煤矸石制烧结砖发展现状和余热利用

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1、煤矸石制烧结砖发展现状和余热利用　　摘要：煤矸石是我国排放量和堆存量最多的工业固体废弃物之一。介绍了煤矸石制砖在中国的发展历程，提出了煤矸石制砖厂烟气余热综合利用的途径，从而实现固体废弃物的无害化、减量化和资源化,具有显著的经济效益、社会效益和环境效益,有着很好的前景和重要的意义。关键词：煤矸石；烧结砖；发展现状；余热；利用中图分类号：F253.3文献标识码：A文章编号：1前言煤矸石砖的主要成分是煤矸石。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（镓、钒

2、、钛、钴）。随着国家墙体材料的改革和政策的落实，以及粘土实心砖的禁止使用和淘汰，煤矸石烧结砖已经成为煤矸石综合利用的重要途径之一。煤矸石砖的生产成本较普通粘土砖低，利用煤矸石制砖不仅节约的土地，还消耗了矿山的废料，它是一项有利于环保的低碳建筑材料。煤矸石砖按孔洞率分类可分为实心砖、多孔砖和空心砖。实心砖是无孔洞或孔洞率小于28%的砖，多孔砖的孔洞率等于或大于28%，孔的尺寸小而数量多，6强度等级较高，空心砖的孔洞率等于或大于40%，孔的尺寸大而数量少，强度等级偏低。实心砖和多孔砖多用于承重结构墙体，空心砖多用于非承重结构墙体。煤矸石烧结多孔砖、空心砖是节能型墙体材料的一种，主要代替实

3、心黏土砖用于永久性建筑。该产品具有自重轻、强度高，抗震性能好，施工周期短，综合造价低以及保温、隔热、隔音等特点，因此有着广阔的市场[1]。2煤矸石制砖发展现状6在60年代，我国许多砖厂制砖的主要原材料还是粘土，但煤矸石在粘土砖的生产中早有应用，即在粘土砖中掺入一定量的煤矸石作内燃料以达到节约煤炭的作用。1965年，四川、辽宁省有些砖厂试制出全煤矸石砖[2]，但建成生产线以后，生产的煤矸石砖出现严重的黑心和压印，影响产品的内在品质和外观质量，建筑部门无法使用。到60年代末，随着生产工艺的改革，创造出适合于焙烧煤矸石砖的“平装、密码、快烧”技术。特别是快烧，提出了两端供风，分层焙烧;低温

4、耗煤，高温烧结的焙烧操作方法，基本解决了黑心和条面压印问题。进入70年代，山东、江西、贵州和黑龙江、辽宁等省一些煤矿，也相继试制生产煤矸石砖，但是这一阶段的煤矸石制砖处于低水平发展阶段，生产工艺简单、设备性能落后，产品质量只能满足当时低水平国家标准的要求。80年代后期，经批准，我国引进了法国西方公司制砖设备，在双鸭山建成了年产6000万块全煤矸石空心砖生产线，除卸成品、堆场外，生产线实现了机械化，窑炉压力，温度控制监测实现了电脑操作[3]。这一引进技术的全面消化和创新发展，把我国煤矸石制砖技术水平推向了新的里程碑，使生产线逐渐实现了机械化，无论是工艺和窑炉设计，生产设备的技术性能，基

5、本接近国外发达国家水平。90年代中国煤矸石制砖发展较快，煤矸石砖已逐渐实现多品种、系列化，产品由实心砖向多孔砖和空心砖发展，焙烧窑也由轮窑向隧道窑方向发展，生产工艺由两次码烧向一次码烧发展，生产线产量也有较大幅度提高。2000年以来，利用煤矸石制砖发展很快，技术上趋于成熟，又跨上了一个新台阶，企业的生产规模由上世纪最高年产量6000万块上升到了1亿块以上，并且改变了建筑中使用的单一围护结构。到2005年底中国煤炭系统共有煤矸石砖厂400多家，而煤炭系统以外利用煤矸石制砖的企业还有近5000多家[4]。截止到2010年底，我国煤炭系统共有煤矸石砖厂近2000家。四川、山东、河南、北京、

6、辽宁、吉林等地都拥有一批大型骨干企业，市场发展也相对成熟。近几年新建的生产线普遍提高了机械化和自动化程度，提高了生产线的技术含量，产品以承重多孔砖和非承重空心砖为主，实现了产业升级和规模经营。3煤矸石制砖窑炉余热的回收利用6随着煤矸石烧结砖厂的快速建设，大量的烧结窑炉排放的烟气余热如何利用的问题也逐渐得到了重视。综合利用煤矸石烧结砖厂窑炉烟气余热，进行低温余热利用是贯彻落实科学发展观，推进企业节能减排，发展循环经济的迫切需求和可持续发展的必由之路。在保证煤矸石制砖窑炉烧结砖工艺的前提下，充分开发利用多余的窑炉烟气热量，是煤矸石砖厂余热锅炉开发与应用研究项目的重点。其核心内容就是应用当

7、前先进的低温余热锅炉技术，将烧结窑炉排放的烟气余热进行有效收集，通过低温余热锅炉转化为中低压蒸汽，在保证隧道窑正常焙烧制砖的前提下，最大限度的手机转化利用窑炉余热，可行方法如下：将蒸汽送往企业生产、生活场所，用于职工洗浴、家属区和办公楼的集中供暖。如利用煤矸石砖经烧结段后的余热保温及冷却段多余的热量，加热位于窑尾顶部加热水箱内的水，将热水输送到职工澡堂供洗浴，从而节约部分锅炉房的供热量，达到省煤节能的目的；2）蒸压砖的生产线需要建设一套锅炉供汽系统对砖进行