含碳免烧砖及其制备方法和生产系统技术方案

本发明专利技术公开含碳免烧砖及其制备方法和生产系统。该制备方法包括：S10、提供含水率为70

【技术实现步骤摘要】
含碳免烧砖及其制备方法和生产系统


[0001]本专利技术涉及环保建筑材料
，具体涉及一种含碳免烧砖的制备方法、用以实现该制备方法的生产系统以及采用该制备方法制得的含碳免烧砖。

技术介绍

[0002]目前，国内外主流的污泥处置技术路线包括卫生填埋、土地利用、焚烧和制作建材等，其中，污泥制作建材主要包括污泥制作烧结砖，由于烧结砖生产过程污染排放高、碳排放高、能耗高且一般需要使用黏土等土类资源，因此目前推广使用免烧砖。
[0003]而采用污泥直接制备免烧砖工艺存在如下缺陷：(1)市政污泥作为制砖原料存在含水率过大、有机分过高、污染物含量高且不稳定等缺点，制成的免烧砖质量不好且容易造成二次污染；(2)污泥中含有大量胺类、硫化物和粪臭素等臭味源，普通污泥制免烧砖工艺虽有除臭步骤，但产品臭味依然无法全部去除；(3)现有制砖工艺制作的免烧砖存在强度不达标、质量过重、使用不方便等问题。
[0004]鉴于以上问题，专利CN113024180A公开了一种环保免烧轻质砖的制作方法，包括以下步骤：将污泥进行干化处理、碳化处理，所得碳化污泥粉末与轻质骨料、轻质粉料、水泥混合，加水，得到制砖原料；所得制砖原料放入模具中挤压成型，放置，养护，得到环保免烧轻质砖。由于该方案采用的是干法碳化，当污泥原料含水率较高时，能耗太高，经济性差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种含碳免烧砖的制备方法，对较高含水率的污泥先进行水热碳化再进行压滤处理，可以有效降低碳化及脱水能耗；采用该制备方法可以将污泥中的碳大部分固定在免烧砖中，减少碳排放。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供一种轻质的含碳免烧砖，其具有高强度和良好的保温性能。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：提供一种含碳免烧砖的制备方法，包括以下步骤：S10、提供含水率为70
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92%的污泥，若污泥含水率<88%，则进行步骤S20，若污泥含水率为≥88%，则进行步骤S30；S20、往所述污泥中加水并搅拌制浆，将所述污泥的含水率调整为88
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92%，然后进行步骤S30；S30、将所述污泥送入水热碳化反应系统中进行水热碳化反应，所述水热碳化反应系统包括水热碳化反应器和扩容罐，所述扩容罐分别与所述水热碳化反应器的卸压口和出料管连接，水热碳化反应完成后，打开所述卸压口卸压，卸压完成后打开所述出料管上的出料阀出料，所述扩容罐内的料液与所述水热碳化反应器中反应完成后的污泥汇合后进行压滤处理；
S40、对水热碳化反应后的污泥进行压滤处理；S50、将压滤后的污泥送至暂存仓中进行自然干燥至含水率20
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30%，制得碳化污泥；S60、将所述碳化污泥与其他原料一起混合搅拌、成型、养护，制得含碳免烧砖。
[0008]其中，其他原料包括水泥、粉煤灰、炉渣、黏土以及添加剂。
[0009]本专利技术的含碳免烧砖的制备方法适用于含水率为70
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92%的污泥。
[0010]本专利技术首先将浆状的含水率为88
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92%的污泥输送至水热碳化反应系统中进行水热碳化反应，然后进行压滤处理，碳化后的污泥很容易实现泥水分离，在暂存仓内自然干燥，含水率可进一步降低至20
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30%，随后可以利用该碳化污泥与其他原料一起混合搅拌、成型、养护，从而制得含碳免烧砖。
[0011]通过本专利技术的制备方法可以将污泥中的碳大部分固定在免烧砖中，与制备烧结砖时直接焚烧掉相比，有效减少碳排放；本专利技术中，污泥碳可改善免烧砖性能：碳的加入，可通过改善界面环境，提高免烧砖强度；碳具备一定保水性，有助于水化反应进行；对改善免烧砖的保温性能、降低免烧砖自重有一定效果。
[0012]作为含碳免烧砖的制备方法的一种优选方案，水热碳化反应温度为180
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240℃，反应时间为6
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18h。
[0013]水热碳化反应过程中的压力自平衡，单个水热碳化反应器为序批式，根据项目规模，可并联2个或以上，以实现连续运行。
[0014]作为含碳免烧砖的制备方法的一种优选方案，所述水热碳化反应器为间壁式换热器，其采用导热油或蒸汽作为加热介质，优选余热利用，例如与生活垃圾焚烧厂、电厂、工业固废处理厂等协同。
[0015]作为含碳免烧砖的制备方法的一种优选方案，步骤S40中，由于碳化后的污泥很容易实现泥水分离，因此压滤处理后的污泥含水率可达到30
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40%。
[0016]作为含碳免烧砖的制备方法的一种优选方案，步骤S40中，压滤处理后产生的水一部分用于步骤S20中的污泥制浆，另一分用于步骤S60中的原料混合搅拌，以节约用水，剩余部分输送至污水处理系统。
[0017]作为含碳免烧砖的制备方法的一种优选方案，步骤S60中，所述碳化污泥的质量比不高于10%。
[0018]将质量比不高于10%的碳化污泥与水泥、粉煤灰、炉渣、黏土以及添加剂、水（优选来源于压滤产生的水）一起混合搅拌均匀，经成型、养护后，制得含碳免烧砖。
[0019]另一方面，提供一种含碳免烧砖的生产系统，用于实现所述的含碳免烧砖的制备方法，包括：接收仓，用于接收含水率为70
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92%的污泥；污泥来料后存于接收仓内，接收仓底部带有滑架；缓存罐，通过柱塞泵与所述接收仓连接，所述柱塞泵用于将所述接收仓内的污泥泵入所述缓存罐内，所述缓存罐内安装有搅拌器；当接收仓所接收的污泥含水率为70
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88%（不含88%）时，需要往缓存罐内注水，启动搅拌器进行搅拌，此时可以将污泥调整为含水率为88
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92%的浆状；水热碳化反应系统，通过泵连接所述缓存罐；缓存罐内的含水率为88
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92%的污泥
通过泵输送至水热碳化反应系统进行水热碳化反应；隔膜式板框压滤机，通过泵连接所述水热碳化反应系统，水热碳化反应完成后的混合物通过泵输送至隔膜式板框压滤机进行压滤处理，所述隔膜式板框压滤机的水出口与所述缓存罐连接，将隔膜式板框压滤机产生的水回用于污泥制浆；带式输送机和暂存仓，所述带式输送机用以将所述隔膜式板框压滤机压滤后的污泥输送至所述暂存仓内，污泥输送至所述暂存仓内之后，在暂存仓内进行自然干燥，含水率可进一步降低至20
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30%。
[0020]具体地，上述含碳免烧砖的生产系统还包括混合搅拌罐、成型装置以及养护设备以及用以存储其他原料例如水泥、粉煤灰、炉渣、黏土以及添加剂等的原料仓。
[0021]本领域技术人员根据本专利技术的思想可以根据实际需要将相关设备采用管路进行连接，以及在相应的管路上设置阀门及其他仪表等，具体不再赘述。
[0022]作为含碳免烧砖的生产系统的一种优选方案，所述水热碳化反应系统包括：水热碳化反应器，具有进料口、卸压口和出料口，所述水热碳化反应器的进料口通过泵与所述缓存罐连接；扩容罐，所述扩容罐的进料口与所述水热碳化反应器的卸压口连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含碳免烧砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、提供含水率为70
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92%的污泥，若污泥含水率<88%，则进行步骤S20，若污泥含水率为≥88%，则进行步骤S30；S20、往所述污泥中加水并搅拌制浆，将所述污泥的含水率调整为88
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92%，然后进行步骤S30；S30、将所述污泥送入水热碳化反应系统中进行水热碳化反应，所述水热碳化反应系统包括水热碳化反应器和扩容罐，所述扩容罐分别与所述水热碳化反应器的卸压口和出料管连接，水热碳化反应完成后，打开所述卸压口卸压，卸压完成后打开所述出料管上的出料阀出料，所述扩容罐内的料液与所述水热碳化反应器中反应完成后的污泥汇合后进行压滤处理；S40、对水热碳化反应后的污泥进行压滤处理；S50、将压滤后的污泥送至暂存仓中进行自然干燥至含水率20
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30%，制得碳化污泥；S60、将所述碳化污泥与其他原料一起混合搅拌、成型、养护，制得含碳免烧砖。2.根据权利要求1所述的含碳免烧砖的制备方法，其特征在于，水热碳化反应温度为180
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240℃，反应时间为6
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18h。3.根据权利要求1所述的含碳免烧砖的制备方法，其特征在于，所述水热碳化反应器为间壁式换热器，其采用导热油或蒸汽作为加热介质。4.根据权利要求1所述的含碳免烧砖的制备方法，其特征在于，步骤S40中，压滤处理后的污泥含水率为30
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【专利技术属性】
技术研发人员：龙艳秋，阮翔，黄海彬，李钧建，容毅浜，陈亮广，柯仕忠，宋建华，崔明康，刘俐麟，
申请(专利权)人：广东广业投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：