CN101284256B - 烧失量超标粉煤灰脱碳工艺 - Google Patents

Abstract

一种烧失量超标粉煤灰脱碳工艺，粉煤灰原灰由散装罐车运至处理厂的储灰罐，经计量后送入矿浆预处理器中，自动加药机将分散剂、复合浮选剂也加入矿浆预处理器中，进行混合搅拌，矿浆预处理器处理后的输出进入煤灰专用浮选柱，经浮选，炭粒子与尾灰分离，分别收集的炭粒子和尾灰再分别经浓缩机浓缩、过滤机过滤脱水后成为精煤粉和低烧失量粉煤灰。本发明使火电厂所以堆放的粉煤灰得到全部利用，带来客观的经济效益，运行中的粉煤灰达到零排放，环保、增效，投资省。

Description

烧失量超标粉煤灰脱碳工艺

技术领域：

本发明涉及一种物料处理工艺，具体涉及一种烧失量超标粉煤灰脱碳工艺。

背景技术：

在火力发电厂的燃煤锅炉中，煤炭经燃烧以后产生烟气，烟气中含有大量的烟尘，烟气经过电除尘器后，其中的气体与粉尘分离，分离出来的粉尘就是粉煤灰。过去火电厂要花费大量的资金征地堆放粉煤灰，而且将粉煤灰从电除尘后输送到堆场还要支付大量的运输费用。另外粉煤灰中含有少量的硫、磷等有害物质，对堆场的环境造成极大的危害，历来都是世界各国在发展经济过程中遇到的很大问题。

八十年代起世界各国纷纷对粉煤灰的综合利用开展研究，粉煤灰逐渐被开发作为建材辅料，主要用途是用于混凝土掺和料，制作粉煤灰水泥，制作粉煤灰砖，制作农用复合肥及用于塑料，墙体等填充材料。近年来，更是开发出一些粉煤灰的高附加值用途。

好的粉煤灰用途很广，但由于煤种的影响、锅炉燃烧不充分等原因，常常造成粉煤灰的烧失量过大(超标)，通俗地说，“烧失量过大”就是粉煤灰中含碳量过高。烧失量过大的粉煤灰除了做砖以外，基本上没有使用价值，只能废弃。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种对烧失量超标的粉煤灰予以脱碳的处理工艺，使得原烧失量超标的粉煤灰经过脱碳处理后，分离为高含碳量的精煤粉和低含碳量的脱碳灰，即低烧失量的达标粉煤灰，从而使火电厂历来所堆放的粉煤灰得到全部利用，带来极其可观的经济效益，而且使火电厂运行中的粉煤灰达到零排放，环境得到保护，并使社会效益最大化。

本发明采用的技术方案是：这种烧失量超标粉煤灰脱碳工艺为：粉煤灰原灰由散装罐车运至处理厂的储灰罐，经计量后送入矿浆预处理器中，自动加药机将分散剂、复合浮选剂也加入矿浆预处理器中，进行混合搅拌，矿浆预处理器处理后的输出进入粉煤灰专用浮选柱，经浮选，炭粒子与尾灰分离，分别收集的炭粒子和尾灰再分别经浓缩机浓缩、过滤机过滤脱水后成为精煤粉和低烧失量粉煤灰。

上述技术方案中，矿浆预处理器、自动加药机、浓缩机、过滤机均可采用已有技术设备；矿浆预处理器可采用淮北大金矿山机械有限公司制造的XK-800型2.2KW矿浆预处理器；自动加药机采用广州励创机电设备有限公司生产的GYZD-II-6型5KW自动加药机；浓缩机采用淮北大金矿山机械有限公司生产的GXW-9型3KW耙式斜板浓缩机；过滤机采用山东莱芜汉邦机械厂制造的PGT6-72m²型132KW精煤真空圆盘过滤机。加入矿浆预处理器中的分散剂、复合浮选剂为市场有购的已有技术产品，如复合浮选剂采用市场有购的粉煤灰专用浮选剂1^#，分散剂采用市场有购的选矿用分散剂5401。

上述技术方案中，粉煤灰专用浮选柱的具体结构为：在浮选柱筒体顶部装有矿浆分配器，在浮选柱筒体内设置多层鼓泡板，浮选柱筒体下部设置多点旋流装置，浮选柱筒体底部设有多点尾灰溢流孔，矿浆分配器周围装置矿浆分配管，在浮选柱筒体周边装置循环管道，循环管道上端与矿浆分配管连接连通，循环管道下端与旋流装置连接连通，在浮选柱上、下部各留有一个循环泵接口，与循环泵连接连通，循环泵安装在浮选柱旁，循环泵输出接口连接连通矿浆分配管，循环泵输入接口连接连通筒体进出料口，在浮选柱上部装有高碳灰均衡溢流板，浮选柱上部侧边还装有高碳灰溢流收集口，尾灰溢流孔通过管道连接安装有尾灰自动调节箱。

上述技术方案中，循环泵输入接口连接三个以上的输入口，每个输入口都连接连通浮选柱筒体的进出料口。

上述技术方案中，尾灰自动调节箱具有尾灰溢流进口、尾灰溢流出口，尾灰溢流进口连接安装有溢流管，溢流管上安装有调节帽。

上述技术方案中，浮选柱或尾灰自动调节箱内安装有液面数码监控装置。

上述技术方案中，循环管道为多根，矿浆分配管也具有多孔，旋流装置为多点，多根循环管道上端分别与矿浆分配管的多孔连接连通，多根循环管道下端分别与多点旋流装置连接连通。

上述技术方案中，多点旋流装置为筒体上朝同一方向斜向安装的多个进液管或喷嘴。

上述技术方案中，鼓泡板为板面钻有多孔的板。

上述技术方案中，浮选柱筒体底部还安装有多个浆液搅拌机，防止筒体内部尾灰沉淀、凝固、板结。

粉煤灰专用浮选柱的工作原理：

1、粉煤灰浆液通过浮选柱顶部的矿浆分配器，均匀的分配进入浮选柱内。

2、粉煤灰中层浆通过多点进出料口进入循环泵，再进入浮选柱顶部环形矿浆分配管，分配到12个循环输出口，经循环管道，最后通过多点旋流装置，使浆液在浮选柱内旋转，粉煤灰中的高碳灰快速上浮，并通过高碳灰均衡溢流板将浮选出来的高碳灰溢流到收集口。

3、粉煤灰的尾灰通过浮选柱的底部多点出料口溢流到尾灰自动调节箱，再进入尾灰收集装置。

粉煤灰专用浮选柱的显著特点：

1、尾灰多点溢流，浮选柱底部设置了三个以上的尾灰溢流点，解决了尾灰堵管问题，使系统连续运行。

2、设置了高碳灰均衡溢流板，保证了高碳灰以均衡的速度向周边溢流。

3、设置了尾灰自动调节箱，可以自动调节高碳灰与尾灰的溢流面差，提高高碳灰浮选精度。

4、循环泵输入接口，设置三个以上的输入口，可以保证中部浆液均衡分配、多次循环，使高碳颗粒有充足的时间与尾灰脱离，从而提高浮选效率。

5、通过调节循环泵参数、尾灰自动调节箱参数，并结合使用液面数码监控装置，可以将浮选柱的控制纳入上位机自动控制系统，实现操作电脑化。

粉煤灰专用浮选柱的浮选脱碳原理

粉煤灰专用浮选柱应用的是湿法浮选脱炭。其脱碳的基本原理是：

因为，粉煤灰中的残余炭粒子是高度分散的亲水性颗粒，因此，湿法浮选的方法是在灰水中加入浮选剂，一方面，浮选剂与煤粒的亲和力比灰强；另一方面，由于浮选剂是一种异极性物质，能改变水中煤粒表面湿润性，使煤粒表面由亲水性变成疏水性，从而附着于气泡上，随着浮选柱的运行过程，煤粒浮到水面，从而实现了煤粒与灰水的液固分离。

浮选分离出来的煤粒再经另外的设备，如浓缩机、过滤机，脱水后即成为高含碳量的精煤粉。浮选分离出来的尾灰则经另外的设备如浓缩机、过滤机脱水后即为低含碳量的粉煤灰。浮选的废液被系统反复循环利用。

粉煤灰专用浮选柱的主要参数

型  号      HFT-10  HFT-15  HFT-20  JFT-25  HFT-30   HFT-40  HFT-50  HFT-60

柱体直径mm  1000    1500    2000    2500    3000     4000    5000    6000

柱体高度mm  5000    5000    5500    5500    5500     6200    6200    6200

生  灰浆    100-150 150-200 200-250 250-300 200-300  350-400 400-450 450-550

产  (m³/h)

能  干灰    10-15   15-20   20-25   25-30   30-35    35-40   40-45   45-55

力  (t/h)

循环泵功率  15      30      45      55      75       110     132     200

(kw)

带水重量(t) 17.5    34.4    54.8    69.3    73.6     97.2    123.5   143.5

本粉煤灰专业浮选柱根据粉煤灰的化学、物理特性，经过反复试验，作了革命性改进，优点效果如下：

(1).尾灰多点溢流，不堵管，保证系统的连续运行。

(2).进料设置平衡装置，使物料流动稳定性提高。

(3).自动调节精煤溢流面高差，提高浮选的精度，精煤质量好。

(4).中部浆液多次循环，使碳颗粒有充足的时间与灰颗粒脱离，提高了出煤率。

(5).参数调节方便，单位容积处理能力大，节能，投资省，经济效益显著。

工艺原理

烧失量超标粉煤灰脱碳工艺的核心是“浮选脱炭”。浮选脱炭采用粉煤灰专用高效浮选柱进行湿法浮选脱炭。其工艺原理是：残余的炭粒子是高度分散的亲水性颗粒，在灰水中加入浮选剂后，一方面，浮选剂与煤粒的亲和力比灰强；另一方面，由于浮选剂是一种异极性物质，能改变水中煤粒表面湿润性，使炭粒表面由亲水性变成疏水性，从而附着于气泡上，随着浮选柱的运行过程，浮到水面，实现液固分离，再经过滤脱水即得到高含碳量的精煤粉。尾灰经过浓缩脱水后即为低含碳量的粉煤灰。浮选的废液和浓缩的废水被系统循环利用。

脱碳效果

烧失量超标粉煤灰的脱碳效果视原灰的烧失量大小而不同，且与原煤的品质有关。一般而言，烧失量越大，则精炭含量越高。

经实验，某原灰烧失量为25％，经脱碳处理后，浮选精炭产率达44％，精炭含量50％，精炭发热量为3200-4800大卡。

本工艺流程简单，浮选效率高，操作简单，产量高，能耗低，投资省，使得原烧失量超标的粉煤灰经过脱碳处理后，分离为高含碳量的精煤粉和低含碳量的脱碳灰(即：低烧失量的达标粉煤灰)。从而使火电厂历来所堆放的粉煤灰得到全部利用，带来的经济效益极其可观，而且使火电厂运行中的的粉煤灰达到零排放，使环境得到保护，并使社会效益最大化。

本工艺的脱碳效能及试验数据：

烧失量超标粉煤灰的脱碳工艺主要用于从烧失量超标的粉煤灰中通过浮选选出的精煤粉，精煤粉的发热量可达3200大卡至4800大卡。脱碳后的粉煤灰的烧失量为5％左右。

下表给出了某电厂高含碳量粉煤灰的脱碳工艺的物料处理数据。

湿粉煤灰原灰、湿低炭灰质量指标表

名    称       烧失量(％)    细度(45U筛余)    SO

粉煤灰原灰     25            22.3             ≤3

脱炭后低炭灰   ＜5           22.3             ≤3

浮选精煤质量指标表

名    称    固定碳(％)    挥发份(％)  发热量(大卡)

浮选精煤    50            3           3500--3700

脱碳工艺的物料平衡

物  料             消耗定额

名  称     水份    吨/吨.粉煤灰

           ％      干料    湿料

浮选原灰   15       1      ----

精炭粉     15       1      1.176

低炭湿灰   15       1      1.176

附图说明：

图1为本发明工艺流程图

图2为粉煤耗专用浮选柱结构示意图

图3为图2中主体俯视图

图4为图2中主体左视图

图5为图4的A-A向示意图

具体实施方式：

参见图1，本发明工艺为：粉煤灰原灰由散装罐车运至处理厂的储灰罐，储灰罐输出原灰由电子计量秤计量后，进入箱式冲灰器，经强力搅拌机进入矿浆预处理器中，电子计量秤为已有技术，市场有购，品种多样，箱式冲灰器为已有技术，如浙江长兴中科机械厂制造的XBL1 600-6M型箱式冲灰器，强力搅拌机也为已有技术，如无锡申泉机械有限公司生产的JP-2500型粉煤灰专用搅拌桶。原灰进入矿浆预处理器后，自动加药机将分散剂、复合浮选剂加入矿浆预处理器，进行混合搅拌，矿浆预处理器处理后的输出进入粉煤灰专用浮选柱，经浮选，炭粒子与尾灰分离，分别收集的炭粒子和尾灰再分别经浓缩机浓缩、过滤机过滤脱水后成为精煤粉和低烧失量粉煤灰，分别使用。本发明的电子计量秤、矿浆预处理器、自动加药机、浓缩机、过滤机及分散剂、复合浮选剂均为已有技术产品，市场有购，其具体型号及制造商已在前面的说明书第2页中作了详细介绍。

参见图2、图3、图4、图5，本发明的粉煤灰专用浮选柱，在浮选柱筒体1顶部装有矿浆分配器2，粉煤灰矿浆从这里输入，然后通过多条伞状分布的均衡溢流板间隙进入浮选柱筒体内，浮选柱筒体1内设置多层鼓泡板3，鼓泡板3为平板上钻有多孔构成，浮选柱筒体1下部设置多点旋流装置4，多点旋流装置4就是筒体上朝同一方向斜向安装多个进液管或喷嘴。浮选柱筒体1底部设有多点尾灰溢流孔5，避免尾灰堵塞出口管，矿浆分配器2周围安装有矿浆分配管6，在浮选柱筒体1周边安装循环管道7，循环管道7为多根，循环管道7上端与矿浆分配管6连接连通，各循环管道7下端分别与多点旋流装置4连接连通，在浮选柱上、下部各留有一个循环泵接口8、9，连接循环泵10，循环泵10安装在浮选柱旁，在浮选柱上部装有高碳灰均衡溢流板11，高碳灰均衡溢流板11为多块，呈伞状，竖向安装，高碳灰均衡溢流板11一端与矿浆分配器连接固定，另一端与筒体1连接固定，浮选柱上部侧边装有高碳灰溢流收集口12。尾灰溢流孔5通过管道13连接安装有尾灰自动调节箱14。上述循环泵10输入接口连接三个以上的输入口，每个输入口连接连通浮选柱筒体上的中层浆进出料口，循环泵10输出接口连接连通矿浆分配管。尾灰自动调节箱14具有尾灰溢流进口15、尾灰溢流出口16，尾灰溢流进口连接安装有溢流管，溢流管上具有调节帽。浮选柱或尾灰自动调节箱内安装有液面数码监控装置。多点旋流装置为筒体上朝同一方向安装多个进液管或喷嘴17。鼓泡板3为板面钻有多孔构成。浮选柱筒体1底部还安装有多个浆液搅拌机18，防止筒体底部尾灰沉淀、凝固、板结。

Claims (5)

1.一种烧失量超标粉煤灰脱碳工艺，其特征在于这种烧失量超标粉煤灰脱碳工艺为：粉煤灰原灰由散装罐车运至处理厂的储灰罐，经计量后送入矿浆预处理器中，自动加药机将分散剂、复合浮选剂也加入矿浆预处理器中，进行混合搅拌，矿浆预处理器处理后的输出进入粉煤灰专用浮选柱，经浮选，炭粒子与尾灰分离，分别收集的炭粒子和尾灰再分别经浓缩机浓缩、过滤机过滤脱水后成为精煤粉和低烧失量粉煤灰；粉煤灰专用浮选柱的具体结构为：在浮选柱筒体顶部装有矿浆分配器，在浮选柱筒体内设置多层鼓泡板，浮选柱筒体下部设置多点旋流装置，浮选柱筒体底部设有多点尾灰溢流孔，矿浆分配器周围设置矿浆分配管，在浮选柱筒体周边设置循环管道，循环管道上端与矿浆分配管连接连通，循环管道下端与旋流装置连接连通，在浮选柱上、下部各留有一个循环泵接口，与循环泵连接连通，循环泵安装在浮选柱筒体旁，循环泵输出接口连接连通矿浆分配管，循环泵输入接口连接连通浮选柱筒体上的中层浆进出料口，在浮选柱上部装有高碳灰均衡溢流板，浮选柱上部侧边还装有高碳灰溢流收集口，尾灰溢流孔通过管道连接安装有尾灰自动调节箱；其中，循环泵输入接口连接三个以上的输入口，每个输入口都连接连通浮选柱筒体的中层浆进出料口；循环管道为多根，矿浆分配管也具有多孔，旋流装置为多点，多根循环管道上端分别与矿浆分配管的多孔连接连通，多根循环管道下端分别与多点旋流装置连接连通，多点旋流装置为浮选柱筒体上朝同一方向斜向安装的多个进液管或喷嘴。

2.根据权利要求1所述的烧失量超标粉煤灰脱碳工艺，其特征在于尾灰自动调节箱具有尾灰溢流进口、尾灰溢流出口，尾灰溢流进口连接安装有溢流管，溢流管上安装有调节帽。

3.根据权利要求1所述的烧失量超标粉煤灰脱碳工艺，其特征在于浮选柱或尾灰自动调节箱内安装有液面数码监控装置。

4.根据权利要求1所述的烧失量超标粉煤灰脱碳工艺，其特征在于鼓泡板为板面钻有多孔的板。

5.根据权利要求1所述的烧失量超标粉煤灰脱碳工艺，其特征在于浮选柱筒体底部还安装有多个浆液搅拌机。

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