[发明专利]一种污泥蒸压砖的工业化生产方法和系统

权利要求书

1.一种污泥蒸压砖的工业化生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、原料制备：制备硅质原料、钙质原料、骨料和添加剂；其中，所述硅质原料包括含水率为10～15wt％、粒径为100～200目的污泥干粉，以及粉煤灰；

所述污泥干粉的制备过程包括：

污泥深度脱水：往污泥中加入FeCl₃和生石灰并搅拌以对污泥调理改性，并对改性后的污泥进行压滤脱水使含水率降至40～60wt％；

污泥破碎干化：将深度脱水后的污泥破碎为粒径5～30mm的颗粒后自然干化数天以使含水率减少10～20wt％；

污泥造粉：将破碎干化得到的污泥颗粒送入干化粉碎一体机，同时进行干化和粉碎，得到含水率为10～15wt％、粒径为100～200目的污泥干粉；

S2、原料的第一次混合：按比例取步骤S1制备好的硅质原料、钙质原料、骨料和添加剂加水混合搅拌均匀；其中，硅质原料、钙质原料、骨料、添加剂的质量份数比为20～120:6～23:10～50:0～3，加水量为所述第一次混合的混合物总量的5～20wt％；

S3、消化：将步骤S2得到的物料送入消化仓进行消化反应；

S4、原料的第二次混合：将经步骤S3消化反应得到的物料加水泥和水混合并搅拌均匀；其中，加水泥和水的量分别为所述第二次混合的混合物总量的0～20wt％、0～20wt％；其中，根据砖的强度要求控制水泥和水的加入量；

S5、轮碾碾练：将步骤S4得到的物料送入轮碾机进行轮碾碾练，以将物料中的空气排出；

S6、将轮碾碾练后得到的坯料压制成型，得到砖坯并先后进行静停养护和蒸压养护，得到污泥蒸压砖成品。

2.如权利要求1所述的污泥蒸压砖的工业化生产方法，其特征在于，所述硅质原料中，当所述污泥干粉和粉煤灰中的SiO₂总含量达不到硅的用量需求时，补充加入SiO₂含量高于60wt％的高硅材料；优选地，所述高硅材料采用河沙和/或江沙。

3.如权利要求2所述的污泥蒸压砖的工业化生产方法，其特征在于，所述硅的用量需求为：钙含量与硅含量的比值为0.7～2.5。

4.如权利要求1所述的污泥蒸压砖的工业化生产方法，其特征在于，污泥改性时所用的改性材料FeCl₃和生石灰的用量分别为：污泥与改性材料总量的0.1～2wt％，污泥与改性材料总量的0.1～3wt％。

5.如权利要求1所述的污泥蒸压砖的工业化生产方法，其特征在于，采用隔膜压滤机或高压板框压滤机进行所述压滤脱水；其中，采用隔膜压滤机将改性后的污泥脱水到含水率50wt～60wt％，采用高压板框压滤机将改性后的污泥脱水到含水率40wt～50wt％。

6.如权利要求1所述的污泥蒸压砖的工业化生产方法，其特征在于，所述钙质原料包括：生石灰、电石渣中的一种，以及石膏；其中生石灰或电石渣的质量份数为5～20份，石膏的质量份数为1～3份。

7.如权利要求1所述的污泥蒸压砖的工业化生产方法，其特征在于，所述骨料为粒径0.05～10mm的固体废弃物颗粒；优选地，所述固体废弃物包括建筑垃圾、炉渣、矿渣、水渣、煤矸石、钢渣中的一种或多种。

8.如权利要求1所述的污泥蒸压砖的工业化生产方法，其特征在于，所述添加剂包括激发剂、减水剂、增强剂、早强剂中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的污泥蒸压砖的工业化生产方法，其特征在于，所述蒸压养护的蒸汽压力为0.1～2.3MPa，蒸汽温度为100～220℃，养护时间为4～15h。

10.一种污泥蒸压砖的工业化生产系统，用于按照权利要求1至9任一项所述的工业化生产方法来生产污泥蒸压砖，其特征在于，包括第一混合搅拌装置、污泥深度脱水装置、原料粗碎装置、污泥造粉装置、原料中碎装置、原料细碎装置、第二混合搅拌装置、消化装置、第三混合搅拌装置、轮碾装置、压制成型装置、静停养护装置和蒸压养护装置；

所述第一混合搅拌装置用于进行污泥调理改性，即：将污泥与FeCl₃和生石灰进行混合搅拌；

所述污泥深度脱水装置用于对改性后的污泥进行压滤脱水，以使污泥含水率降到40～60wt％；

所述原料粗碎装置用于对压滤脱水后的污泥进行粗碎，以获得粒径为5～30mm的污泥颗粒；还用于钙质原料制备过程和骨料制备过程中的粗粉碎操作；

所述污泥造粉装置用于对粗碎并自然干化后含水率为30～50wt％、粒径为5～30mm的污泥颗粒进行进一步的干化和粉碎，以获得粒径为100～200目、含水率10wt％～15wt％的污泥干粉；

所述原料细碎装置用于钙质原料制备过程中对粗粉碎后的钙质原料进行细粉碎，以获得粒径100～200目的钙质原料；

所述原料中碎装置用于骨料制备过程中对粗粉碎后的骨料进行中粉碎，以获得粒径为0.05～100mm的骨料；

所述第二混合搅拌装置用于进行所述原料的第一次混合；

所述消化装置用于对所述第二混合搅拌装置搅拌后的物料进行消化反应；

所述第三混合搅拌装置用于进行所述原料的第二次混合；

所述轮碾装置用于对所述第三混合搅拌装置搅拌后的物料进行轮碾碾练，以将物料中的空气排出；

所述压制成型装置用于将轮碾碾练后得到的坯料压制成型，获得砖坯；

所述静停养护装置用于对所述砖坯进行静停养护；

所述蒸压养护装置用于对完成静停养护的砖坯进行蒸压养护，以获得污泥蒸压砖成品。