[发明专利]一种煤矸石综合利用的多产品清洁生产方法

说明书

技术领域

本发明属于无机化工和能源技术领域，涉及一种煤矸石综合利用的多产品清洁生产方法。

背景技术

煤矸石是煤炭生产和加工过程中产生的固体废弃物，是目前我国排放量最大的工业固体废弃物之一。废弃煤矸石长期堆存不仅占用大量土地，浪费资源，煤矸石自燃会产生SO₂、NO_X，形成酸雨，污染大气和地下水质，污染环境。

煤矸石发电是煤矸石利用的一种主要方式，煤矸石发电一般采用循环流化床锅炉煅烧煤矸石，其脱硫采用在炉内加入粒状石灰石，石灰石在床层内随物料循环，受热分解，吸收SO₂，其脱硫效率约为80～85%，但这种脱硫方式尚难满足烟气排放标准。此外，尽管循环流化床锅炉所产生的NO_X  远低于煤粉锅炉，但按照新的火电厂大气污染物排放标准，燃煤矸石发电也将面临烟气脱氮问题。煤矸石发电所产生的粉煤灰含碳量偏高，难以实现其工业应用。它所产生的煤矸石灰渣量大，也需解决灰渣的有效利用。

煤矸石具有一定的热值，并具优质的硅、铝质资源，煤矸石排放量大且较为集中，相对于另星排放且有害成分较多的废弃燃料，其利用难度要小得多。但迄今仍未形成大量利用煤矸石生产水泥的方法，其原因是煤矸石中含较高的热值，且波动较大，配入生料中会影响炉窑工况，故用作原料配料或用作水泥混合材时，一般需采用煅烧后的矸石渣，而煤矸石灰渣用于水泥混合材又受运输半径的限制。

煤矸石墙材产品生产中，煤矸石可生产烧结砖，煅烧后的煤矸石灰渣可生产多种产品，如蒸压煤矸石灰渣砖，煤矸石灰渣烧结砖，矸石灰渣加气混凝土制品等。在现有墙材产品中，较突出的问题一是产品保温性能较差，不能满足现行建筑物墙体保温要求；另一问题是非烧结墙材产品存在体积稳定性差、干缩率高，引起墙体开裂，影响建筑物寿命等问题。煤矸石利用亟待形成一种有效的综合利用方式。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矸石综合利用的多产品清洁生产方法。

为达到上述目的，本发明采用工序融合和工序间优化配置，将煤炭生产、燃煤矸石发电、水泥生产、水泥余热发电及墙材生产工艺组合于同一工业共生体内，组成一体化能源利用系统，所述方法包括以下步骤：

A、煤矸石和中煤经预均化后配合为一定热值的混配燃料，将所述混配燃料破碎为小于10mm的颗粒，送入循环流化床锅炉煅烧，底部流化风机送入流化风，锅炉内热烟气经与受热面换热产生部分蒸汽，蒸汽送至汽轮机组发电；锅炉烟气经分离器，再经烟气管道进入水泥预分解装置；燃烧所产生的灰渣冷却后自排渣口排出； 

B、水泥原料经配料、粉磨制成生料，生料进入生料均化库，均化后的生料送入炉系列预分解装置，分解的生料送至回转窑内，窑内喷入煤粉，在1450～1500℃的高温中完成熟料烧成；炽热的熟料送入篦冷机，篦冷机内送入冷风，将1300℃的熟料冷却至120℃，熟料冷却后送入储库，再配入石膏、混合材，磨制为水泥；篦冷机冷却熟料过程中所产生的热风分别用作入窑二次风，分解炉的三次风和循环流化床锅炉燃烧用风；

C、由炉系列、窑系列预分解装置排出的热烟气分别进入炉系列、窑系列余热锅炉，经所述余热锅炉的换热产生蒸汽，蒸汽送至汽轮机组；热烟气经所述余热锅炉换热后温度降低至200℃，经收尘器净化处理后排放，窑灰沉降于余热锅炉和收尘器灰斗并送至灰库； 

D、煤矸石灰渣进行研磨加工，加工为粉料和研磨陶粒，其中研磨陶粒用于复合砌块生产，粉料用作水泥混合材和复合砌块中的加气混凝土原料。

优选地，其中炉系列预分解装置主要包括炉系列分解炉、C2及双列的C1a、C1b二级旋风预热器；窑系列预分解装置主要包括窑系列分解炉、C1c一级旋风预热器。

优选地，其中所述炉、窑系列预分解装置的风、料运行方式包括：生料由C2旋风筒上部管道加入，由风管内上升气流携带，进入并列的C1a、C1b旋风筒，在此过程中完成生料的预热，由C1b旋风筒排出的物料经下料管进入窑系列分解炉，在炉内生料经预热、分解，再进入C1c旋风筒并由排料口排出，同时由C1a旋风筒的生料也经下料口排出，两部分生料经下料管一并进入炉系列分解炉，炉系列分解炉内分解后的物料由烟气携带，进入C2旋风筒，由C2旋风筒所捕集的生料经由排料口排出，最后送入回转窑，完成生料的预热、分解过程。

本发明具有以下有益效果：

A、煤炭生产工序中，将产出的煤矸石及时用作生产的燃料和原料，采用延伸产业链方式，改变煤矸石大量堆积的现状；