[发明专利]一种悬浮态煅烧煤矸石的生产系统

说明书

技术领域

本发明属于煅烧活化煤矸石的生产领域，特别涉及一种悬浮态煅烧煤矸石的生产系统。

背景技术

煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废弃物。中国2012年原煤产量达到36.5亿吨，煤矸石产生量约6.8亿吨（中华人民共和国国家统计局。中华人民共和国2012年国民经济和社会发展统计公报[EB/OL].[2013-02-22].http://news.xinhuanet.com/politics/2013-02/23/c_114772758.htm），2012年煤矸石综合利用率仅为62.2%（中华人民共和国国家发展和改革委员会.中国资源综合利用年度报告(2012)[EB/OL].[2013-04-09].http://district.ce.cn/zt/zlk/bg/201304/09/t20130409_24275052_3.shtml）。现有的煤矸石综合利用技术，无论是否从煤矸石中提取煤炭、硫铁矿等有价值的成分，都面临尾渣的加工处理和利用问题。利用尾渣的潜在胶凝性将其作为水泥混合材及混凝土掺合料，已成为资源化利用废弃物的有效措施。尾渣矿物成分具有相对稳定的化学结构，化学反应活性很低。煤矸石的活化是将其中的粘土矿物结晶相（高岭石、蒙脱石和伊利石）在700～900℃受热分解破坏，变成无定形的非晶体，该状态的煤矸石尾渣具有火山灰活性。

微波加热有即时性、整体性、选择性特征，能量利用上有高效、加热安全、卫生、无污染的独特优势，微波辐照加热活化煤矸石是煅烧工艺发展的一条崭新的路子。煤矸石中主要成分SiO₂是不吸收微波的非极性物质，需加入一定量的强吸收微波的物质与煤矸石粉混合，利用强吸收微波物质（煤粉、MnO₂、焦炭）吸收微波迅速升温，通过接触传递热和微波能量输入两种方式使物料温度迅速升高，实现煅烧活化煤矸石的目的，该工艺复杂、生产成本高。以微波加热煅烧活化煤矸石，由于微波对煤矸石矿物的作用机理研究不足，微波加热设备有一定的缺陷，外围设备的衔接有一定的问题，该技术在工业生产中的应用还未见报道。

燃料燃烧产生热量传递给煤矸石使其分解活化是当前的主导生产方式。现有煤矸石煅烧活化的工艺技术，按煤矸石物料在热气流中分散状态分为两大类：堆积态煅烧、悬浮态煅烧。堆积态煅烧一般用粒状或块状煤矸石，以堆积状态处于煅烧窑炉中。因大粒度物料为堆积状态，且煤矸石物料的热传导系数低，不仅存在物料与热气流之间换热面积小，换热效率低的问题，而且煤矸石物块内外温差大，料块外部过烧、内部欠烧，严重地影响产品质量。

悬浮态煅烧是用粉状煤矸石物料（一般80μm筛余为10%）分散在悬浮态热气流中，“预分解窑旁路放风与煤矸石脱水工艺”专利【专利号CN1718556】，以水泥熟料预热预分解窑旁路放风产生的高温烟气为热源，在烟气管道内加热粉状煤矸石煅烧活化，该技术充分利用水泥熟料窑炉外排废气的热源，具有运行成本低、单次煅烧煤矸石产量大的优点，但该生产工艺有以下先天缺陷：（1）旁路放风只是降低窑中硫、碱、氯含量而采取的特定措施，窑系统正常时不会进行该步操作，煤矸石煅烧系统没有稳定供应的热源，不能保证煅烧煤矸石的连续生产。（2）煅烧工艺设施上是将常温物料直接投入到900℃热烟气中直接煅烧，无多级预热分离装置，煅烧煤矸石后外排的废烟气温度高，系统热效率利用低。（3）生产运行过程需要900℃的烟气，旁路放风烟气温度一般为1250℃，兑入冷空气降温不利于烟气热量的利用。煤矸石煅烧工艺不仅有上述先天缺陷，而且旁路放风只有当窑系统的气流中硫、碱、氯含量很高时外排，放风烟气中硫、碱、氯有害成分在煅烧煤矸石时冷凝在煤矸石颗粒表面，影响煅烧煤矸石产品的质量。未见该技术工业生产中应用的报导。