烧完成的飞灰运送至所述水淬槽15，所述喷水单元16从所述储水池14吸取水并向所述水淬槽15喷水；
所述研磨单元17设置在所述水淬槽15中，以对所述水淬槽15内的飞灰浆液进行湿磨；
所述水淬槽15上设置过滤网151，所述飞灰浆液经所述过滤网151流出，以输送至所述干燥单元18进行脱水干燥。
本实施例可以实现飞灰的连续预处理，不需要分批进行预处理，提高预处理的效率。
请参阅图8，所述预处理设备1还包括飞灰浆液收集槽19，所述飞灰浆液收集槽19设置在所述水淬槽15的下方，所述过滤网设置在所述水淬槽15的底部和/或侧壁，所述飞灰浆液收集槽19的出口191低于所述水淬槽的槽口。
另外，所述干燥单元18包括干燥传送链，所述干燥传送链沿所述高温煅烧仓12外侧壁多层环绕设置，以利用所述高温煅烧仓12辐射出的热量进行烘干。
实施例2
本实施例提供一种利用飞灰制作陶瓷制品的方法，请参阅图9，包括以下步骤：
S1：对原始飞灰进行预处理，得到飞灰粉末，所述预处理包括煅烧、水淬、研磨、过滤和干燥处理；
S2：对所述飞灰粉末进行取样得到飞灰粉末样品；
S3：对所述飞灰粉末样品中的成分进行检测，得到成分检测结果；
S4：根据所述成分检测结果，确定所述飞灰粉末和除所述飞灰粉末以外的各种原料的重量比，并根据确定的所述重量比进行配料，以得到用于制作陶瓷制品的混合料；
S5：使用所述混合料进行包括制浆、脱水、成型、干燥和煅烧的工艺，得到陶瓷制品。
本发明实施例中，在配料之前对飞灰中的成分进行检测，然后根据成分检测结果确定飞灰和其他原料的配比，从而可以使得陶瓷制品的成分更加稳定，进而提升陶瓷制品品质的稳定性。另外，本实施例中，在利用飞灰制作陶瓷制品时，首先对原始飞灰进行煅烧、水淬等预处理，得到成分更加稳定的飞灰粉末，可以进一步提高配料时成分调整的准确性，进而进一步提高陶瓷制品品质的稳定性。
本实施例提供的利用飞灰制作陶瓷制品的方法，可以使用上述实施例1所述的利用飞灰制作陶瓷制品的系统实现。
可选的，所述除所述飞灰粉末以外的各种原料包括高岭土和石英，所述飞灰粉末、所述高岭土和所述石英之间的重量比为：3～6：4～9：1。
当然，所述除所述飞灰粉末以外的各种原料还可以包括除所述高岭土和所述石英以外的其他成分，例如绿豆泥、铝矿尾砂、青石和/或粘土。
下面举例说明如何根据飞灰粉末样品的成分检测结果确定所述飞灰粉末和除所述飞灰粉末以外的各种原料(高岭土和石英)的重量比。其中，高岭土主要是硅铝酸盐，主要成分AL2(Si2O5)(OH)4或写成Al2O3·2SiO2·2H2O。石英的主要成分为SiO2。
例1：若飞灰粉末的成分检测结果(重量百分比)为：O：44.6、Cl：1.42、Ca：16.46、Na：1.25、K：1.31、S：3.09、Si：6.06、Fe：2.09、Mg：2.05、Al：1.81、Zn：0.88、P：1.01、Ti：0.6、C：4.85、Pb：9.76、Hg：0.89、Se：0.71、Cd：0.01、Cr：0.93、As：0.21、Cu：0.01。
则所述飞灰粉末、所述高岭土和所述石英之间的重量比为：3：9：1，制成厚度为5.5mm的陶瓷砖，其吸水率为11.5，断裂模数(MPa)18.6，重金属浸出总浓度(ppm)1.22。
例2：若飞灰粉末的成分检测结果(重量百分比)为：O：41.9、Cl：0.33、Ca：14.89、Na：3.61、K：0.02、S：0.51、Si：12.02、Fe：1.92、Mg：1.66、Al：5.55、Zn：0.73、P：1.57、Ti：0.01、C：5.02、Pb：4.50、Hg：1.65、Se：1.11、Cd：1.01、Cr：0.21、As：0.14、Cu：1.64。
跟上述例1中的飞灰粉末的成分检测结果相比，本例中飞灰粉末的重金属(Pb、Hg、Se、Cd、Cr、As、Cu)含量有所减少，Si和Al含量有所增加，因此本例中确定所述飞灰粉末、所述高岭土和所述石英之间的重量比为：5：6：1，制成厚度为5.5mm的陶瓷砖，其吸水率为12.5，断裂模数(MPa)17.6，重金属浸出总浓度(ppm)1.11。
例3：若飞灰粉末的成分检测结果(重量百分比)为：O：43.1、Cl：0.63、Ca：15.45、Na：1.86、K：0.05、S：1.23、Si：14.54、Fe：2.82、Mg：1.32、Al：5.05、Zn：0.23、P：1.55、Ti：1.56、C：4.72、Pb：2.98、Hg：1.09、Se：0.61、Cd：0.71、Cr：0.07、As：0.34、Cu：0.09。
跟上述例1和2中的飞灰粉末的成分检测结果相比，本例中飞灰粉末的重金属(Pb、Hg、Se、Cd、Cr、As、Cu)含量进一步所减少，Si含量进一步增加，Al含量比例1多、比例2少一点，因此本例中确定所述飞灰粉末、所述高岭土和所述石英之间的重量比为：6：4：1，制成厚度为5.5mm的陶瓷砖，其吸水率为12.2，断裂模数(MPa)19.3，重金属浸出总浓度(ppm)1.18。
本实施例中，在高温烧制陶瓷制品的过程中，飞灰中的重金属离子易与原料中的氧化硅、氧化铝等发生化学反应生成较为稳定的硅酸盐矿物相，以恰当形态进入各种新生稳定晶体的晶格中，并被玻璃体所裹覆，消除和转化有害与不稳定物质，产生由各种稳定矿物晶粒和玻璃体，形成永久安全的陶瓷制品。另外，在高温烧制过程中，气体温度和物料温度分别高达1400℃和1200℃，窑内气体通过时间长，气体在1200℃以上高温区段的停留时间长达4秒以上，可以有效将原料中的任何一种有机化合物完全分解，同时也有效防止二噁英类物质的重新生成。烟气在急冷塔进行急冷，防止二次污染产生。
将飞灰制备成陶瓷制品，不仅可以实现固体废物减量化，还可以真正实现资源化，而且固化效果好，烟气排放符合相关要求，进一步提升垃圾焚烧飞灰的无害化水平。
另外，将飞灰制备成陶瓷制品这项技术投资成本低，运营成本也比较低。以日处理飞灰150吨项目为例(年处置5万吨)，项目投资估算9300万元。项目收入主要来源于飞灰委托处置费用，目前市面上垃圾焚烧飞灰处置费按照1500元/吨、市政污泥300元/吨计算；同时制备得到的陶瓷制品可以作为产品外售，按照100元/立方计算，也是收入的一部分。而且，该技术所需设备占地面积少，可建于生活垃圾焚烧厂厂内或者危废处置企业厂内，实现飞灰不外运、就地资源化处置及利用，实现产业升级的目的。
实施例3
本实施例提供一种陶瓷制品，该陶瓷制品是使用上述实施例2所述的利用飞灰制作陶瓷制品的方法制作得到。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种利用飞灰制作陶瓷制品的系统，其特征在于，包括：
预处理设备、取样设备、成分检测设备、配料设备和成品制作设备；
所述预处理设备，用于对原始飞灰进行预处理，得到飞灰粉末，所述预处理包括煅烧、水淬、研磨、过滤和干燥处理；
所述取样设备，用于对所述飞灰粉末进行取样得到飞灰粉末样品；
所述成分检测设备，用于对所述飞灰粉末样品中的成分进行检测，得到成分检测结果；
所述配料设备，用于根据所述成分检测结果，确定所述飞灰粉末和除所述飞灰粉末以外的各种原料的重量比，并根据确定的所述重量比进行配料，以得到用于制作陶瓷制品的混合料；
所述成品制作设备，用于使用所述混合料进行包括制浆、脱水、成型、干燥和煅烧的工艺，得到陶瓷制品。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述配料设备包括：多个配料单元和第一控制器，每一所述配料单元用于对包括所述飞灰粉末在内的不同原料进行定量添加；每一所述配料单元包括：包括出料口的料仓、可控阀门、接料槽和称重器；
所述可控阀门与所述料仓的出料口连接，所述可控阀门打开时，所述料仓内的原料经所述可控阀门流入所述接料槽，所述称重器设置在所述接料槽的下方以对所述接料槽内的所述原料进行称重；
所述第一控制器根据确定的所述重量比确定所述原料的重量，并根据确定的重量控制所述可控阀门以第一开度打开第一时长，获取所述称重器称得的称重信息，并根据所述称重信息与所述重量之间的差值控制所述可控阀门以第二开度打开第二时长，所述第一开度大于所述第二开度。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述配料设备还包括供电电源，所述可控阀门包括阀体、阀芯、第一丝杆、第一电机、驱动模块和位置传感器；
所述供电电源通过一可控开关与所述驱动模块连接，以向所述驱动模块供电，所述可控开关的通断由所述第一控制器控制；
所述驱动模块用于驱动所述第一电机运转；
所述第一控制器通过控制所述驱动模块控制所述第一电机正转或反转带动所述第一丝杆正转或反转，以带动所述阀芯运动调节开度；
所述位置传感器用于检测所述阀芯的位置；
所述第一控制器还根据所述位置传感器检测到的信号控制所述驱动模块来控制所述第一电机停止运转。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述料仓内部的上部分为圆柱形或棱柱形，所述料仓内的上部分内设置与所述料仓内部上下滑动连接的重力板，所述料仓内的原料位于所述重力板的下方；位于所述料仓顶部的进料口设有密封盖，所述密封盖上设置有贯通孔；所述贯通孔内紧密连接一通气管，所述通气管与一电动充气泵连接；所述电动充气泵与所述驱动模块并联。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述成品制作设备包括第一混料单元；所述接料槽并列排布，所述配料设备还包括用于驱动各所述配料单元的所述接料槽在第一位置与第二位置之间来回移动的驱动机构，所述第一位置和所述第二位置分别为所述可控阀门的下方、所述第一混料单元的上方；
所述驱动机构包括第二电机，与各所述配料单元的所述接料槽对应的第二丝杆和皮带轮，以及传动皮带，所述第二丝杆的一端与所述接料槽配合连接、另一端与所述皮带轮固定连接；所述第二丝杆的一端靠近所述第一位置、另一端靠近所述第二位置，每一所述第二丝杆上固定连接的所述皮带轮直接通过所述传动皮带与所述第二电机连接或与通过所述传动皮带与其他的所述第二丝杆上的皮带轮连接。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述配料设备包括多个送料单元、送料管道、电磁阀门、第二混料单元和第二控制器，每一所述送料单元用于向所述第二混料单元提供包括所述飞灰粉末在内的不同原料；所述电磁阀门设置在所述送料管道上；
所述第二混料单元包括多个加料通道和锥形混合室，每一所述加料通道分别通过所述送料管道与一个所述送料单元连接，每一所述加料通道内设有第三电机驱动的输送螺杆，每一所述输送螺杆通过对应的传动机构和离合器与所述第三电机连接，每一所述输送螺杆对应的所述离合器均由所述第二控制器控制；
所述第二控制器根据确定的所述重量比确定每一种所述原料的重量，并根据所述重量控制所述离合器、所述电磁阀门和所述送料单元。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预处理设备包括：进料输送链、高温煅烧仓、出料输送链、储水池、水淬槽、喷水单元、研磨单元和干燥单元；
所述进料输送链用于将所述原始飞灰连续不断地输送至所述高温煅烧仓；
所述高温煅烧仓内包括多层环绕设置的煅烧传输链，所述进料输送链输送的所述原始飞灰被所述煅烧传输链带动在所述高温煅烧仓内多层环形运动至所述出料输送链，所述煅烧传输链的运行速度根据煅烧所需的时间确定；
所述出料输送链用于将煅烧完成的飞灰运送至所述水淬槽，所述喷水单元从所述储水池吸取水并向所述水淬槽喷水；
所述研磨单元设置在所述水淬槽中，以对所述水淬槽内的飞灰浆液进行湿磨；
所述水淬槽上设置过滤网，所述飞灰浆液经所述过滤网流出，以输送至所述干燥单元进行脱水干燥。
8.一种利用飞灰制作陶瓷制品的方法，其特征在于，包括以下步骤：
对原始飞灰进行预处理，得到飞灰粉末，所述预处理包括煅烧、水淬、研磨、过滤和干燥处理；
对所述飞灰粉末进行取样得到飞灰粉末样品；
对所述飞灰粉末样品中的成分进行检测，得到成分检测结果；
根据所述成分检测结果，确定所述飞灰粉末和除所述飞灰粉末以外的各种原料的重量比，并根据确定的所述重量比进行配料，以得到用于制作陶瓷制品的混合料；
使用所述混合料进行包括制浆、脱水、成型、干燥和煅烧的工艺，得到陶瓷制品。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述除所述飞灰粉末以外的各种原料包括高岭土和石英，所述飞灰粉末、所述高岭土和所述石英之间的重量比为：3～6：4～9：1。
10.一种陶瓷制品，其特征在于，使用权利要求8或9所述的利用飞灰制作陶瓷制品的方法制作得到。
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