[发明专利]含碳免烧砖及其制备方法和生产系统

说明书

本发明公开含碳免烧砖及其制备方法和生产系统。该制备方法包括：S10、提供含水率为70‑92%的污泥，若含水率88%，则进行步骤S20，若含水率为≥88%，则进行步骤S30；S20、往污泥中加水并搅拌制浆，将污泥含水率调整为88‑92%，然后进行步骤S30；S30、将污泥送入水热碳化反应系统中进行水热碳化反应；S40、对水热碳化反应后的污泥进行压滤处理；S50、将压滤后的污泥送至暂存仓中自然干燥至含水率20‑30%，制得碳化污泥；S60、将碳化污泥与其他原料一起混合搅拌、成型、养护，制得含碳免烧砖。本发明可以制得轻质、高强度和良好保温性能的含碳免烧砖，并能降低能耗，减少碳排放。

技术领域

本发明涉及环保建筑材料技术领域，具体涉及一种含碳免烧砖的制备方法、用以实现该制备方法的生产系统以及采用该制备方法制得的含碳免烧砖。

背景技术

目前，国内外主流的污泥处置技术路线包括卫生填埋、土地利用、焚烧和制作建材等，其中，污泥制作建材主要包括污泥制作烧结砖，由于烧结砖生产过程污染排放高、碳排放高、能耗高且一般需要使用黏土等土类资源，因此目前推广使用免烧砖。

而采用污泥直接制备免烧砖工艺存在如下缺陷：

(1)市政污泥作为制砖原料存在含水率过大、有机分过高、污染物含量高且不稳定等缺点，制成的免烧砖质量不好且容易造成二次污染；

(2)污泥中含有大量胺类、硫化物和粪臭素等臭味源，普通污泥制免烧砖工艺虽有除臭步骤，但产品臭味依然无法全部去除；

(3)现有制砖工艺制作的免烧砖存在强度不达标、质量过重、使用不方便等问题。

鉴于以上问题，专利CN113024180A公开了一种环保免烧轻质砖的制作方法，包括以下步骤：将污泥进行干化处理、碳化处理，所得碳化污泥粉末与轻质骨料、轻质粉料、水泥混合，加水，得到制砖原料；所得制砖原料放入模具中挤压成型，放置，养护，得到环保免烧轻质砖。由于该方案采用的是干法碳化，当污泥原料含水率较高时，能耗太高，经济性差。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种含碳免烧砖的制备方法，对较高含水率的污泥先进行水热碳化再进行压滤处理，可以有效降低碳化及脱水能耗；采用该制备方法可以将污泥中的碳大部分固定在免烧砖中，减少碳排放。

本发明的目的之二在于提供一种轻质的含碳免烧砖，其具有高强度和良好的保温性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种含碳免烧砖的制备方法，包括以下步骤：

S10、提供含水率为70-92%的污泥，若污泥含水率88%，则进行步骤S20，若污泥含水率为≥88%，则进行步骤S30；

S20、往所述污泥中加水并搅拌制浆，将所述污泥的含水率调整为88-92%，然后进行步骤S30；

S30、将所述污泥送入水热碳化反应系统中进行水热碳化反应，所述水热碳化反应系统包括水热碳化反应器和扩容罐，所述扩容罐分别与所述水热碳化反应器的卸压口和出料管连接，水热碳化反应完成后，打开所述卸压口卸压，卸压完成后打开所述出料管上的出料阀出料，所述扩容罐内的料液与所述水热碳化反应器中反应完成后的污泥汇合后进行压滤处理；

S40、对水热碳化反应后的污泥进行压滤处理；

S50、将压滤后的污泥送至暂存仓中进行自然干燥至含水率20-30%，制得碳化污泥；

S60、将所述碳化污泥与其他原料一起混合搅拌、成型、养护，制得含碳免烧砖。

其中，其他原料包括水泥、粉煤灰、炉渣、黏土以及添加剂。

本发明的含碳免烧砖的制备方法适用于含水率为70-92%的污泥。