[发明专利]一种利用污泥热解残渣制备泡沫陶瓷的方法及其设备

权利要求书

1.一种利用污泥热解残渣制备泡沫陶瓷的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)将污泥热解残渣粉碎至粒度小于1mm；所述步骤(a)中的污泥热解残渣是由城市污水处理厂污泥或工业污泥经过无氧或缺氧条件下热解所得到的残渣，热解温度为400～800℃，时间为10～60min；

(b)将上步粉碎后的污泥热解残渣与流变剂、造孔剂进行预混合，然后将预混合后的物料输送至湿法球磨中加水进行湿法球磨，得到浆料；所述的流变剂为膨润土、高岭土或羟基纤维素，添加比例为粉碎后污泥热解残渣质量的2％～15％；造孔剂为生物质粉末、碳粉或碳酸盐，添加比例为粉碎后污泥热解残渣质量的3％～9％；

(c)将上步湿法球磨后的浆料过200目筛，筛上物返回湿法球磨循环使用，筛下物为用于发泡的原料浆，然后在原料浆中加入发泡剂，进行发泡；

(d)将发泡后的浆料倒入成型模具中，养护成型，脱模后制成烧结胚料；

(e)将上步得到的烧结胚料进行高温烧结，烧结温度控制过程为1000～1200℃，烧结的时间为20～60min，冷却后得到泡沫陶瓷产品。

2.根据权利要求1所述的一种利用污泥热解残渣制备泡沫陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤(b)中，预混合后的物料加水进行湿法球磨时加水至质量固液比为10～30％。

3.根据权利要求1所述的一种利用污泥热解残渣制备泡沫陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤(c)中，发泡剂为聚醚酰亚胺、聚丙烯酰胺或十二烷基硫酸钠，添加比例为原料浆质量的0.5～2％；所述的发泡工艺为，加入发泡剂后进行搅拌，搅拌速度为200～800r/min，搅拌时间为5～30min，搅拌方式为机械搅拌或磁力搅拌。

4.根据权利要求1所述的一种利用污泥热解残渣制备泡沫陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤(d)中，成型模具形状为圆柱体、圆盘形、长方体或正方体，模具体积为10～500cm³，养护成型的温度为25～100℃，养护成型时间为8～24h。

5.根据权利要求1所述的一种利用污泥热解残渣制备泡沫陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤(e)中，冷却方式为随炉冷却或鼓风冷却，冷却速率为10℃/min。

6.一种用于权利要求1-5中任一项所述的利用污泥热解残渣制备泡沫陶瓷的方法的设备，其特征在于：所述设备包括：污泥热解残渣储仓(1)、1#定量给料装置(2)、粉碎装置(3)、1#输送装置(4)、流变剂储仓(5)、2#定量给料装置(6)、造孔剂储仓(7)、3#定量给料装置(8)、混合装置(9)、4#定量给料装置(10)、储水罐(11)、5#定量给料装置(12)、湿法球磨机(13)、筛分机(14)、2#输送装置(15)、发泡剂储仓(16)、6#定量给料装置(17)、发泡装置(18)、7#定量给料装置(19)、成型模具(20)、3#输送装置(21)、养护装置(22)、4#输送装置(23)、烧结装置(24)、冷却装置(25)；粉碎装置(3)为干式球磨机、雷蒙磨、卧辊磨、立磨或气流粉碎机；

所述设备的连接方式为：

污泥热解残渣储仓(1)通过1#定量给料装置(2)与粉碎装置(3)入口相连接；粉碎装置(3)出口与1#输送装置(4)入口相连；1#输送装置(4)出口与混合装置(9)入口相连；

流变剂储仓(5)出口通过2#定量给料装置(6)与混合装置(9)入口相连；造孔剂储仓(7)出口通过3#定量给料装置(8)与混合装置(9)入口相连；

混合装置(9)出口通过4#定量给料装置(10)与湿法球磨机(13)入口相连；储水罐(11)出口通过5#定量给料装置(12)与湿法球磨机(13)入口相连；

湿法球磨机(13)出口与筛分机(14)入口相连；筛分机(14)筛上物出口与2#输送装置(15)相连；筛分机(14)筛下物出口与发泡装置(18)入口相连；

发泡剂储仓(16)通过6#定量给料装置(17)与发泡装置(18)入口相连；

发泡装置(18)出口通过7#定量给料装置(19)与成型模具(20)入口相连；

成型模具(20)经3#输送装置(21)与养护装置(22)入口相连；

养护装置(22)出口与4#输送装置(23)入口相连；

4#输送装置(23)出口与烧结装置(24)入口相连；烧结装置(24)出口与冷却装置(25)入口相连。