粉煤灰加工.docx

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粉煤灰加工

绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学，是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放和零污染，是一门从源头阻止污染的化学。

绿色化学不同于环境保护，绿色化学不是被动地治理环境污染，而是主动的防止化学污染，从而在根本上切断污染源，所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。

清洁生产是指将综合预防的环境策略持续地应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险性。

对生产过程而言，清洁生产过程包括节省原材料和能源，淘汰有毒原材料并在全部排放物和废物离开生产过程以前减少它们的数量和毒性；

对产品而言，清洁生产策略旨在减少产品在整个生产周期过程（包括从原材料提炼到产品的最终处置）中对人类和环境的影响。

清洁生产是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最小的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。

同时对人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展进程的深入而且益成为今后产品生产的主导方向。

”

粉煤灰陶粒之所以在全世界得到快速发展，是因为它具有其他材料所不具备的许多优异性能，这一优异性能，这一优异性能使它具有了其他材料无法取代的作用。

这些优异性能有以下几个方面。

　  　　1、密度小、质轻。

粉煤灰陶粒自身的堆积密度小于1100kg/m3，一般为300～900kg/m3。

以粉煤灰陶粒为骨料制作的混凝土密度为1100～1800kg/m3，相应的混凝土抗压强度为30.5～40.0Mpa。

陶粒的最大特点是外表坚硬，而内部有许许多多的微孔。

这些微孔赋予陶粒质轻的特性。

200号粉煤灰陶粒混凝土的密度为1600kg/m3左右，而相同标号的普通混凝土的密度却高达2600kg/m3，二者相差1000kg/m3。

  　　2、保温、隔热。

粉煤灰陶粒由于内部多孔，故具有良好的保温隔热性，用它配制的混凝土热导率一般为0.3～0.8W/（m·k），比普通混凝土低1～2倍。

所以，陶粒建筑都有良好的热环境。

  　　3、耐火性好，陶粒具有优异的耐火性。

普通粉煤灰陶粒混凝土或粉煤灰陶粒砌块集保温、抗震、抗冻、耐火等性能于一体，特别是耐火性是普通混凝土的4倍多。

对相同的耐火周期，陶粒混凝土的板材厚度比普通混凝土薄20%。

此外，粉煤灰陶粒还可以配制耐火度1200℃以下的耐火混凝土。

在650℃的高温下，陶粒混凝土能维持常温下强度的85%。

而普通混凝土只能维持常温下强度的35%～75%。

  　　4、抗震性能好。

陶粒混凝土由于质量轻，弹性模量低，抗变形性能好，故具有较好的抗震性能。

5、吸水率低，抗冻性能和耐久性能好。

陶粒混凝土耐酸、碱腐蚀和抗冻性能优于普通混凝土。

250号粉煤灰陶粒混凝土，15次冻融循环的强度损失不大于2%。

陶粒混凝土是一种优良的建筑材料，应大力推广使用。

编辑本段煤灰陶粒生产线工艺

陶粒砂产品生产技术工艺，是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。

随着我国陶粒砂市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。

了解国内外陶粒砂生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。

原料（粉煤灰+定量的外加剂）混磨—制粒—烧胀—堆放—运输（装袋）生产粉煤灰陶粒宜采用双筒回转窑，即窑体的预热段和干燥段可单独控制其转速，以便根据原料的状态控制其预热时间。

黏土陶粒近年来由于受到土地资源的限制，在某些地区已被禁止生产和使用。

但有些地区可以利用河道淤泥、废弃山土等进行生产。

陶粒设备工艺过程为：

原料搅拌—制粒—筛选—烧结—堆放—运输（装袋）在操作中应注意了望，防止物料在窑内结团而影响质量。

　　粉煤灰陶粒一般采用烧结法和回转窑法两种烧成工艺，其粉煤灰掺用量视粉煤灰和粘结剂的性能而定。

烧结法粉煤灰掺入量一般可达80%～90%，回转窑法最多可达70%～80%。

粉煤灰陶粒的吃灰量高于粉煤灰烧结砖。

　　粉煤灰陶粒主要用于配制轻集料混凝土（亦称粉煤灰陶粒混凝土），其特点是重量轻、强度高、导热系数低、耐火度高，化学稳定性好、耐久性和保温隔热性能好。

不少桥梁工程和多层、高层建筑中应用了粉煤灰陶粒混凝土，取得了显著的技术经济效益。



（1）对粉煤灰原料的基本要求

1.1粉煤灰化学成分　　根据多年的试验研究，烧制陶粒用粉煤灰的化学成分应符合要求。

否则，必须通过外掺剂来调整其化学组分。

　　1.2含碳量　大量的试验研究证明，生产陶粒原料中，其含碳量或有机质含量过多或过少，均不能制成性能良好的或符合标准要求的陶粒。

当采用粉煤灰为主要原料生产陶粒时，在一般情况下，其碳素或有机质含量均过高，因此，在工艺上必须进行适当的脱碳处理。

　　1.3细度　　粉煤灰的细度一般控制在45μm筛余≤45%。

由于各地{HotTag}粉煤灰的成分差异较大，在决定建厂之前，建议委托有关科研设计单位对粉煤灰和粘结剂的基本性能、合理配比、烧结烧胀性能、烧结温度和温度范围、堆积密度等指标进行全面分析试验，确定最佳的原料配比和工艺参数，必要时须做中试。

（2）高强和超轻粉煤灰陶粒的生产工艺

2.1生产工艺流程

利用粉煤灰生产陶粒有塑性法成球和磨细法成球两种工艺。

下面是塑性法成球的基本工艺流程。

根据原料不同，料球制备方法差异很大。

一般要掺加20%～25%的粘结剂（页岩、粘土或煤矸石）、以防止料球在窑内滚碎。

由于粉煤灰中Al2O3含量较高（20%～35%），为有效降低焙烧温度，需掺加一定量的助熔剂。

塑性法制粒成球是：

粉煤灰、粘结剂和外掺剂经准确计量、混合、搅拌和轮碾等工序，使其达到均匀混合和水分匀化后，送入成球机成球。

磨细成球法是将原料计量配比、混合磨细（各种配料混合磨细或部分粉煤灰混合磨细），预加水搅拌（含水率10%～12%），圆盘成球机制粒成球。

具体采用何种料球制备工艺应根据原料性能和陶粒产品要求的性能指标（超轻陶粒还是高强陶粒）情况确定。

2.2高强粉煤灰陶粒的生产

由轻集料国家标准（GB/T17431.1）可知，密度等级在600～900级的高强陶粒其相应的强度要比普通陶粒高1～2个密度等级，而吸水率要低7%，其他指标则与普通陶粒相同，因此，生产高强度陶粒不仅是增加其密度，其相应的强度等指标也得提高。

所以，生产高强度陶粒必须要采取一套工艺技术措施，即对原料及其组分应进行选择；对塑性法和粉磨法的原料和混合料必须进行充分均化处理和必要的组分调整；根据原料的性能选择合理的热工制度；采取正确的冷却制度。

通过上述四道工序的调整和控制才可能生产出合格的高强陶粒，否则是生产不出高强陶粒的。

　　高强粉煤灰陶粒的生产，当前有两种窑炉工艺可采用：

a.回转窑工艺

采用回转窑工艺生产高强粉煤灰陶粒，我国于70年代末80年代初分别由陕西建研院和上海建研院研制成功，所生产的高强粉煤灰陶粒用当时的混凝土配置技术已达CL50和CL60。

采用回转窑生产工艺的粉煤灰用量视粉煤灰和粘结剂的性能而定，粉煤灰掺量一般在70%～80%之间。

为防止料球在运动过程中破碎，故粘合剂的用量比烧结机工艺约高8%～10%。

b.烧结机工艺

采用烧结机工艺生产粉煤灰陶粒，在我国虽有30余年的生产经验，但其产品性能达不到高强陶粒的指标。

英国莱泰克的烧结机工艺技术，据资料介绍其产品性能达到高强陶粒的指标。

大庆地区已引进此项技术，建成规模为年产30万m3粉煤灰陶粒厂，希望通过这条引进线把我国烧结机工艺技术提高到一个新水平。

　　      2.3超轻粉煤灰陶粒的生产

根据试验研究，各地方的粉煤灰除了少数含有高钙、高铁的灰种外，一般的粉煤灰都有烧胀性能，依据灰的组分和含碳量，经过适当的调整和处理后其膨胀系数一般在2.0～3.5之间

（3）回转窑烧成

按常规料球制备采用塑性制粒法和磨细成球法，因料球含水率较高（18%左右），宜采用双筒回转窑。

双筒回转窑对调节物料在干燥、预热带和焙烧带的停留时间和相应的焙烧制度更为有利，但其构造相对复杂，重量和造价比单筒回转窑高，漏风和维修量也相应增加。

双筒回转窑有高差式和插接式两种：

前者前后两窑高差较大，使窑尾标高增高约1.5～2m，配套的设备和土建工程费用明显增加，联结两窑的中间烟室漏风多、热损失大，导料槽易烧坏，在国内外已呈淘汰趋势；后者是当前国内发展最快的先进窑型，缺点是两窑插接处（插入深度400～800mm）有一定漏风和扬尘，需设置高性能的转动密封装置。

双筒回转窑两窑的安装斜度相同，均在4°左右，各有独立的传动装置，一般配用YCT电磁调速三相异步电动机。

调速范围：

干燥预热窑一般1～3r/min，焙烧窑一般1.2～3.6r/min。

生产时通过电动调速求得物料在两窑内的最佳停留时间。

（4）冷却　　

对高强陶粒，由于焙烧温度较高，焙烧时间也比超轻和普通陶粒长3～5min，其燃料装置也应做适当调整。

以煤粉燃料为例，应将喷煤嘴向窑内多深入300～380mm，适量增加一次风机的风压和风量，改用长火焰的喷煤嘴，使煤粉喷出速度自30～40m/s提高至40～50m/s，并适当调节阀门增加窑尾抽力，使燃烧火焰长度从原来的2～3m延长至3～4m。

从窑头卸出的陶粒温度900～1000℃，如直接卸入空气中或水池中急冷，会明显降低陶粒强度。

因此相对正规的陶粒厂都配有陶粒冷却机。

国外常用的有多筒冷却机、单筒冷却机、竖式冷却机、分层冷却机、篦式冷却机等；国内常用的有单筒冷却机、遥运冷却机和竖式分层冷却机等。

篦式冷却机和遥运冷却机属通风型和空中快冷型，不利于提高陶粒强度。

多筒冷却机和单筒冷却机属自然通风缓慢冷却型，利于陶粒强度，但效率低，卸料温度高（200～300℃）、热利用率低。

竖式分层冷却机也属通风型冷却，但实现了陶粒1000～700℃、400℃以下快冷，700～400℃缓冷（用热风冷却）的最佳冷却制度，冷却效率高（约25min）、卸料温度低（机外气温+50℃）、陶粒余热利用率高（排除的热风300～400℃，都分用于烘干碎煤或原料，部分送入窑内作一、二次热风）。

是目前国内外最先进的陶粒冷却机，用于高强粉煤灰陶粒生产线更加显效。

编辑本段粉煤灰陶粒砂生产线设备简介：

粉煤灰陶粒砂生产线其流程：

粉煤灰→混合匀化→成球盘制粒→焙烧→冷却→成品。

其主要是由轮碾机，双轴搅拌机，制粒机，回转窑，滚筒筛等设备组成的。

下面就对这几种常用的设备进行简单的介绍。

　　

1.轮碾机

轮碾机是以碾砣和碾盘为主要工作部件而构成的物料破碎、粉碎和混炼的设备。

　　碾盘回转式轮碾机有一对碾砣和一个碾盘，物料在转动的碾盘上被碾砣碾碎。

碾盘外圈有筛孔，碾碎的物料从筛孔中卸出。

在耐火材料工业中主要用于破（粉）碎中等硬度的黏土、熟料、硅石等。

一般用来对物料进行中碎和细碎。

用这种干碾机破碎的产品颗粒近似球形，棱角不尖锐。

干碾机构造较简单、制造和维修比较容易、进料尺寸要求不太严格，但能量消耗大、生产效率较低。

　　

2.双轴搅拌机

双轴搅拌机利用两根呈对称状的螺旋轴的同步旋转，在输送干灰等粉状物料的同时加水搅拌，均匀加湿干灰粉状物料，达到使加湿物料不冒干灰又不会渗出水滴的目的，从而便于加湿灰装车运输或转入其它输送设备。

主要适用于火力发电厂、矿山等行业粉煤灰或类似物料加湿装车的场合。

　　

3.制粒机

陶粒砂制粒机也叫做陶粒砂制粒锅、陶粒砂成球盘、陶粒砂造粒机，主要由圆盘、大伞齿轮、圆锥齿轮、主轴箱、横轴、调角机构、刮刀装置、传动装置、底座等组成。

电动机由三角皮带与减速机联接传动，减速机出轴端联有圆锥齿轮，并与大伞齿轮啮合。

大伞齿轮由螺栓与圆盘联接。

这样电动机启动后，圆盘也随之运转。

圆盘通过主轴、双列向心球面滚子轴承、横轴，承重于底座。

主轴的尾端与调角机械的螺杆螺纹联接。

由于双列向心球滚子轴承的作用，通过调节调角机的螺杆，使主轴与圆盘在一定范围内转动，以保证调节成球盘倾斜度的需要。

通过改变电动机出轴和减速机入轴上的皮带轮直径，可以调节成球盘的转速。

4.陶粒回转窑：

陶粒回转窑内热式回转窑中温（950℃～1050℃）煅烧超细高岭土工艺技术,成熟、国内先进,代表着超细高岭土煅烧技术的发展方向.这种煅烧技术能耗低、产量高,产品经脱水、脱碳增白,性能稳定,可用于造纸及涂料等工业领域。

特点

1、结构简单，具有单位体积高，窑炉寿命长，运转率高，操作稳定，传热效率高，热耗低等，　　　    2、温度自动控制、超温报警，二次进风余热利用，窑衬寿命长，

3、先进的窑头窑尾密封技术及装置，运行稳定、产量高等显著特点。

　　

5.陶粒砂滚筒筛：

滚筒筛主要有电机、减速机、滚筒装置、机架、密封盖、进出料口组成。

滚筒装置倾斜安装于机架上。

电动机经减速机与滚筒装置通过联轴器连接在一起，驱动滚筒装置绕其轴线转动。

当物料进入滚筒装置后，由于滚筒装置的倾斜与转动，使筛面上的物料翻转与滚动，使合格物料（筛下产品）经滚筒外圆的筛网排出，不合格的物料（筛上产品）经滚筒末端排出。

由于物料在滚筒内的翻转、滚动，使卡在筛孔中的物料可被弹出，防止筛孔堵塞。

滚筒筛砂机、滚筒筛分机与滚筒筛的原理构造几乎相同，是人们对它的认识和叫法上存在差异。

基本工艺流程相同（见图）。

烷基苯

①氯化法：

以直链烷烃与氯进行氯化反应，生成氯代烷，然后以AlCI3为催化剂,使氯代烷与苯进行缩合而制成烷基苯。

此法优点是工艺成熟，生产成本较低；缺点是耗氯，氯化时产生氯化氢，所得烷基苯的质量也不如其他方法的好。

②氯化－脱氯化氢法：

先将直链烷烃氯化，生产氯代烷,继而在高温（300℃左右）和催化剂作用下脱去氯化氢，生成直链烯烃，然后以氟化氢（HF）为催化剂，与苯缩合生成烷基苯。

此法与氯化法相比，多一道脱氯化氢工序，但生成的直链烯烃纯度与得率都较高。

制成的烷基苯含副产物少，因而产品质量较高。

③直链烷烃脱氢法:

此法是美国环球油品（UOP）公司于60年代开发并实现工业化的一种新的生产烷基苯的方法。

由于其生产的烷基苯质量比前述两种方法好，又不存在使用氯和回收利用副产品氯化氢的问题，因此这一技术较快地得到推广和应用。

此法以煤油馏分为原料，经加氢精制除去硫、氮、氧、芳烃等，烯烃加氢成为烷烃；分子筛脱蜡制取直链烷烃；直链烷烃脱氢生成直链烯烃；烯烃与苯烷基化等工艺制成。

但此法工艺过程复杂，设备要求高，投资较大和烯烃单程收率低。

烃通常采用以下两种方法。

①分子筛法：

世界上从煤油馏分中提取直链烷烃的最主要方法。

提取的直链烷烃纯度达96～98％，收率在98％以上。

其原理是利用分子筛（常用沸石分子筛，一种结晶型的铝硅酸金属盐）内部孔径整齐而均匀的微孔，吸附直链烷烃，然后通过脱附（解吸），将其释出。

常用的5A型分子筛微孔直径为5～5.5┱,直链烷烃分子的最大直径为4.9┱（平均直径为4.4┱），可以进入微孔，而其他杂烃分子的直径都大于5.6┱，即排斥在孔外，从而将它们分开。