专利名称：煤矸石低温水泥生产方法及流化床煅烧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低温水泥的生产方法及其流化床锻炼装置。
随着生产技术的不断发展，我国煤炭开采量在不断增加，同时煤矸石排放量也在大幅度增加。煤矸石的大量堆积，不仅占用田地，而且对环境污染、人体健康带来很多危害。为了减少煤矸石危害性，煤矸石的综合开发利用受到了普遍重视。在水泥行业，煤矸石由于其本身化学成份和矿物组成的特点，已被用来作为硅酸盐水泥的混合材。同时也可作为少熟料和无熟料水泥的主要原料之一。但是，上述用途中存在着煤矸石利用率低或生产出的水泥强度不高等问题。
流化床自1942年诞生以来，由于其独特的运动特性和燃烧方式，在各行各业得到了广泛的应用。目前，流化床作为一种新型水泥锻炼装置而被引入水泥行业。但由于普通硅酸盐水泥的烧成温度与流化床的正常运行温度相差较大，给水泥熟料在流化床中烧成带来一定困难;另外，水泥熟料在流化床中锻炼是属于高温梯度下的快速锻炼，故生料球在床内极易磨损爆裂，降低熟料回收率，使的流化床锻炼水泥熟料的经济性不高。鉴于流化床锻炼水泥熟料的经济和技术方面问题，而使其难以推广利用。
本发明目的就是提出一种新的低温水泥生产方法及其流化床锻炼装置，以解决上述两方面问题。
本发明生产方法是这样实现的根据水热合成原理，将一定配比的煤矸石、生石灰及其它添加料混合、消解、成型，尔后在常压下蒸养一定时间;蒸养出来的料球在一定温度下放入流化床内锻炼成水泥熟料。由于水热合成对物料间反应的加速作用，生料一般在750℃～850℃范围内即可烧成。其温度比普通硅酸盐水泥烧成温度低很多，而且完全可以在流化床内烧成煤矸石低温水泥熟料。
本发明的流化床锻炼装置要点在于将流化床燃烧技术与水泥锻炼相结合，在以煤矸石(或其它劣质煤)为燃料情况下，通过在流化床中增设预热区、熟料冷却器、床高控制器，而在750℃～850℃的低温下锻炼出抗压强度高于325＃标号的煤矸石低温水泥熟料。
低温水泥流化床锻炼装置结构示意图如
图1所示，风室4位于底部，流化床从下而上结构布置依次为布风板3、烧成区1、布风板5、一组床高控制器6、预热区2和烟道7;另外生料加料器8设在预热区2左上部、燃料供给器14位于烧成区1右侧且在布风板3上端;溢流管9由烧成区1左侧伸出联于熟料冷却器11上;底渣管13由布风板3开始穿过风室4;气封回转下料器10位于溢流管9中部。
图2为床高控制器6的结构示意图。由图1和图2可见，其溜管16由预热区2穿过布风板5进入烧成区1，溜管16下口被位于烧成区1上部且由联于布风板5上的弹簧15牵引着的园锥塞17堵住。弹簧15两端分别联于布风板5和园锥塞17的底板上。
为使烧成区1和预热区2的流化速度相匹配，要求烧成区1截面积要比预热区2的截面积大，其截面积比值根据预热区2的温度、生料量、烧成温度而定。
本发明流化床锻炼装置的工作过程为由鼓风机送来的冷风进入熟料冷却器11中，冷风在冷却熟料同时，吸热升温;预热后空气经风室4稳压后经布风板3进入烧成区1中;在烧成区1中，空气与燃料供给器14送入燃料混合燃烧，从而使烧成区1中的水泥生料得以烧成;燃烧后烟气，穿过布风板5在预热区2内预热生料球后经烟道7排出;
生料球由生料加料器8供入预热区2预热，当预热区2的床层高度超过床高控制器6的弹簧15设定拉力时，园锥塞17自动打开，生料球经留管16进入烧成区1锻炼，床高下降至一定高度，园锥塞17又被弹簧15拉回原位;烧成区1中烧成的熟料经溢流管9在气封回转下料器10的控制下流入熟料冷却器11中，冷却后熟料经出料管12排出。
本发明中煤矸石低温水泥生产方法为将煤矸石、生石灰、晶种、二水石膏按一定比例进行配料，其配比为煤矸石∶60～80%;生石灰20～40%;外掺晶种1～5%;外掺二水石膏0.5～4%;其中晶种采用已经活化并含有胶凝矿物的物料。将配合好的料混合搅拌，并加入20～40%水，使生石灰充分消解;消解后料在一定压力下成型，使之成为可在流化床中锻炼的8～10mm料球;尔后在常压100℃下，蒸养4～10小时，使其合成为水化产物，再投入流化床锻炼装置中先经500～650℃预热60～240秒再在750～850℃温度下锻炼300～1200秒;将锻炼熟料排出并冷却后即可得到强度高于325＃标号的煤矸石低温水泥熟料。
本发明生产方法的最佳实施例为原料配比为煤矸石75%;生石灰25%;外掺晶种3%;外掺二水石膏2%;并加入25%水作消解掺水量;蒸养8小时，600℃下预热120秒;最后在800℃下锻炼600秒。
本发明根据水热合成原理，利用煤矸石生产出强度在325＃标号以上的煤矸石低温水泥熟料，成功地解决了水泥生产中煤矸石利用量少、流化床锻炼水泥温度高、经济性差的问题。同时，由于该法烧成水泥温度低、锻炼时间短，余热利用率高，而体现出较高的节能价值和实用价值。
权利要求
1.一种煤矸石低温水泥流化床锻烧装置，它包括上、下两层流化区烧成区1、预热区2；上、下两个布风板布风板3和布风板5；位于布风板3下面的风室4；预热区2左侧的生料加料器8；烧成区1两侧的燃料供给器14和溢流管9、与溢流管9相联的熟料冷却器11以及溢流管9中部设置的气封回转下料器10，其特征在于a联于预热区2和烧成区1并穿过布风板5设置了一组床高控制器6。b烧成区1位于预热区2下面且烧成区1的床层截面积必须大于预热区2的床层截面积。
2.权利要求1所述煤矸石低温水泥流化床锻烧装置，其特征在于床高控制器6由溜管16、弹簧15和园锥塞17组成。
3.权利要求1、2所述煤矸石低温水泥流化床锻炼装置，其特征在于床高控制器6中的弹簧15两端分别联于布风板5和园锥塞17的底板上;园锥塞17的园锥头须可在弹簧15作用下自由出入溜管16，而其底部可以堵死溜管16底口。
4.一种煤矸石低温水泥生产方法，其特征在于它是以煤矸石、生石灰、晶种、二水石膏为原料包括混合、加水消解、成型以及蒸养、预热、锻炼过程。
5.权利要求4所述煤矸石低温水泥生产方法，其特征在于a采用原料配比为煤矸石 60～80%;生石灰20～40%外掺晶种1～5%，外掺水石膏0.5～4%b加水消解的掺水量为20～40%c蒸养条件为常压，100℃，蒸养4～10小时。d预热条件500～650℃预热，60～240秒。e锻炼条件750～850℃锻炼300～1200秒。
6.权利要求4、5所述煤矸石低温水泥生产方法，其特征在于最佳实施参数为a原料配比煤矸石75%;生石灰25%外掺晶种3%;外掺二水石膏2%b加水消解掺水量25%c蒸养时间8小时d预热条件600℃，预热120秒。e锻炼条件800℃锻炼600秒。
全文摘要
本发明公开了一种煤矸石低温水泥的生产方法及其流化床煅烧装置。它是以煤矸石、生石灰为主要原料，通过对其合理配方并经蒸养等过程而制成生料后，投入设有预热区2和床高控制器6、熟料冷却器11等的流化床煅烧装置中在750℃～850℃下煅烧出水泥熟料。本发明煤矸石利用率在70％左右，且锻烧温度低，余热利用率高。
文档编号F27B15/00GK1057821SQ9010336
公开日1992年1月15日 申请日期1990年7月1日 优先权日1990年7月1日
发明者郑琼珓, 曹海滨, 杨国华 申请人:中国矿业大学