關于利用陶粒回轉窯處理城市污泥生產建筑陶粒的工藝及設備的探討
在目前我國重水輕泥的大環(huán)境下,我國城鎮(zhèn)生活污水處理廠產生大量污泥仍采用填埋的方式,還普遍還未得到有效處理,必將成為環(huán)境安全和公眾健康的威脅,影響國家節(jié)能減排、綜合利用不可再生的有限資源、發(fā)展循環(huán)經濟戰(zhàn)略實施的直接效果。利用城鎮(zhèn)生活污水處理廠的污泥為摻配料生產陶粒,不僅能為城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)住房建設提供新型、高效、安全、經濟、耐用的節(jié)能型綠色建筑材料,同時還為城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活廢棄物無害化、減量化、資源化、安定化最終處理處置找到了出路,為社會減輕環(huán)境壓力,符合國家低碳經濟發(fā)展長遠戰(zhàn)略方針。
我公司在大量實驗的基礎上按照環(huán)保企業(yè)的要求結合陶粒生產的需求。對陶粒原料的制備系統(tǒng)做了必要的改良,使其在生產過程中不產生二次污染,整個系統(tǒng)在一個密閉的環(huán)境中運行,同時對污泥在陶粒原料中的摻量也做了大量的實驗:根據污泥的來源及其化學成分的變化,污泥干基加入量為原料配比的不大于12~15%為合適,換算成含水80%的污泥加入量為60~75%。入窯原料的含水率為60%以下;同時根據污泥的特點,我們先將陶粒主原料和部分污泥進行配比攪拌后陳化,這時的加入污泥量為實際加入量的40~50%以防止污泥發(fā)酵產生臭氣的散發(fā)污染環(huán)境,工業(yè)廢渣則可提前加入進行攪拌并陳化。污泥在投料生產時按比例加入到第一級攪拌機內與陳化后的主原料進行充分的攪拌后進入第二級雙軸捏合機再次攪拌,以保證原料的均勻性。由于污泥在其脫水過程中加入了大量的石灰,因此污泥二次的加入總量以保證陶粒原料中的二氧化鈣的含量小于2%較為合適,如大于2%,則加大第一次的配比量。污泥采用泵送系統(tǒng)卸車進入中間的緩沖罐,整個系統(tǒng)完全封閉保證無氣體泄漏。與陶粒原料充分攪拌后進入移動式全封閉無軸螺旋輸送機入窯。在干燥窯內完成制粒、干燥后進入煅燒窯進行燒成,燒成后的陶粒由豎式冷卻機冷卻到100度以下篩分后至產品堆場,用半自動計量包裝包裝,包裝與裝車同步進行。
本系統(tǒng)采用目前先進的窯內制粒陶?;剞D窯,其熱能的利用效率遠高于目前國內大量使用的陶粒回轉窯,可以確保物料在干燥窯內完成制粒干燥整個過程,配套的豎式冷卻機,可以使燒成后陶粒自帶的熱量以熱風的形式入窯完全利用,降低了燃料的消耗。干燥窯內熱交換器及制粒系統(tǒng)的獨特的設計使熱交換效率明顯提高,大幅度降低了尾氣的排放溫度,設計尾氣的排放溫度為160度,實際尾排溫度為120度以下,遠低于目前國內使用的陶?;剞D窯大于250度的尾排溫度,節(jié)能效果十分明顯。
我公司在河源中滔環(huán)保公司河源固廢中心建設的建成國內第一條全國產化的窯內制粒生產線采用以下的原料配方生產輕質建筑陶粒:
(1)鐵礦尾泥(Fe2O3含量為27.8% ,含水率為35%)20%
(2)粘土(山泥)40%
(3)陶瓷拋光渣(陶瓷地板磚廠廢渣)35%
(4)污泥(印染污泥含水50%)5%
原料在配好后在陳化庫陳化10天進一步脫水、均化以保證陶粒燒成的效果。原料成本為:鐵礦尾泥90元/每噸*20%=18元,粘土15元/每噸*40%=6元,陶瓷拋光渣-45元/每噸*35%=-15.7元,污泥-250元/每噸*5%=-12.5元,實際配料成本為:18+6+-15.7+-12.5=-4.2元/每噸。實際投料量為7噸/每小時。每天約為168噸,原料收益為705.6元。
采用1.9米*44.6米的雙筒啞鈴型陶?;剞D窯生產,陶粒燒成溫度為1150度。燃料的消耗量為14噸/24小時。陶粒產品的粒徑的分布;4~8占30%。8~12占25%,12~16占30%,陶粒產品的抗壓強度為2.25Mpa,容重為458公斤/立方米。日產量大于220立方米。操作人員為每班5人(包括操作工人2人,日常維護人員1人,鏟車司機1人,燃料上料工人1人。)
在河源固廢中心曾創(chuàng)造過連續(xù)投料(污泥含水率82%)10噸/每小時的生產紀錄。此時原料消耗為每天12噸,產品為燒結料。
我公司在為河源固廢中心設計的陶粒生產線的基礎上做了大量的改進和創(chuàng)新。提高了設備的自動化水平。對其配套設備進行了更新改造,提高了使用的可靠性,降低了設備的故障率。特別是燒成的控制系統(tǒng)增加了燒成溫度智能自動調節(jié)裝置及工藝數據的儲存功能以保證燒成的自動化及優(yōu)化控制,有效的降低了人工費用。回轉窯采用2.6米*64.6米的雙筒啞鈴型陶?;剞D窯,設計日處理污泥為350噸,陶粒日產大于360立方米。目前正在中滔環(huán)保清遠綠由公司內安裝。2015年底完成,2016年三月進行調試生產。由于該設備對操作人員的操作水平要求較高為了替中滔環(huán)保公司培訓合格的操作人員,暫定由衡陽綠陶環(huán)保陶粒設備公司負責運營一年。
中滔環(huán)保清遠綠由公司陶粒生產線設備配置表
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設備選型:
(1)陶?;剞D窯:根據實際的場地情況和用戶的對生產要求,我公司專門為其進行設計,回轉窯斜度為3.5%,采用ɸ2.6米*22米的煅燒窯,煅燒區(qū)間為窯口1.5米--6米,煅燒窯的調速范圍0-8轉/每分鐘;ɸ1.9/ɸ2.6米*42.6米干燥窯,物料停留時間為70分鐘。干燥窯調速范圍為0--4轉/每分鐘,煅燒窯內裝有楊料及物料回流裝置,干燥窯內裝有大量多種的熱交換器和制粒裝置,該裝置根據區(qū)間的溫度變化采用不同的金屬材質,其中包含2520耐熱鋼。
(2)豎式分層冷卻機:為了節(jié)約能源,降低能耗,保證陶粒產品的質量,我們采用了分層豎式冷卻機,其冷卻原理為:利用陶粒冷卻產生的熱空氣對陶粒進行初步冷卻,后再進一步與冷空氣進行熱交換,利用空間和時間來保證出料的溫度低于100度,全系統(tǒng)為封閉運行??梢员WC熱量流失最小化。為了降低能耗提高能源的利用效率,我公司將在其基礎上,開發(fā)新一代的陶粒冷卻技術和裝備。
(3)移動無軸入窯螺旋:由于污泥在含水率45-50%的狀況下其粘性最大,為保證物料輸送的可靠在實踐的基礎上我們選用了無軸入窯螺旋輸送機,采用移動的目的是為了保證窯內制粒系統(tǒng)維修進出干燥窯的便利。
(4)雙軸差速攪拌機:是我公司在借鑒國外產品的基礎上自行開發(fā)的攪拌效率較高的帶排石裝置的新型粘土攪拌設備,其最大的特點是攪拌效率高達90%以上,同時可以排出泥土中的石塊,避免攪拌刀片的斷損。
(5)雙軸捏合機:其工作原理與雙軸差速攪拌機相似,其一般安裝在雙軸差速攪拌機之后起二級攪拌作用,其與雙軸差速攪拌機差別是減小了電機功率,無排石裝置。
(6)計量包裝系統(tǒng):采用PLC可編程控制氣動元件,實現包裝的精確計量,包裝速度快,每5秒可包裝二袋。縫包輸送機封袋輸送,大大降低了勞動強度,實現了包裝裝車的同步進行。避免了因人工包裝產生的數量誤差的而引起的不必要的誤會。
(7)智能自動化控制系統(tǒng):全線采用電視監(jiān)控,可實現現場和遠程控制,工藝參數可實現數據存儲,溫度自動控制調節(jié),可根據最佳的工藝參數進行自動生產(即傻瓜式生產),大型的液晶顯示屏可以實時顯示生產的全部數據及設備的運行動態(tài)。
(8)多通道燃燒器:為適應多種燃料,我們采用了五通道燃燒器,采用柴油高壓電子點火,生物裂解氣、地溝油、粉狀燃料混合或單獨燃燒,火焰形態(tài)的可及時調整的多通道燃燒器。
河源生產線圖片
清遠生產線圖片
編輯:陳宗勤
監(jiān)督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com