煤矸石燒結(jié)磚生產(chǎn)技術(shù)論文(2)
煤矸石燒結(jié)磚生產(chǎn)技術(shù)論文
煤矸石燒結(jié)磚生產(chǎn)技術(shù)論文篇二
煤矸石制燒結(jié)磚的發(fā)展現(xiàn)狀與余熱利用
摘要：煤矸石是我國排放量和堆存量最多的工業(yè)固體廢棄物之一。介紹了煤矸石制磚在中國的發(fā)展歷程，提出了煤矸石制磚廠煙氣余熱綜合利用的途徑，從而實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的無害化、減量化和資源化,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益,有著很好的前景和重要的意義。
關(guān)鍵詞：煤矸石;燒結(jié)磚;發(fā)展現(xiàn)狀;余熱;利用
中圖分類號(hào)：F253.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1 前言
煤矸石磚的主要成分是煤矸石。煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，其主要成分是Al2O3、SiO2，另外還含有數(shù)量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(鎵、釩、鈦、鈷)。隨著國家墻體材料的改革和政策的落實(shí)，以及粘土實(shí)心磚的禁止使用和淘汰，煤矸石燒結(jié)磚已經(jīng)成為煤矸石綜合利用的重要途徑之一。煤矸石磚的生產(chǎn)成本較普通粘土磚低，利用煤矸石制磚不僅節(jié)約的土地，還消耗了礦山的廢料，它是一項(xiàng)有利于環(huán)保的低碳建筑材料。煤矸石磚按孔洞率分類可分為實(shí)心磚、多孔磚和空心磚。實(shí)心磚是無孔洞或孔洞率小于28%的磚，多孔磚的孔洞率等于或大于28%，孔的尺寸小而數(shù)量多， 強(qiáng)度等級(jí)較高，空心磚的孔洞率等于或大于40%，孔的尺寸大而數(shù)量少， 強(qiáng)度等級(jí)偏低。實(shí)心磚和多孔磚多用于承重結(jié)構(gòu)墻體，空心磚多用于非承重結(jié)構(gòu)墻體。煤矸石燒結(jié)多孔磚、空心磚是節(jié)能型墻體材料的一種，主要代替實(shí)心黏土磚用于永久性建筑。該產(chǎn)品具有自重輕、強(qiáng)度高，抗震性能好，施工周期短，綜合造價(jià)低以及保溫、隔熱、隔音等特點(diǎn)，因此有著廣闊的市場[1]。
2 煤矸石制磚發(fā)展現(xiàn)狀
在60年代，我國許多磚廠制磚的主要原材料還是粘土，但煤矸石在粘土磚的生產(chǎn)中早有應(yīng)用，即在粘土磚中摻入一定量的煤矸石作內(nèi)燃料以達(dá)到節(jié)約煤炭的作用。1965年，四川、遼寧省有些磚廠試制出全煤矸石磚[2]，但建成生產(chǎn)線以后，生產(chǎn)的煤矸石磚出現(xiàn)嚴(yán)重的黑心和壓印，影響產(chǎn)品的內(nèi)在品質(zhì)和外觀質(zhì)量，建筑部門無法使用。到60年代末，隨著生產(chǎn)工藝的改革，創(chuàng)造出適合于焙燒煤矸石磚的“平裝、密碼、快燒”技術(shù)。特別是快燒，提出了兩端供風(fēng)，分層焙燒;低溫耗煤，高溫?zé)Y(jié)的焙燒操作方法，基本解決了黑心和條面壓印問題。進(jìn)入70年代，山東、江西、貴州和黑龍江、遼寧等省一些煤礦，也相繼試制生產(chǎn)煤矸石磚，但是這一階段的煤矸石制磚處于低水平發(fā)展階段，生產(chǎn)工藝簡單、設(shè)備性能落后，產(chǎn)品質(zhì)量只能滿足當(dāng)時(shí)低水平國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。80年代后期，經(jīng)批準(zhǔn)，我國引進(jìn)了法國西方公司制磚設(shè)備，在雙鴨山建成了年產(chǎn)6000萬塊全煤矸石空心磚生產(chǎn)線，除卸成品、堆場外，生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，窯爐壓力，溫度控制監(jiān)測實(shí)現(xiàn)了電腦操作[3]。這一引進(jìn)技術(shù)的全面消化和創(chuàng)新發(fā)展，把我國煤矸石制磚技術(shù)水平推向了新的里程碑，使生產(chǎn)線逐漸實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，無論是工藝和窯爐設(shè)計(jì)，生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)性能，基本接近國外發(fā)達(dá)國家水平。90年代中國煤矸石制磚發(fā)展較快，煤矸石磚已逐漸實(shí)現(xiàn)多品種、系列化，產(chǎn)品由實(shí)心磚向多孔磚和空心磚發(fā)展，焙燒窯也由輪窯向隧道窯方向發(fā)展，生產(chǎn)工藝由兩次碼燒向一次碼燒發(fā)展，生產(chǎn)線產(chǎn)量也有較大幅度提高。2000 年以來，利用煤矸石制磚發(fā)展很快，技術(shù)上趨于成熟，又跨上了一個(gè)新臺(tái)階， 企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模由上世紀(jì)最高年產(chǎn)量6000萬塊上升到了 1 億塊以上，并且改變了建筑中使用的單一圍護(hù)結(jié)構(gòu)。到2005年底中國煤炭系統(tǒng)共有煤矸石磚廠400多家，而煤炭系統(tǒng)以外利用煤矸石制磚的企業(yè)還有近5 000多家[4]。截止到2010年底，我國煤炭系統(tǒng)共有煤矸石磚廠近2000家。四川、山東、河南、北京、遼寧、吉林等地都擁有一批大型骨干企業(yè)，市場發(fā)展也相對(duì)成熟。近幾年新建的生產(chǎn)線普遍提高了機(jī)械化和自動(dòng)化程度，提高了生產(chǎn)線的技術(shù)含量，產(chǎn)品以承重多孔磚和非承重空心磚為主，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)升級(jí)和規(guī)模經(jīng)營。
3 煤矸石制磚窯爐余熱的回收利用
隨著煤矸石燒結(jié)磚廠的快速建設(shè)，大量的燒結(jié)窯爐排放的煙氣余熱如何利用的問題也逐漸得到了重視。綜合利用煤矸石燒結(jié)磚廠窯爐煙氣余熱，進(jìn)行低溫余熱利用是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，推進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的迫切需求和可持續(xù)發(fā)展的必由之路。在保證煤矸石制磚窯爐燒結(jié)磚工藝的前提下，充分開發(fā)利用多余的窯爐煙氣熱量，是煤矸石磚廠余熱鍋爐開發(fā)與應(yīng)用研究項(xiàng)目的重點(diǎn)。其核心內(nèi)容就是應(yīng)用當(dāng)前先進(jìn)的低溫余熱鍋爐技術(shù)，將燒結(jié)窯爐排放的煙氣余熱進(jìn)行有效收集，通過低溫余熱鍋爐轉(zhuǎn)化為中低壓蒸汽，在保證隧道窯正常焙燒制磚的前提下，最大限度的手機(jī)轉(zhuǎn)化利用窯爐余熱，可行方法如下：
將蒸汽送往企業(yè)生產(chǎn)、生活場所，用于職工洗浴、家屬區(qū)和辦公樓的集中供暖。如利用煤矸石磚經(jīng)燒結(jié)段后的余熱保溫及冷卻段多余的熱量，加熱位于窯尾頂部加熱水箱內(nèi)的水，將熱水輸送到職工澡堂供洗浴，從而節(jié)約部分鍋爐房的供熱量，達(dá)到省煤節(jié)能的目的;
2)蒸壓磚的生產(chǎn)線需要建設(shè)一套鍋爐供汽系統(tǒng)對(duì)磚進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)[5]。根據(jù)煤矸石磚隧道窯余熱情況和蒸壓磚生產(chǎn)線需要蒸汽問題，利用矸石磚隧道窯的煙氣余熱，通過余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽，為蒸壓磚生產(chǎn)線提供蒸汽。這樣不僅節(jié)約能源，而且降低成本，既實(shí)現(xiàn)了矸石磚窯的余熱利用，又減少了高溫高壓蒸汽經(jīng)過減溫減壓造成的能量損失，提高能源的利用效率;
3)內(nèi)燃或超內(nèi)燃制磚技術(shù)的部分在焙燒帶未燃盡的燃料在冷卻帶繼續(xù)燃燒對(duì)制品會(huì)產(chǎn)生危害，同時(shí)產(chǎn)生的熱量也未得到很好的利用，煤矸石制磚余熱發(fā)電技術(shù)解決了上述問題[6]。將余熱蒸汽機(jī)鍋爐安裝在隧道焙燒窯冷卻段的上方，從隧道窯冷卻段換取余熱，將水變成高溫高壓蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。“隧道窯余熱發(fā)電裝置”技術(shù)對(duì)煤矸石等原料熱值較高的磚廠尤其適用，可有效地?fù)Q取高溫帶多余的熱量，對(duì)磚瓦企業(yè)提高產(chǎn)量有明顯效果。
4 結(jié)語
今后相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)，煤炭在能源中將仍占主要地位，大量積存的煤矸石嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境。利用煤矸石生產(chǎn)煤矸石磚，可以做到制磚不用土，燒磚不用煤。一座年產(chǎn)6 000萬塊的煤矸石空心磚廠，每年可利用15萬t煤矸石，減少煤矸石堆場占地25畝，節(jié)約制磚粘土量折合少毀田24畝(按平均挖深6.2m)，約燒磚用原煤4 600t[7]。進(jìn)一步加大以煤矸石、頁巖等為主體的燒結(jié)磚的生產(chǎn)能力，并充分利用好制磚窯爐余熱，可以實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的無害化、減量化和資源化，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益，有著很好的前景和重要的意義。
參考文獻(xiàn)：
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[2] 李劍,劉賢群. 我國煤矸石制磚的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 煤炭加工與綜合利用,2001(6):24-25.
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[4] 惠婷婷,王儉.煤矸石磚在生態(tài)建筑中應(yīng)用的市場潛力[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),2010(8):65-67.
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[6] 磚瓦行業(yè)煤矸石隧道窯余熱發(fā)電
[7] 煤矸石磚機(jī)生產(chǎn)煤矸石空心磚的工藝介紹和基本性能要求[OL].
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