一种用煤矸石生产矿物掺合料的装置的制作方法

1.本实用新型属于煤化工废弃物处理技术领域，具体涉及一种用煤矸石生产矿物掺合料的装置。


背景技术：

2.煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物。常见有炭质页岩、碳质粉砂岩、油页岩、细砂岩、薄层灰岩、砂砾岩等，含碳量通常小于30%，含热值较低，燃烧后的主要成分是al2o3、sio2以及数量不等的fe2o3、cao、mgo和一些微量元素，具有比较好的胶凝活性，被定性为火山灰质活性混合材。煤矸石分为以高岭石为主和以水云母为主的两大类，煅烧后的火山灰性也有所不同，且与煅烧温度相关。我们知道，煤矸石除具有相同的sio2主导成分之外，还具有铝高、硫高、铁高三大特点。
3.在水泥行业中，煤矸石常用于生料配料，但用量比例较低，且有易结皮的风险。用做燃料，热值太低，掺入好煤搭配使用并不划算。目前对煤矸石有许多处理办法，如煤矸石发电、烧结煤矸石砖、回转窑烧结煤矸石（轻烧白云石生产线）以及煤矸石生产矿物掺合料等。以煤矸石生产矿物掺合料为例，在现有技术中：
4.公开号为cn102173607a，名称为一种煤矸石煅烧制造水泥掺合料的煅烧方法的实用新型专利申请中，提出了在堆积煤矸石的场地中选择一块平地，通过在通风管道上铺放引燃物质层和厚煤层，将煤矸石堆放在燃烧层上，持续向管道鼓风，煅烧煤矸石6
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7天后自然冷却，得到可作水泥掺合料的烧结物。在实际应用过程中，通风管道铺设面积大，需占地20
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50平方米；燃烧需要消耗煤，成本较高；煤矸石煅烧时间长，易受天气影响，使用不方便；另外，煅烧过程中无废气的处理，不利于环保生产，该方法目前应该是杜绝采用的。
5.公开号为cn103864325a，名称为一种悬浮态煅烧煤矸石的生产系统的实用新型专利申请中，提出了采用悬浮态的煤矸石，通过预热后在分解炉中通热风进行煅烧，然后通过冷空气对悬浮态的烧成物料进行冷却，同时实现了热量的回收和废气的净化。在实际生产过程中，该系统流程复杂，煤矸石在悬浮态下预热、煅烧和冷却，设备要求高，工艺控制难度大，不利于工艺成本的控制。


技术实现要素：

6.为更加经济地实现煤矸石生产矿物掺合料的生产，本实用新型提供了一种用煤矸石生产矿物掺合料的装置，利用水泥生产使用的回转窑产生的三次风对煤矸石进行高温加热煅烧，煅烧的废气又经三次风管进入分解炉入窑系统参与热工过程并同时获得净化处理，经初步加热煅烧后的的煤矸石到集料仓继续煅烧、冷却，然后从仓底卸料产出，可充分利用水泥生产设备及相应的环保设施，即能解决水泥生产用混合材，又能生产混凝土所使用的矿物掺合料，满足工程建筑施工需要，热量也能获得有效回收，使煤矸石资源得到合理有效利用，具有非常良好的经济及社会效益。
7.本实用新型通过下述技术方案实现：一种用煤矸石生产矿物掺合料的装置，于回
转窑的三次风管内设置煤矸石的篦床，三次风管上设进料口和出料口，篦床倾斜设于进料口与出料口之间，煤矸石从进料口流经倾斜篦床至出料口；于三次风管下方设有集料仓，集料仓顶部连通出料口，集料仓底部设下料口，集料仓内设冷却风室。
8.还包括煤矸石仓和破碎机，煤矸石仓位于三次风管上方，并通过给料机连通进料口，破碎机通过提升机连通煤矸石仓。
9.所述集料仓中部设供热回收系统使用的热交换水管，所述冷却风室位于集料仓下部。
10.所述冷却风室连通风机，风机的出风口位于冷却风室内，并设有伞形风帽。
11.所述集料仓的底部为料封管，下料口位于料封管的出口，下料口处设卸料设备，卸料设备下方设物料输送机。
12.所述篦床上设挡料条。
13.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
14.（1）本实用新型充分利用现有水泥生产使用的回转窑的三次风管，在三次风管内设置篦床，利用三次风管内的热风对篦床上的煤矸石进行高温煅烧，煅烧后的煤矸石进入集料仓，煅烧产生的废气随热风进入窑系统，进行统一处理。本实用新型可在现有水泥熟料生产设备上增设，不仅解决了高温煅烧煤矸石的热风来源及余热利用，还能利用现有窑系统同时对废气进行净化处理，大幅降低了设备投入，降低运行成本。
15.（2）本实用新型所述篦床倾斜设置并设有挡料条，破碎后的煤矸石经给料机送至篦床，挡料条能减缓通过篦床的煤矸石颗粒的流速，使其较为充分加热燃烧。
16.（3）本实用新型采用的集料仓是一个立式燃烧器及冷却器，可供煅烧的煤矸石继续燃烧，同时也用于冷却煅烧后的煤矸石，通过高压风机向集料仓下部的冷却风室吹风，用于对集料仓底部的煤矸石进行冷却，同时，冷却风流向集料仓上部，可为进入集料仓的煤矸石继续燃烧提供所需空气。
17.（4）本实用新型在集料仓的底部采用料封管的设计，可用于对集料仓底部的冷却风室的锁风。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图。
19.其中，1—三次风管，2—篦床，3—进料口，4—出料口，5—集料仓，6—下料口，7—冷却风室，8—煤矸石仓，9—破碎机，10—给料机，11—提升机，12—热交换水管，13—风机，14—伞形风帽，15—料封管，16—卸料设备，17—物料输送机，18—挡料条。
具体实施方式
20.下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
21.实施例：
22.本实施例是一种用煤矸石生产矿物掺合料的装置。
23.如图1结构所示，该装置是在现有水泥生产使用的回转窑的三次风管1上设置的，利用三次风管1作为其煅烧区，在三次风管1内增设篦床2，在三次风管1外增设集料仓5、煤
矸石仓8、给料机10、破碎机9、风机13、卸料设备16、物料输送机17等装置，具体工艺流程及结构可概述如下：
24.将煤矸石送入破碎机9破碎至粒径为3
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10mm的煤矸石颗粒，由提升机11送至位于三次风管1上方的煤矸石仓8内，煤矸石仓8下方设给料机10，按预定流量向篦床2喂料。三次风管1上对应给料机10的位置开设进料口3，三次风管1下方设集料仓5，对应集料仓5的三次风管1上设出料口4，篦床2倾斜设于进料口3与出料口4之间，煤矸石颗粒经进料口3送入篦床2，具体如图1所示，从进料口3流经倾斜篦床2至出料口4。
25.三次风管1内的三次风温度高达1000℃以上，使用时，三次风经过篦床2对煤矸石颗粒进行加热煅烧，煤矸石中的碳燃烧，且煤矸石中高岭石类物质脱水，变成无定型氧化硅和三氧化二铝，在重力和风力的作用下，可使加热煅烧后的煤矸石颗粒由出料口4进入集料仓5，篦床上出风口设导向出口，不易被煤矸石颗粒垂直重力堵塞，阻力小。篦床2上设置的挡料条18，可减缓煤矸石颗粒流速，提高煤矸石颗粒的煅烧效果。
26.本实施例涉及的集料仓5既是一个装煅烧煤矸石的仓，也是一个继续煅烧煤矸石的立式燃烧器及冷却器。如图1 结构所示，集料仓5顶部连通出料口4，中部设供热回收系统使用的热交换水管12，下部设冷却风室7，底部为料封管15，下料口6位于料封管15的出口，下料口6处设卸料设备16，卸料设备16下方设物料输送机17。
27.加温煅烧后的煤矸石颗粒进入集料仓5后，继续燃烧，仓内中段布置的热交换水管12，对经过高温煅烧的煤矸石进行降温冷却，同时进行热回收，可供热回收系统如合并用于余热发电系统进行发电。集料仓5下部的冷却风室7由风机13（如高压风机）提供冷却风，风机13的出风口位于冷却风室7内，并设有伞形风帽14，风机13通过风室、风帽对进入集料仓5下部的煤矸石颗粒使用适当的冷却风进行充分冷却，同时提供适当的空气供集料仓5上部的煤矸石颗粒继续燃烧。封料管既能保证煅烧后冷却的煤矸石颗粒的下料，又能对冷却风室7进行锁风。
28.经过煅烧后冷却的煤矸石颗粒由料风管15，下料口6经过卸料设备16（如电磁振动给料机10）卸料至物料输送机17（如输送皮带）运至指定堆放点。使用时，应根据煅烧情况控制卸料量的大小。
29.本实施例整体设备密闭，不影响熟料的正常生产，如三次风管风速、风量等，而且煤矸石燃烧后的热量一部分进入到分解炉，被窑系统利用，另外一部分煤矸石冷却热供余热发电使用。在实际使用时，所使用的直接受热金属材料均为耐热抗氧化材料，如篦床。集料仓5使用耐火材料做内村，起着保温隔热的作用，具体根据使用不同位置而定。
30.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。