循環流化床鍋爐粉煤灰燒結磚的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種循環流化床鍋爐粉煤灰燒結磚的制備方法。
【背景技術】
[0002] 循環流化床鍋爐燃燒技術作為煤的一種清潔燃燒技術，具有燃料適應廣，燃燒效 率高，NOx排放低等優點，同時在爐內添加石灰石可實現燃燒、脫硫同時進行。雖然循環流 化床鍋爐具有清潔燃燒等許多優點，但也存在許多制約其發展的因素，脫硫灰渣處理問題 就是其中之一，如處理不妥會造成對水源、土壤、大氣的二次環境污染。隨著灰渣排放量越 來越大，循環流化床鍋爐灰渣的綜合利用，將幫助電廠解決環境污染、灰場占用土地資源等 問題，將具有良好的經濟、環境和社會效益。
[0003] 結合循環流化床鍋爐灰渣特點，粉煤灰燒結磚既對SO3和燒失量無特殊要求又可 充分利用其中未燃碳。粉煤灰燒結磚以利用循環流化床鍋爐粉煤灰、爐渣作為摻合料，以其 中的殘余碳為主要熱源，經原料制備、成型、干燥和焙燒而成的一種性能優異的墻體材料， 它的主要優點是：⑴利廢；利用粉煤灰部分取代粘土原料，節約粘土資源。⑵節地；粉煤灰 的堆存長期大量占用地，用于制磚既節約占地，又減少了制磚取土用地。⑶保護環境；長期 堆存的粉煤灰經風吹雨浸，污染大氣、地下水，破壞生態系統。⑷節能；粉煤灰磚燒成時，由 于未燃盡碳產生的熱量被充分利用，從而減少了外摻煤粉消耗。⑶產品性能良好；粉煤灰燒 結磚質量與粘土磚相當，符合國家燒結磚技術要求。

【發明內容】

[0004] 本發明要解決的技術問題在于，提供一種循環流化床鍋爐粉煤灰燒結磚的制備方 法，可以充分利用鍋爐燃燒廢棄灰渣配料，減少灰場占用土地，緩解了灰渣堆存帶來的環境 污染，同時節約能源，并獲得良好的產品質量。
[0005] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種循環流化床鍋爐粉煤灰燒 結磚的制備方法，包括以下步驟：
[0006] S1、按以下比例配置原料，按重量百分比計為：粉煤灰30~55%、爐渣0~20%、 粘土 40 ~60% ;
[0007] S2、將粘土破碎與粉煤灰、爐渣加水攪拌混合；
[0008] S3、攪拌混合后的物料進行陳化處理；
[0009] S4、將陳化后的配料經真空擠磚機擠制、切坯成型，經干燥、焙燒制得燒結磚。
[0010] 上述方案中，粘土作為粉煤灰燒結磚的粘結劑，來自山地粘土，自然含水率為8~ 10% (濕基），呈黃紅色，小塊狀、碎顆粒均有，在備料過程中細碎至< 2_使用，松散干容重 I. 1~I. 2t/m3。主要成分如下，按重量百分比計為：
[0011] SiO2 55 ~70%，Fe203 3. 5 ~6%，A1203 15 ~20%，Ca0 0 ~l%，MgO 0 ~1. 5%， SO3 0 ~0? 15%，Ti02 0? 6 ~I. 2%，K20 1. 8 ~2. 2%，Na20 0? 1 ~0? 3%，燒失量 5 ~9%。 [0012] 上述方案中，粉煤灰為循環流化床鍋爐煤燃燒產物飛灰、干排灰，呈黃灰色，粉狀 物料，其顆粒度90 %以上小于45 ym。其用于代替部分粘土，取自電廠，可直接使用。主要 成分如下，按重量百分比計為：
[0013] SiO2 50 ~55%，Fe2O3 4. 8 ~5. 6%，Al2O3 22 ~26%，CaO 1 ~2%，MgO 0? 8 ~ 1. 2%，SO3 0? 5 ~0? 8%，TiO2 1 ~1. 4%，K2O 2 ~3. 8%，Na2O 0? 15 ~0? 2%，燒失量 6 ~ 15%〇
[0014] 上述方案中，爐渣為循環流化床鍋爐底部排渣，粉狀、顆粒狀均有，顆粒度0.5~ 3_，用于代替部分粘土。爐渣的摻入，可以提高物料的顆粒級配，可在磚坯中起骨架作用， 減少制品收縮。所述爐渣包括以下組分，按重量百分比計為：
[0015] Si02 60 ~65%，Fe203 4 ~5.5%，Al203 20 ~25%，Ca0 0.6~1.2%，Mg0 0.8~ 1.2%，SO3 0.2 ~0.3%，TiO2 1 ~1.2%，K2O 3. 5 ~4%，Na2O 0 ~0.2%，燒失量 3 ~ 10%〇
[0016] 上述方案中，粉煤灰、爐渣的摻量，可視粘土塑性、粉煤灰特性而增減調整，所述步 驟Sl中混合配置后的物料包括以下組分，按重量百分比計為：
[0017] SiO2 50 ~70%，Fe2O3 2 ~11%，Al2O3 10 ~30%，CaO 0 ~5%，MgO 0 ~2%， SO3 0~2%，燒失量3~15%。其物理特性滿足如下要求：塑性指數5~17,燒成收縮3~ 6%，敏感系數0~1.8。
[0018] 在更加優選的方案中，步驟Sl中混合配置后的物料包括以下組分，按重量百分比 計為：
[0019] SiO2 55 ~65%，Fe2O3 3 ~7%，Al2O3 12 ~18%，CaO 0 ~5%，MgO 0 ~2%， SO3 0~2%，燒失量3~15%。其物理特性滿足如下要求：塑性指數7~12,燒成收縮2~ 4%，敏感系數0.6~1。
[0020] 本發明循環流化床鍋爐粉煤灰燒結磚的制備方法，經粘土破碎、與粉煤灰、爐渣加 水混合攪拌制得原料；然后將原料進行陳化處理，使其水分擴散，顆粒均化、疏解，進一步濕 化和塑化，使其成型性能得到提高；利用雙級真空擠磚機將物料擠出成型為表面光潔，內在 密實的泥條，然后切制成坯上架干燥；干燥采用隧道干燥室，利用隧道窯余熱和高溫煙熱進 行磚坯干燥；焙燒采用大斷面隧道窯，內燃燒結磚工藝，熱源主要來自磚坯中粉煤灰殘留碳 及摻加煤粉。經此過程制得粉煤灰燒結磚產品。
[0021] 其中：
[0022] 粘土破碎采用錘式破碎機，然后采用高速細碎對輥機細碎。對于摻灰量大于50% 的高摻量粉煤灰燒結磚，粘土塑性指數大于15。
[0023] 考慮到粉煤灰摻量較大，保證物料的均勻性，采用雙棍攪拌機對粘土、粉煤灰爐 渣、煤粉進行兩次攪拌混合，混合料的含水率控制在13~14%。
[0024] 配料通過陳化庫進行陳化處理，陳化時間不低于72小時，使水分在粉煤灰和粘土 之間充分轉移，從而達到均勻濕潤原料的效果，有利于提高成型性能。
[0025] 采用雙級真空擠磚機將物料擠出成型為表面光潔、內在密實的泥條，然后由自動 切條機、自動切坯機切割為所需尺寸的磚坯，然后經上架系統上干燥車送進干燥室。
[0026] 干燥室采用單層碼坯、隧道干燥室方式，適用于高敏感原料、低強度濕坯、低濕度 環境。干燥熱源采用隧道窯焙燒的制品冷卻熱、高溫煙熱、車底冷卻熱和窯頂空腔換熱。燒 結普通磚干燥周期為35小時。
[0027] 焙燒采用大斷面隧道窯，為內燃燒磚工藝，所需熱源主要來自磚坯中灰渣未燃盡 碳，如果磚坯中灰渣所含熱量不能滿足內燃燒磚熱值要求時，則補充一定量的煤粉。最高燒 成溫度控制在1050~1100°C，燒結普通磚燒成周期44小時。
[0028] 本發明粉煤灰燒結普通磚抗壓強度不低于15兆帕，外觀尺寸及質量指標滿足國 家標準：GB5101-2003《燒結普通磚》。其質量指標對比見表1。
[0029] 表1本發明燒結普通磚與燒結普通磚指標指標對比表
[0030]
[0031] 實施本發明的循環流化床鍋爐粉煤灰燒結磚的制備方法，具有以下有益效果：
[0032] 本發明循環流化床鍋爐粉煤灰燒結普通磚，充分利用鍋爐廢渣配料，實現了資源 循環利用，減少了粘土使用量，減少了粉煤灰儲存占用土地，節約了土地資源，保護了環境。 同時，又獲得了具有良好的產品質量、強度高、抗凍性好、無石灰爆裂現象、穩定性好的燒結 磚，是一種優質的墻體建筑材料。
【附圖說明】
[0033] 下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：
[0034] 圖1是本發明循環流化床鍋爐粉煤灰燒結磚的制備方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0035] 為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖1詳細說 明本發明的【具體實施方式】。
[0036] 結合實施例對本發明做進一步說明。
[0037] 所用循環流化床鍋爐粉煤灰、底渣及粘土原料成分，見表2。
[0038] 表2循環流化床鍋爐粉煤灰、底渣及粘土成分表
[0039]
[0040] 粘土的物理性能
[0041] 將破碎好的粘土拌水濕化，陳化24小時，進行物理性能測試。其物理性能指標見 表3〇
[0042] 表3粘土的物理性能
[0043]
[0044] 實施例1
[0045] 本實施例的粉煤灰燒結普