[发明专利]一种用于生产轻质陶瓷骨料、尤其是利用粉煤灰生产轻质陶瓷骨料的方法及系统

说明书

本发明涉及一种用于生产轻质陶瓷骨料，其中原料混合物由电厂燃煤产生的粉煤灰、或燃煤灰与生物质灰的混合物、或生物质与取自灰场和/或直接取自电厂或热电厂灰场的煤以及磷石膏按50％重量百分比混合燃烧产生的灰组成，其成份包括未燃煤炭的重量百分含量达6％以上，团聚体表面活性剂，粘土重量百分含量优选为6％，重量百分含量优选为10％的有机废料，以及采煤后废料，将所述混合物连同从燃烧和烧结中产生的废气中分离出的粉尘一起造粒、筛选、干燥以及后续的燃烧和烧结从而制得。本发明还涉及一种生产所述的轻质陶瓷骨料的系统。

技术领域

本发明涉及一种用于生产轻质陶瓷骨料，尤其是利用燃煤残余粉煤灰生产轻质陶瓷骨料的耗能、无废方法和系统，其中，一部分粉煤灰可能由生物质燃烧产生的生物质灰和/或生物质与煤及磷石膏燃烧产生的灰所代替。

背景技术

已知，轻质陶瓷骨料可通过一些技术从自然材料中获得，比如，通过在旋转炉中烧结粘土来获得砾石材料，或通过烧结带烧结电厂粉煤灰来合成基于烧结废煤灰(如：粉煤灰陶粒、膨胀粘土陶粒和Corson)的多孔烧结粉煤灰的陶瓷骨料，或按照威斯康星州(Wisconsin)电厂技术，通过在旋转炉中烧结燃烧来生成粉煤灰。所有这些用于生产陶瓷骨料的技术均需要外部能量，而且粉煤灰中还常常含有大量未燃煤，尤其是在粉煤灰原材料已经在灰场堆放了一段时间的情况下。这将大大影响产品的最终价值。

近年来，随着世界范围内对二氧化碳大气排放当量进行限制的趋势，燃煤动力锅炉逐渐被既适用于生物质燃烧，又适用于生物质与燃煤混合燃烧的锅炉所代替。这样就生成了一种新型电厂粉煤灰，即：氧化铝含量显著降低，而碱金属含量相对于燃煤粉煤灰增加，且大部分粉煤灰因重金属(包括铅)含量高而无法用作肥料的新型粉煤灰。通常情况下，粉煤灰含碳重量百分比低于5％时，需要添加一些含能材料，优选含能废料，以便在无需向烧结设备额外添加任何外部燃料的前提下实施燃烧和烧结流程。例如，此类添加物可以是技术性废弃的碳黑。

磷石膏是一种既可以用作中和过多碱灰的中和剂，同时也可用作陶瓷骨料组分的原材料。

波兰发明P398148的描述了一种磷石膏的高温节能使用方法，该方法可通过合成粉煤灰-磷石膏混合物和所需数量的含能添加物，在无需额外添加任何外部燃料的前提下，在旋转炉烧结过程中获得多孔烧结粉煤灰陶粒骨料。

波兰发明P393175描述了一种具有移动搁架用于干燥小机械强度骨料的井筒式逆流干燥机。该干燥机具有一个垂直井筒，优选为长方形井筒。该井筒具有一个(至少一个)上部装料区，优选为双层装料区；多层干燥区，优选为两层至六层干燥区；以及一个(至少一个)底部卸料区，优选为双层卸料区。干燥气体连接管或干燥气体进气总管位于底部卸料区与干燥区之间；湿气体连接管或湿气体排气总管位于干燥区与上部装料区之间。装料区及卸料区的隔板由一系列长方形无孔板组成。干燥区隔板由一系列长方形冲孔板组成。长方形搁架板中的每一块的长边均固定，从而使旋转固定螺钉与井筒侧壁横向相对于井筒轴线平行。

波兰专利196842描述了一种用于燃烧和烧结轻质建筑骨料的旋转炉，其特征在于，旋转炉的双倍径滚筒由厚滚筒部分和薄滚筒部分组成。厚滚筒部分由炉头密闭，风道延伸其中，风道出口位于厚滚筒部分中。燃料进料管道在其末端的管道中设有燃烧器。炉头连接至制粒原料容器及进料器。由炉头密闭的薄滚筒部分连接至排气管道。冷却床的一端连接至炉头，而送风道从进风道将空气输送至集气器，然后至炉壁中的槽孔。槽孔设置在炉壁圆周上，并位于粒料燃烧和烧结位置。该区域最多沿锅炉较厚部分的全长延伸至临近锅炉滚筒狭窄部分的区域以及锅炉较薄部分的四分之一长度区域。优选地，锅炉轴线的水平偏转角大于3.6°。

发明内容