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一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺制造技术

技术编号:30169653 阅读:3 留言:0更新日期:2021-09-25 15:27
本发明专利技术公开了一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺,针对煤矸石超高料层烧结过程中,料层下部由于过湿作用,导致其热态透气性降低,烧结速度减慢,利用系数降低;同时,由于透气性差,烧结料层氧气浓度低,脱炭反应不充分,导致残炭含量高,活性低的技术问题,本发明专利技术通过分层布料,将粒度较粗的部分分布在料层中下部,提高下部料层的透气性,改善产质量,提高混合材活性。本发明专利技术利用煤矸石破碎后,其固定碳含量随着粒度的变小而降低的规律,将固定碳含量少和热值低的大颗粒布在底部,而固定碳含量和热值高的细颗粒布在料层上部,使烧结料层上下部热量分布均匀、上下部燃烧带适中,显著提升混合材的产量和质量。混合材的产量和质量。混合材的产量和质量。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺


[0001]本专利技术属于固废综合利用
,具体涉及一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺。

技术介绍

[0002]煤矸石是煤炭生产、加工过程中产生的固体废弃物,其产生量约占煤炭开采量的10~25%。我国煤矸石的年产出超过3亿吨,目前堆存约为40亿吨,不仅占用大量的土地资源,而且严重危害了环境安全。煤矸石综合利用的技术很多,其中用作水泥混合材较为普遍,因其主要化学成分二氧化硅和氧化铝是潜在的胶凝活性物质。若将煤矸石制备水泥混合材等建筑材料,必须借助适宜的方法,增加其活性,减少煤矸石残炭等有机质。目前,主要通过火法方法进行脱除炭,提高其活性。
[0003]中国专利CN1236748A公开了一种煅烧煤矸石制取活性水泥混合材的方法,该方法中煤矸石在简易窑内,氧化气氛下,煅烧温度控制在850~1150℃的条件下,可制备成活性水泥混合材,该工艺虽然简单,但是回转窑存在结圈、能耗高和环境污染不易控制等一系列问题。
[0004]中国专利CN102351446A公开了一种煤矸石活性混合材制备方法,将天然煤矸石破碎至10mm以下,放入微波炉中,辐照8~12min时间后,用球磨机粉磨15~30min,即可获得活性混合材。该方法虽然简单可行,成本低且制备的活性混合材质量高,但是活化效果较差,微波炉大型化和工业化难度极大,成本巨大,因此并不能大规模的处理巨量的煤矸石。
[0005]中国专利CN110078401B公开了一种煤矸石带式烧结制备活性混合材的工艺。该方法中采用烧结机处理煤矸石,然后经过细磨,即可获得活性混合材。但是该方法烧结过程由于料层厚度较低(料层高度700

1000mm),不能有效蓄热,需要添加4%

7%的炭质固体燃料,不但提高的生产成本,且炭质燃料燃烧过程增加了SO2、NO
X
和CO2的排放,势必提高废气的处理成本。
[0006]针对上述难题,有必要提出一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中煤矸石活性效果较差、能耗高、处理效率低的技术问题,本专利技术的目的在于提供一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺,旨在通过本专利技术所提供的分层布料技术,提高煤矸石的脱炭效率和活性,使得工艺更具竞争力。
[0008]为实现上述技术目的,本专利技术的技术方案是这样实现的:
[0009]一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺,包括以下步骤:
[0010]S1、破碎:将煤矸石破碎至预定细度;
[0011]S2、筛分:将破碎后的煤矸石筛分成

8mm,8~16mm和16~25mm三个粒级;
[0012]S3、配料:将步骤S2所得三个粒级的煤矸石分别与设定量的水混匀,得到三个粒级的混合料;
[0013]S4、制粒:对步骤S3所得

8mm粒级的混合料进行制粒,得到制粒小球;
[0014]S5、分层布料:在烧结布料过程,控制烧结台车底部为16~25mm粒级部分的混合料,其厚度为烧结料总厚度的20~25%;烧结台车中部为8~16mm粒级部分的混合料,其厚度为烧结料总厚度的20~35%;烧结台车上部为

8mm粒级部分的制粒小球,其厚度为烧结料总厚度的40~60%;
[0015]控制烧结料总厚度为1000~2000mm;
[0016]S6、烧结:在带式抽风烧结机中完成点火、保温、抽风烧结和冷却,完成脱炭,提高煤矸石活性;
[0017]S7、破碎:将步骤S6所得烧结料破碎并细磨,得到设定粒度、比表面积的活性混合材。
[0018]上述的方法,优选的,所述的煤矸石为页岩型煤矸石,煤矸石中固定碳含量为2%~5%。
[0019]上述的方法,优选的,所述的步骤S1中,利用颚式破碎机将煤矸石破碎至

25mm。
[0020]上述的方法,优选的,所述的步骤S2中,通过振动筛将破碎后的煤矸石筛分成三个粒级,分别为

8mm,8~16mm和16~25mm。
[0021]上述的方法,优选的,所述的步骤S3中,对

8mm,8~16mm和16~25mm三个粒级的煤矸石加入设定量的水进行混匀,其中

8mm加水量为7%~9%,8~16mm粒级部分加水量为5%~6%,16~25mm部分加水量为3%~4%。
[0022]上述的方法,优选的,所述的步骤S3中,利用强力混合机对三种粒度的煤矸石分别与设定量的水混匀,混合机转速为800~1000rpm,混合时间为4~6min。
[0023]进一步优选的,混合机转速为850rpm,混合时间为5min。
[0024]上述的方法,优选的,所述的步骤S4中,利用圆筒造球机对S3中

8mm粒级部分进行制粒,圆筒制粒机的转速为30~40rpm,制粒时间为5~8min;制粒过程喷洒水分为1%~2%,填充率10%~15%,所得制粒小球中粒径+0.5mm的颗粒占85%以上,粒径+1mm的颗粒占70%以上。
[0025]进一步优选的,混合机转速为35rpm,混合时间为6min,填充率为12%。
[0026]上述的方法,优选的,所述的步骤S6中,烧结料层高度为1200~2000mm。
[0027]上述的方法,优选的,所述点火、保温、抽风烧结和冷却过程,点火时间为1~3min,点火温度为1050~1100℃,点火负压为4~6kPa,保温温度800~900℃,保温时间3~5min;烧结负压为10~16kPa;冷却时间为5~7min,冷却负压为7~9kPa。
[0028]进一步优选的,点火时间为1.5min,点火温度为1050℃,保温温度900℃,保温时间4min,烧结负压为12~15kPa;冷却时间为6min,冷却负压为7.5kPa。
[0029]本专利技术提出的一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺,针对煤矸石中不同粒度所含的固定碳含量不一致,热值有所区别,通过利用合理的布料,实现粒度和燃料的优化分配,使烧结料层上下部热量分布均匀、上下部燃烧带适中,提升烧结矿的产量和质量,改善烧结混合材的活性。
[0030]与现有技术相比,本专利技术具有以下有益技术效果:
[0031]1、本专利技术提供了一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺,针对煤矸石超高料层烧结过程中,料层下部由于过湿作用,导致其热态透气性降低,烧结速度减慢,利用系数降低;同
时,由于透气性差,烧结料层氧气浓度低,脱炭反应不充分,导致残炭含量高,活性低的技术问题,本专利技术通过分层布料,将粒度较粗的部分分布在料层中下部,提高下部料层的透气性,改善产质量,提高混合材活性。
[0032]2、本专利技术提供了一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺,针对超高料层烧结过程中,由于自动蓄热作用,下部料层热量集中,温度过高,而上部热量不足,导致烧结料层上下部热量分布不均匀,严重影响混合材产质量,本专利技术利用煤矸石破碎本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺,其特征在于,包括以下步骤:S1、破碎:将煤矸石破碎至预定细度;S2、筛分:将破碎后的煤矸石筛分成

8mm,8~16mm和16~25mm三个粒级;S3、配料:将步骤S2所得三个粒级的煤矸石分别与设定量的水混匀,得到三个粒级的混合料;S4、制粒:对步骤S3所得

8mm粒级的混合料进行制粒,得到制粒小球;S5、分层布料:在烧结布料过程,控制烧结台车底部为16~25mm粒级部分的混合料,其厚度为烧结料总厚度的20~25%;烧结台车中部为8~16mm粒级部分的混合料,其厚度为烧结料总厚度的20~35%;烧结台车上部为

8mm粒级部分的制粒小球,其厚度为烧结料总厚度的40~60%;控制烧结料总厚度为1000~2000mm;S6、烧结:在带式抽风烧结机中完成点火、保温、抽风烧结和冷却,完成脱炭,提高煤矸石活性;S7、破碎:将步骤S6所得烧结料破碎并细磨,得到设定粒度、比表面积的活性混合材。2.根据权利要求1所述的煤矸石分层布料烧结脱炭工艺,其特征在于,所述煤矸石的固定炭含量2%~5%,煤矸石为页岩型煤矸石。3.根据权利要求1或2所述的煤矸石分层布料烧结脱炭工艺,其特征在于,步骤S1中,利用颚式破碎机将煤矸石破碎至

25mm。4.根据权利要求1或2所述的煤矸石分层布料烧结脱炭工艺,其特征在于,步骤S3中,对

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【专利技术属性】
技术研发人员:潘建朱德庆郭正启李启厚杨聪聪鲁胜虎童伯根汤忠喜张武举杨立志周向明姜海峰钱桂仁
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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