CN101456689B - 一种德士古炉水煤浆气化废渣的综合利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种德士古炉水煤浆气化废渣的综合利用方法，其特征是通过在水煤浆制备气化过程中添加足量的助熔剂，在不改变德士古气化工艺的前提下，使得所产生的废渣的碱性系数大于1.0，然后通过重力分离措施，将高含碳颗粒和硅酸盐玻璃质渣块进行分离，利用高含碳颗粒的热值在硅酸盐玻璃质渣块粉磨过程中进行烘干，最后得到比表面积大于350m2/kg，水分含量小于1wt％的用于水泥或混凝土行业的高活性矿渣粉，实现有效利用德士古水煤浆气化废渣的目的。这种方法工艺简单，废渣利用率高，经济效益好。

Description

一种德士古炉水煤浆气化废渣的综合利用方法
技术领域
本发明属于煤化工固体废弃物的综合利用技术领域，具体涉及一种德士古炉水煤浆气化废渣的综合利用方法。
背景技术
众所周知，采用国际上比较先进的工艺对煤进行气化时，最常用的方法就是德士古水煤浆法来制备合成气。
国内外对水煤浆气化技术已经进行了详细的研究与广泛的应用实践，取得巨大的技术进步，然而却很少涉及水煤浆气化后废渣的利用问题。
为了节能减排，减少水煤浆气化后废渣对环境污染的影响，发展循环经济，本发明涉及就德士古水煤浆气化后产生的废渣进行综合利用。
在德士古水煤浆气化废渣中，含有大量的多孔超细含碳类颗粒和玻璃质硅酸盐碎渣块。其中，超细高含碳类颗粒可以用作吸附材料，最简单的应用为当作燃料燃烧使用。硅酸盐玻璃质碎块可以用于建筑材料，是优质的水泥或混凝土填加料，也是泡沫玻璃等建筑材料的优质原料。事实上，硅酸盐玻璃质碎渣和超细高含碳颗粒以及水分是混合在一起的。作为建筑材料的硅酸盐玻璃质碎块不能含有碳物质，且活性有待进一步提高，大部分废渣的活性达不到过国家对用于水泥和混凝土中的高炉粒化矿渣的质量要求，同时也有水分含量的限制，如何经济适用利用这类废渣是本发明要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、废渣利用率高的德士古炉水煤浆气化废渣的综合利用方法。该方法既节约能源，又能获得高活性矿粉，实现废渣的充分利用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种德士古炉水煤浆气化废渣的综合利用方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)首先根据水煤浆气化废渣的化学成分，确定助熔剂氧化钙的添加量，使得最终废渣的碱性系数大于1.0；其中，所述碱性系数为(CaO+MgO+K2O+Na2O)/(SiO2+Al2O3)的比值；
(2)通过常规的水煤浆气化工艺，在水煤浆气化后获得废渣；
(3)利用摇床设备，将德士古气化炉产出的废渣通过重力选矿方法，对废渣中的高含碳颗粒和硅酸盐玻璃质渣块进行分离；
(4)通过带有烘干功能的粉碎设备，利用分离出的高含碳颗粒的燃烧热值，对硅酸盐玻璃质废渣进行磨细烘干，使得磨细烘干后的硅酸盐玻璃质废渣矿粉含水量小于1wt％，比表面积细度大于350m2/kg；
(5)将步骤(4)获得的硅酸玻璃质废渣矿粉作为水泥混合材应用于水泥行业或作为混凝土掺合料应用于混凝土行业。
上述步骤(4)中所述粉碎设备为立磨或球磨机。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明是在不对水煤浆气化生产产生影响的前提下，对废渣的活性进行提高改性，改性成本低；利用废渣中未燃烧的含碳颗粒的热值对硅酸盐玻璃质废渣进行烘干，既节约能源，又能获得高活性矿粉，实现废渣的充分利用；符合技术要求的硅酸盐玻璃质废渣粉用于水泥和混凝土行业用量大，废渣利用率高。
下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种德士古炉水煤浆气化废渣的综合利用方法，包括以下步骤：
(1)首先根据水煤浆气化废渣的化学成分，确定助熔剂氧化钙的添加量，使得最终废渣的碱性系数大于1.0；其中，所述碱性系数为(CaO+MgO+K2O+Na2O)/(SiO2+Al2O3)的比值(即重量比)；
(2)通过常规的水煤浆气化工艺，在水煤浆气化后获得废渣；
(3)利用摇床设备，将德士古气化炉产出的废渣通过重力选矿方法，对废渣中的高含碳颗粒和硅酸盐玻璃质渣块进行分离；
(4)通过带有烘干功能的粉碎设备如立磨或球磨机，利用分离出的高含碳颗粒的燃烧热值，对硅酸盐玻璃质废渣进行磨细烘干，使得磨细烘干后的硅酸盐玻璃质废渣矿粉含水量小于1wt％，比表面积细度大于350m2/kg；
(5)将步骤(4)获得的硅酸玻璃质废渣矿粉作为水泥混合材应用于水泥行业或作为混凝土掺合料应用于混凝土行业。
实施例1
在气化用神府高钙煤中添加高钙煤重量10％的石灰，经过水煤浆制备，德士古气化炉气化，获得气化废渣，经过摇床重力分离，分离后废渣含水量35.58％(WT)；废渣分离后所得硅酸盐玻璃质渣块占废渣总量75％(WT)；黑色焦粉占25％(WT)；硅酸盐玻璃质废渣碱性系数1.15，通过带有烘干功能的立磨或球磨机对硅酸盐玻璃质废渣进行磨细烘干，磨细烘干后获得比表面积370m2/kg的硅酸盐玻璃质废渣矿粉，按照国家标准(GB/T18046-2000)《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》试验，各龄期(3天，7天，28天，90天)活度系数A3＝69％，A7＝74.1％，A28＝98％，A90＝103％。
实施例2
工艺同实施例1的废渣，磨细烘干后获得比表面积500m2/kg，按照国家标准(GB/T18046-2000)《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》试验，各龄期活度系数A3＝72％，A7＝83％，A28＝112％，A90＝128％。
实施例3
工艺同实施例1的废渣，磨细烘干后获得比表面积700m2/kg，按照国家标准(GB/T18046-2000)《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》试验，各龄期活度系数A3＝98％，A7＝110％，A28＝123％，A90＝141％。
实施例4
在气化用神府高钙煤添加高钙煤重量5％的石灰，经过水煤浆制备，德士古气化炉气化，获得气化废渣，经过重力分离，分离后废渣含水量：37.3％(WT)；废渣分离后所得硅酸盐玻璃质渣块占废渣总量78％(WT)，黑色焦粉占22％(WT)；硅酸盐玻璃质废渣碱性系数1.01，通过带有烘干功能的立磨或球磨机对硅酸盐玻璃质废渣进行磨细烘干，磨细烘干后获得比表面积400m2/kg的硅酸盐玻璃质废渣矿粉，按照国家标准(GB/T18046-2000)《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》试验，各龄期活度系数A3＝65％，A7＝70.1％，A28＝96％，A90＝101％。
实施例5
工艺同实施例4的废渣，磨细烘干后获得比表面积600m2/kg，按照国家标准(GB/T18046-2000)《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》试验，各龄期活度系数A3＝70％，A7＝81％，A28＝102％，A90＝120％。
实施例6
工艺同实施例4的废渣，磨细烘干后获得比表面积800m2/kg，按照国家标准(GB/T18046-2000)《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》试验，各龄期活度系数A3＝96％，A7＝100％，A28＝110％，A90＝134％。

Claims (2)

1.一种德士古炉水煤浆气化废渣的综合利用方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)首先根据水煤浆气化废渣的化学成分，确定助熔剂氧化钙的添加量，使得最终废渣的碱性系数大于1.0；其中，所述碱性系数为(CaO+MgO+K2O+Na2O)/(SiO2+Al2O3)的比值；
(2)通过常规的水煤浆气化工艺，在水煤浆气化后获得废渣；
(3)利用摇床设备，将德士古气化炉产出的废渣通过重力选矿方法，对废渣中的高含碳颗粒和硅酸盐玻璃质渣块进行分离；
(4)通过带有烘干功能的粉碎设备，利用分离出的高含碳颗粒的燃烧热值，对硅酸盐玻璃质废渣进行磨细烘干，使得磨细烘干后的硅酸盐玻璃质废渣矿粉含水量小于1wt％，比表面积细度大于350m2/kg；
(5)将步骤(4)获得的硅酸盐玻璃质废渣矿粉作为水泥混合材应用于水泥行业或作为混凝土掺合料应用于混凝土行业。
2.根据权利要求1所述的一种德士古炉水煤浆气化废渣的综合利用方法，其特征在于步骤(4)中所述粉碎设备为立磨或球磨机。
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