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技术革新奖获奖成果展示
【革新奖2019】二等奖:瀑落式回转窑制备高性能陶粒轻骨料技术及装备
时间:2020-09-17    来源:     分享:
2019年度“北京凯盛优科房屋杯”混凝土与水泥制品行业技术革新奖项目展示 二等奖项目(技术开发类):瀑落式回转窑制备高性能陶粒轻骨料技术及装备


主要完成单位:山东恒远利废技术股份有限公司


主要完成人:马连涛、巨艳春、张大勇、林丽萍、曹学良、谭涛

项目概况

工业固体废弃物是大规模工业生产的副产品,产品的生产过程就伴随着废弃物的产生过程。当前,我国正处于经济高速发展时期,工业的迅速发展导致固体废弃物排放量也迅速增加。固废堆存不仅造成土地大量占用,而且造成大量土壤、水源等的污染,严重影响人民群众的生产生活,急需进行处理处置。

本项目技术旨在从循环经济角度,在大宗工业固废的大规模、高值化利用,与砂石骨料替代品巨大的市场需求两种诉求之间求取一个最大公约数,即将大宗工业固废(如粉煤灰、污泥、尾矿、煤矸石等)作为主要生产原料,通过高效节能的瀑落式回转窑系统工艺,制备成应用广泛、市场前景广阔的砂石骨料以及高端功能性材料替代品——高性能陶粒轻骨料。

山东恒远利废技术股份有限公司东平年产10万m³粉煤灰、污泥陶粒项目厂房全景图

主要创新点
一、节能降耗
1、核心焙烧设备——瀑落式回转窑采用三叶内衬结构,选用独特的设备保温材料,一方面可以大幅提升窑的热交换效能,另一方面可以减少窑皮散热,使得制备单位陶粒轻骨料的综合能耗较传统回转窑大大降低。据统计,国内轻骨料生产线单位产量的设计能耗是90万大卡,实际生产平均能耗高达120万大卡;而公司本项目技术的单位产量的设计能耗是30万大卡,生产线实际测得能耗仅23万大卡,不足传统设备能耗的1/3;
2、生产线采用余热回用系统,回转窑焙烧后的尾气经热交换为洁净空气后与冷却机的高温烟气返回生产线再次利用,使得生产线烘干工段无需另设人员,可以实现生产线热能的充分利用。
二、原料创新
1、原料选择:本项目技术主要原料采用工业固体废弃物,改变了传统陶粒轻骨料采用页岩、黏土等为原料的现状,积极响应了保护耕地、节约资源的国家政策;
2、原料协同:本项目技术可以协同处置多种固体废弃物,例如污泥、粉煤灰、尾矿、淤泥,协同效应明显。
三、产品创新
本项目技术可以生产出超轻、高强、超高强陶粒轻骨料,多元化的产品生产可以打破销售单一产品无市场竞争力的劣势,提升企业的盈利能力和水平。尤其在高强陶粒轻骨料的生产方面,产品的筒压强度均≥10MPa,远远超出现行国标对高强陶粒的性能要求。
四、环保创新
1、废水废渣:本项目技术可确保生产线无废水废渣外排,生产线废渣均可作为原料在本系统中进行二次处理,废水则可以作为生产线用水循环使用,无需外排。
2、烟气治理:本项目技术烟气处理按照不同的原料、燃料等通过多种组合形式满足超低排放的标准要求;通过“低温烘干、高温焙烧、急速冷却”的独特工艺设计杜绝生产线二噁英的大量产生和少量重新合成,满足二噁英排放标准要求。
五、智能控制
本项目开发PLC自动控制系统,并累计获得了三项计算机软件著作权;使用该智能控制系统可以实现生产线监控报警、远程诊断维护、数据存档管理等操作,实现生产线的柔性控制;单条生产线配备操作人员3人即可。
山东东平项目成品

生产线中控室
应用效果
目前瀑落式回转窑制备高强度陶粒轻骨料技术经过研发、小试、中试已进入大规模推广应用阶段,已设计制造并承建了山东东平“年产10万m³粉煤灰、污泥制备陶粒项目”、山东滨州“年产10万m³高强粉煤灰污泥陶粒项目”、山东潍坊日处理200吨市政污泥制备高性能轻骨料项目等生产线。
通过项目完成单位承建的生产线运行实际总结,本项目技术应用效果如下:
(1)生产陶粒产品性能,粉煤灰、尾矿等陶粒强度可达10MPa以上,污泥陶粒等的性能可以满足国家标准要求;
(2)生产线在废弃物消耗方面,生产线根据具体原料情况,废弃物掺加量可达95%以上,部分可以实现全废弃物烧制;
(3)高强陶粒出厂单价均价在350元/m³以上,实现了废弃物的高附加值利用;
(4)瀑落式回转窑生产单位陶粒能耗为23万大卡,电耗低于20度;
(5)以单条年产10万m³的陶粒生产线为例,生产人员配备仅需3人,生产线智能控制水平高,节省人力投入;
(6)生产线在烟气脱硫、脱硝、重金属处理以及二噁英处理等方面满足相关标准要求,环评验收达标。
山东滨州年产10万m³高强粉煤灰污泥陶粒项目

山东潍坊日处理200吨市政污泥制备高性能轻骨料项目


企业介绍

山东恒远利废技术股份有限公司是一家专业致力于循环经济发展的高新技术企业。公司主要从事大宗工业固体废弃物综合利用技术及装备的提供,可提供研发推广、工程设计、咨询服务、成套设备生产、工程总承包于一体的全面服务。公司成立于2005年,注册资本3071万元,固定资产2.2亿元。潍坊总部占地面积200余亩,现有员工160人。

恒远利废成立十年来,已拥有粉煤灰、煤矸石、尾矿、赤泥、污泥、工程渣土等固废制备陶粒技术、零扩散水体底泥处理处置技术、尾矿浓缩干排和泵送充填技术、固废生产建材技术等多项核心技术,产品远销俄罗斯、巴基斯坦、东南亚等国家和地区,得到用户的广泛好评。

恒远利废研发中心被评为山东省固体废弃物资源化工程技术研究中心,并与中国科学院过程工程研究所、哈尔滨工业大学、山东省环境科学研究设计院、山东科技大学、武汉理工大学等科研院所保持长期友好的战略合作关系。

截至目前,共自主研发了固废无害化、资源化专用设备50类、200多个品种,获得发明专利15项,实用新型专利24项,计算机软件著作证书6项,并获得中国专利山东明星企业称号。公司顺利通过了ISO9001质量管理体系认证、ISO14001环境管理体系认证、中国国家强制性产品认证和制造计量器具许可证。先后被确定为山东省高新技术企业、山东省循环经济技术依托单位、山东省企业技术中心、山东省转方式调结构一千个重点项目企业,是中国硅酸盐学会固废分会副理事长单位、 轻骨料及轻骨料混凝土分会副理事长单位、中国环境科学学会理事单位、中国循环经济协会常务理事单位、全联环境服务业商会常务理事单位、科技部尾矿综合利用产业技术创新战略联盟理事单位。

历经十余年发展,恒远利废在大宗固废综合利用领域收获了丰硕的成果,截至目前,共承接完成工业固废综合利用项目600余个,可实现年处理各类工业固废总量超1.8亿吨。

恒远利废将继续积极践行“两山论”,以“让天下所有废料变成宝贝”的胸怀和使命,为中国循环经济的发展、中国环境的改善贡献自己的力量。


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