1.本实用新型涉及煤矸石综合利用技术领域，具体而言，涉及一种煤矸石处理系统。


背景技术：

2.煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，煤矸石是碳质、泥质以及砂质页岩的混合物，其主要成分是al2o3、sio2，因发热值较低，工业上较难利用。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出1亿吨，是我国排放量最大的工业固体废弃物之一。煤矸石弃置不用，占用大片土地，此外煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃引发火灾，或者在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。
3.现有技术中对煤矸石的综合利用技术多以发电、生产建筑材料、回收矿产品、制取化工产品、筑路为主，还有一些综合利用技术主要是生产建筑材料，包括矿棉、微晶玻璃等。这些现有技术处理效果不明显，利用率不高、工艺繁琐、附加值低、成本较高、会产生二次污染，因此，如何开发煤矸石的综合利用和工业化生产，解决煤矸石综合利用过程中存在的上述问题，是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种煤矸石处理系统，以解决煤矸石综合利用技术现存的处理效果不明显，利用率不高、工艺繁琐、附加值低、成本较高、会产生二次污染等问题。
5.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，公开了一种煤矸石处理系统，包括：熔融装置，具有用于容纳煤矸石的熔融腔，所述熔融腔内设置有燃烧装置；布朗气发生器，与所述燃烧装置连接，所述布朗气发生器用于向所述燃烧装置提供布朗气，点燃后的布朗气点燃所述熔融腔内的煤矸石。
6.进一步地，所述煤矸石处理系统还包括：进气管路，与所述熔融腔连通，所述进气管路用于向所述熔融腔提供煤矸石燃烧所需的空气。
7.进一步地，所述煤矸石处理系统还包括：预热器，设置在所述进气管路上；排气管路，与所述熔融腔连通，所述排气管路用于排出煤矸石燃烧废气，所述排气管路还与所述预热器连通，所述预热器用于将所述排气管路中煤矸石燃烧废气的热量传递给所述进气管路中的空气。
8.进一步地，所述煤矸石处理系统还包括：预处理装置，所述预处理装置与熔融装置连接，所述预处理装置用于将煤矸石破碎成颗粒。
9.进一步地，所述预处理装置包括：称量斗，用于对煤矸石和辅料进行称量；破碎机，所述破碎机的出料口与所述熔融腔连通，用于对称量后的煤矸石和辅料进行破碎。
10.进一步地，所述煤矸石破碎后的颗粒度＜10mm。
11.进一步地，所述煤矸石处理系统还包括：冷却装置，所述冷却装置与所述熔融腔连
通，所述冷却装置用于对煤矸石熔融后形成的熔体进行冷却。
12.进一步地，所述煤矸石处理系统还包括：后处理装置，与所述冷却装置相连，所述后处理装置用于对冷却后的熔体进行加工处理。
13.进一步地，所述燃烧装置为烧嘴。
14.进一步地，所述煤矸石处理系统还包括：所述烧嘴为多个，多个所述烧嘴均匀分布在所述熔融腔内。
15.应用本实用新型的技术方案，通过设置燃烧装置，可以向熔融装置中通入布朗气进行助燃，布朗气燃烧速度快、升温速度快，可快速达到煤矸石的燃点，从而加快煤矸石中有机质的裂解、燃烧，实现煤矸石完全燃烧，煤矸石燃烧释放的热值用以熔融其本身不燃部分物质，使其热值得到利用，降低生产能量消耗；而且由于仅由氢、氧两种化学元素组成，燃烧后的产物只有水，不会引入新的污染源。
16.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
17.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1示出了根据本实用新型的煤矸石处理系统的实施例的结构示意图；
19.其中，上述附图包括以下附图标记：
20.10、熔融装置；11、熔融腔；12、进气管路；13、排气管路；14、燃烧装置；20、预热器；30、布朗气发生器；40、称量斗；50、破碎机；60、冷却装置；70、后处理装置。
具体实施方式
21.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
23.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式
也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
25.如图1所示，根据本实用新型的一个实施例，公开了一种煤矸石处理系统，包括熔融装置10和布朗气发生器30，熔融装置10为熔融装置，熔融装置具有用于容纳煤矸石的熔融腔11，熔融腔11内设置有燃烧装置14；布朗气发生器30与燃烧装置14连接，布朗气发生器30用于向燃烧装置14提供布朗气，点燃后的布朗气点燃熔融腔11内的煤矸石。
26.需要说明的是，布朗气发生器30是以碱性水溶液为原料严格按照水分子(h2o)中氢氧2:1摩尔比电解生成具有活性的氢氧混合气体。布朗气具有高温特性和催化特性，对煤矸石的燃烧可以起到助燃、催化的效果，从而利用煤矸石自身热值，提高其综合利用效果。
27.在对煤矸石进行处理过程中，将煤矸石放入熔融腔11中，先通过燃烧装置14向熔融腔11内加入布朗气，再将燃烧装置14点燃，用燃烧布朗气点燃煤矸石，并催化煤矸石完全燃烧，为煤矸石熔融提供热量和高温环境，炉内中心温度可达2000℃。布朗气具有催化、助燃的特性，可以加快煤矸石中有机质的裂解、燃烧，实现煤矸石完全燃烧，通过煤矸石自身燃烧产生的热量，使煤矸石熔融。
28.本实用新型的煤矸石处理系统通过设置燃烧装置14，可以向熔融装置10中通入布朗气进行助燃，布朗气燃烧速度快、升温速度快，可快速达到煤矸石的燃点，从而加快煤矸石中有机质的裂解、燃烧，实现煤矸石完全燃烧，煤矸石燃烧释放的热值用以熔融其本身不燃部分物质，使其热值得到利用，降低生产能量消耗。使其热值得到利用，降低生产能量消耗及成本。由于仅由氢、氧两种化学元素组成，燃烧后的产物只有水，不会引入新的污染源，而且还可减少煤矸石燃烧、熔融时对环境的污染，提升煤矸石的增值空间。
29.为了保证煤矸石可以充分燃烧，煤矸石处理系统还包括进气管路12，进气管路12与熔融腔11连通，通过进气管路12向熔融腔11提供煤矸石燃烧所需的空气，确保煤矸石可以充分燃烧。
30.煤矸石处理系统还包括预热器20，预热器20设置在进气管路12上，熔融装置10设置有用于排出煤矸石燃烧废气的排气管路13，排气管路13与预热器20连通，预热器20的作用是将煤矸石燃烧废气的热量传递给进气管路12中的空气。在煤矸石燃烧、熔融过程中产生的高温废气通过排气管路13进入预热器20中，利用高温废气的热量对低温空气进行加热，避免进气温度过低，排气温度过高的问题，从而降低热能消耗，提高热量回收率。
31.煤矸石处理系统还包括预处理装置，预处理装置与熔融装置10连通。其中，预处理装置包括称量斗40和破碎机50，称量斗40用于对煤矸石和辅料进行配伍、称重；破碎机50的出料口与熔融腔11连通，用于对称量、配伍好的煤矸石和辅料破碎形成颗粒。煤矸石和辅料破碎后的颗粒度＜10mm。将煤矸石破碎成颗粒，可以提高煤矸石的表面积，从而提高燃烧效率。另外，可以将钢渣、赤泥、尾砂、矿渣等其他固废作为辅料，加入煤矸石中，从而变废为宝、综合利用、降低生产成本、提升废物增值空间；还可以用其他低热值、难自主燃烧的可燃物替代煤矸石做主料进行工艺生产和废弃物的综合利用。
32.煤矸石处理系统还包括冷却装置60和后处理装置70，熔融装置10还设置有熔体流口，熔体流口与冷却装置60连通，煤矸石在熔融腔11内的熔融池形成熔体并经过熔体流口流出至冷却装置60，冷却装置60用于对煤矸石熔融后形成的熔体进行冷却，后处理装置70与冷却装置60相连，后处理装置70用于对冷却后的熔体进行加工处理，例如：生产矿棉、玻
璃砖等清洁的工业材料。
33.在上述实施例中，燃烧装置14为烧嘴，熔融装置的设置有烧嘴口，烧嘴设置在烧嘴口内，烧嘴通过烧嘴口与布朗气发生器30相连，进一步地，烧嘴为多个，多个烧嘴均匀分布在熔融腔11内，这样可以提高燃烧效率。
34.根据本实用新型的另一个实施例，还公开了一种煤矸石处理方法，包括以下步骤：
35.步骤s10：对煤矸石进行预处理，形成煤矸石颗粒；
36.步骤s20：利用点燃的布朗气对预处理后的煤矸石颗粒进行加热并点燃，使燃烧的煤矸石利用自身热量至熔融状态形成熔体；
37.步骤s30：将熔体冷却。
38.步骤s10还包括以下步骤：
39.步骤s11：向煤矸石中加入辅料；
40.步骤s12：将加入辅料后的煤矸石进行破碎处理形成煤矸石颗粒。
41.在步骤s20中还包括以下步骤：
42.步骤s21：利用燃烧的布朗气将煤矸石颗粒点燃。
43.从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
44.①
本实用新型选用的熔融装置，是以煤矸石作为主燃料，以布朗气为催化剂、助燃剂的超高温熔融装置。
45.②
布朗气是由布朗气发生器电解水产生的，仅由氢、氧两种化学元素组成，燃烧后的产物只有水，不会引入新的污染源；即产即用、常温常压。
46.③
布朗气燃烧速度快、升温速度快，可快速达到物料燃点。
47.④
布朗气具有催化、助燃的特性，加快煤矸石中有机质的裂解、燃烧，实现完全燃烧，使其热值得到利用，降低生产能量消耗及成本。
48.⑤
本实用新型可实现连续生产，不受资源性质、经济条件、技术设备等因素影响。
49.⑥
本实用新型利用布朗气催化、助燃，使煤矸石燃烧、熔融同时进行，可减少煤矸石燃烧、熔融时对环境的污染，并提升煤矸石的增值空间。
50.⑦
布朗气的加入量非常少，仅做助燃剂、催化剂使用；煤矸石燃烧产生的热量足够熔融需要。
51.⑧
本实用新型可优先选择钢渣、赤泥、尾砂、矿渣等其他固废作为辅料，变废为宝、综合利用、降低生产成本、提升废物增值空间。
52.⑨
本实用新型可选择所有低热值难自主燃烧的可燃物做主料进行废弃物的综合利用。
53.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
54.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
55.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
56.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。