污泥燒結(jié)磚生產(chǎn)工藝分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u20532污泥燒結(jié)磚生產(chǎn)工藝分析案例 126761.1場址選擇 1186261.2污泥不同資源化利用對比 2183951.1.1污泥制陶粒 2227721.1.2污泥制燒結(jié)磚 213271.1.3污泥制生態(tài)水泥 24721.3燒結(jié)多孔磚工藝流程設(shè)計 3266221.3.1原材料 3165371.3.2配料比的確定 3305481.3.3工藝流程 31.1場址選擇根據(jù)本次課題要求，該燒結(jié)磚廠建于莆田市。廠址選擇先從大概的地區(qū)范圍內(nèi)選擇要建設(shè)的廠區(qū)的地址，再從這些方案中選擇一個較為合適的作為建廠地址。主要的選擇原則如下：原材料來源作為選擇的一個要點，廠址不僅要靠近原料產(chǎn)地或是接近公路，方便原料和產(chǎn)品的運輸，并且要保證電力能源的供應(yīng)，靠近污水處理廠或者是燃煤發(fā)電廠等。污水廠污泥作為制磚原料之一，通過發(fā)酵使得污泥本身具有臭味，而且它的堆放會給周圍的環(huán)境造成污染。因此，燒結(jié)磚廠址應(yīng)遠離中心城市，全年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。土地占用，原料采集，產(chǎn)品運輸?shù)仁侵匾目紤]因素，廠址的選擇需要當(dāng)?shù)卣铜h(huán)保部門的批核。應(yīng)嚴(yán)格考察備選方案的地形地貌，因為工藝設(shè)計采用隧道焙燒窯，為確保隧道窯的安全，需要排除土質(zhì)疏松的地塊，地下水豐富的地塊，易發(fā)生山體滑坡的地塊，河流流經(jīng)的地塊等，充分考慮地質(zhì)對磚廠帶來的潛在影響以及磚廠生產(chǎn)對環(huán)境帶來的影響。在生產(chǎn)過程中，主要的產(chǎn)污環(huán)節(jié)主要為廢氣和和固廢兩個方面，固廢來源兩個方面：不合格產(chǎn)品和焙燒的爐渣，但是固廢可以將它重新利用，再作為原料投入生產(chǎn)；廢氣采取一定的廢氣處理措施，但是不可避免的還是會排除一些廢氣；因此，廠址的選擇需要遠離人口稠密的村莊，以及飲用水源，敏感植物動物保護區(qū)等其他需要受到保護的地區(qū)。1.2污泥不同資源化利用對比1.1.1污泥制陶粒陶粒是一種新型的建筑輕骨料，具有導(dǎo)熱系數(shù)低、輕質(zhì)、高強、保溫防潮、隔音抗震等特點[6]，具有廣泛的應(yīng)用前景。因為具有強度高，質(zhì)量輕等優(yōu)點，在工業(yè)制混凝土中可取代砂石或卵石，在制作混凝土?xí)r，添加陶粒會比傳統(tǒng)混凝土能夠提高混凝土的夯實程度，提高密度的同時增加抗壓能力[7]。在傳統(tǒng)制陶粒工藝中，原料一直以黏土為主，過度開采黏土對極易破壞當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境，利用污泥燒制陶粒不僅可以替代黏土，還能通過高溫固化污泥里面的重金屬和滅活致病菌，所以將污泥作為制陶粒原料之一制作陶粒，對于污泥的減少有著很大的意義。將其用于裝配式鋼結(jié)構(gòu)外掛板可減輕構(gòu)件重量，且表現(xiàn)出良好的保溫隔熱性、高抗裂性和高抗震性，優(yōu)勢十分顯著[8]。1.1.2污泥制燒結(jié)磚燒結(jié)磚是目前被大量使用的墻體材料，其原料主要為頁巖，但隨著國家在近年來在建筑方面大力提倡節(jié)能環(huán)保，人們的要求也變的越來越高，傳統(tǒng)頁巖多孔磚具有的質(zhì)輕和保溫已經(jīng)不能滿足人們的要求[9]，在頁巖中加入一些其他的物質(zhì)作為原材料之一制燒結(jié)磚，循環(huán)經(jīng)濟作為近幾年的新熱點，將污泥加入到頁巖中制燒結(jié)磚已成為一大趨勢。目前，污泥制燒結(jié)磚是將污泥按照一定的比例摻配進燒結(jié)磚的原料中參與制磚，這樣做可以進一步利用污泥中的熱值，降低了能源的消耗，也能減輕磚的自重。在原料中摻配進一定量的污泥可以節(jié)約材料，增加產(chǎn)值。1.1.3污泥制生態(tài)水泥污泥的組成成分復(fù)雜，和水泥原料的組成成分有很多相同之處，化學(xué)成分與黏土質(zhì)原料有很多相同之處，有二氧化硅，三氧化二鋁等，此外，污泥不僅能夠代替黏土作為水泥的生產(chǎn)原料，還可以利用污泥中含有的有機物[10]。為測試使用污泥制備水泥強度能否達到使用要求，人們模擬將污泥作為制水泥的原料做出的樣品檢測顯示強度達到標(biāo)準(zhǔn)要求。通過水泥窯高溫協(xié)同處理城市污泥，將污泥協(xié)同其他原料一起制作生態(tài)水泥[11-12]。在污泥制陶粒、制磚和制水泥上的技術(shù)上，目前污泥在水泥混凝土工業(yè)的應(yīng)用并不多，且存在環(huán)境污染的問題，研究還有待深入[13]；而污泥制陶粒和制磚是目前污泥處理處置的有效方式[14]，在制陶粒時污泥的添加量可達到50%，但是要將污泥制成陶粒，其化學(xué)成分含量范圍為SiO2：40%~79%，Al2O3：10%~25%，但我國選用的污泥制陶類型，達到這個標(biāo)準(zhǔn)的幾乎不存在[15]。因為污泥的燒失率較大，因此在焙燒時間上要嚴(yán)格控制才能保證陶粒的形成。污泥在用作制磚過程中雖然添加量只達到15%左右，但是燒結(jié)磚行業(yè)具有處置量大，處置的預(yù)效果好，產(chǎn)品性能優(yōu)異等優(yōu)勢，且燒結(jié)磚的應(yīng)用范圍非常大，特別是城鎮(zhèn)化建設(shè)迅速推進的大背景下，建筑工程對建筑材料的需求量增加，燒結(jié)磚的使用途徑和市場前景都非常廣闊。1.3燒結(jié)多孔磚工藝流程設(shè)計1.3.1原材料污泥：污水處理廠的副產(chǎn)物，自污水廠脫水后的污泥含水率達到60%~80%，污泥含水率為70%時，自帶的熱值為800Kcal/kg，在燒制過程中能提供一部分的熱值，在焙燒過程中能節(jié)省部分能量來源。頁巖：黏土物質(zhì)硬化形成的微小顆粒易裂碎，很容易粉碎成不規(guī)則的粉末狀，自然狀態(tài)下，頁巖的含水率為3%~5%。煤矸石：在燃煤開采中隨之帶來的一種比煤炭堅硬但是含碳量低于煤炭的礦石，占燃煤的15%，體積龐大，在開采礦山處需要大量面積的土地進行堆放，不僅占用土地資源，因為其內(nèi)部含有部分硫元素，長時間還會釋放出污染大氣的含硫氣體，在高溫情況下可能會自燃起火，給環(huán)境和人類經(jīng)濟等造成損失。因內(nèi)部含有部分未能充分燃燒的煤，作為原料之一能補充制磚過程中不夠的熱值。1.3.2配料比的確定根據(jù)資料表明[16-20]，通過摻入不同量的污泥，分別控制升溫速率、燒結(jié)溫度、含水率、保溫時間等變量，對成品進行強度、吸水率、密度、泛霜情況等進行測試，得出污泥的摻配量為15%左右，燒制出的燒結(jié)磚成品可達到GB26538-2011《燒結(jié)保溫磚和保溫砌塊》中MU10的標(biāo)準(zhǔn)，所以確定污泥的摻配量為15%。常規(guī)制磚所需熱值為400±50Kcal/kg，頁巖不能提供熱值，通過頁巖和污泥混合燒制的燒結(jié)磚熱值達不到常規(guī)熱值要求，磚坯不易成型，為了解決熱值不夠這個問題，剩下需要補充的熱值由煤矸石提供，初步擬定污泥：煤矸石：頁巖=15%：30%：55%。1.3.3工藝流程根據(jù)資料可知，污泥原料、煤渣和頁巖原料的粒徑在1.0mm~3.0mm時有利于在攪拌時各種原料的均勻混合和提高壓制成型后的磚坯密度。原料經(jīng)破碎，篩分，混合，攪拌經(jīng)輸送機送至陳化庫，陳化之后經(jīng)由真空擠出機擠出后切坯成型，因為采用二次碼燒，所以經(jīng)過全自動切坯機之后的濕坯經(jīng)碼坯機碼放在小干燥車上送至干燥窯干燥，干燥后再由碼坯機碼放在窯車上送至隧道窯焙燒，焙燒完成之后保溫，冷卻之后得到產(chǎn)品。具體的流程圖如下： 頁巖箱式給料機輥式破碎機煤矸石振動給料機顎式破碎機污泥雙級擠磚機箱式給料機陳化庫