CN108246256A

CN108246256A - 一种流化床气化产生的废弃物的处理方法

Info

Publication number: CN108246256A
Application number: CN201810063772.8A
Authority: CN
Inventors: 王光; 尚久石; 沈大平; 常玉洁
Original assignee: Beijing Aoke Clean Coal Gas Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Aoke Clean Coal Gas Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2018-07-06

Abstract

本发明涉及一种流化床气化产生的废弃物的处理方法。所述方法包括步骤：A、将流化床飞灰、流化床炉渣、粘结剂混合均匀并粉碎后，得到混合粉料；B、向混合粉料中加水进行压制成型，得到生料；C、生料与原煤送入气化炉进行活化处理，得到活化料。本发明中，流化床飞灰和流化床炉渣活化后可生成均匀、发达的孔隙结构，将其用作吸附处理废水的材料，无需外加造孔剂，活化过程中，流化床飞灰和流化床炉渣中的碳燃烧能够为活化过程提供部分能量，实现不可再生资源的最大化利用；本方法工艺简单，能够实现废物利用，并产生较好的经济效益。

Description

一种流化床气化产生的废弃物的处理方法

技术领域

本发明涉及环保领域，具体涉及一种流化床气化产生的废弃物的处理方法。

背景技术

流化床气化技术具有煤种适应广、投资省、见效快等优点，是煤转化技术发展的一种重要方向。流化床气化技术产生的煤气中会携带大量含碳量较高的气化飞灰。这些气化产生的飞灰粒径非常小，很难进行再气化，导致气化炉碳转化率较低。这样不但造成能源的浪费，还会污染环境，影响人类健康。同时，流化床气化过程产生的灰渣中也存在一定量的残碳，一般情况下直接作为建筑材料使用，造成了能源的浪费。因此，流化床气化产生的飞灰和炉渣的合理利用已成为必须要解决的问题。

目前，飞灰的综合利用主要用作建材，其对含碳量的要求比较严格，标准《GB/T1596-2017用于水泥和混凝土中的粉煤灰》规定，三级标准的含碳量不得超过10％，而流化床飞灰的含碳量一般在30％以上，远远超过标准规定，因此很难用于建筑材料。

含碳量较高的飞灰的处理方法主要有：直接进入粉煤锅炉燃烧、掺混粉煤后成型再入炉燃烧、直接煅烧石灰石、飞灰浮选回收碳等。由于飞灰本身的粒径较小，直接入炉燃烧后停留时间短，燃烧效果不理想，燃烧性能较差。将飞灰掺混粉煤后成型再入炉燃烧需要消耗较多的能量和粘结剂，不利于节能减排。一般的用气厂家并不具备煅烧石灰石的条件，造成飞灰无法使用，浪费资源。飞灰浮选回收碳工艺需要消耗大量的化工原料和能源，处理成本高，不利于节能减排，并且适应性较差，回收产率取决于颗粒的浸润性。因此，流化床飞灰目前尚无切实可行简单高效的处理方法，飞灰的处理一直困扰着用户，影响流化床的推广使用。

并且，流化床气化处理过程中会产生较多的废水，一般由污水处理厂处理，导致装置运行成本的增加。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种综合处理流化床气化过程产生的废弃物的方法，实现了废弃物的资源化利用，流化床飞灰和流化床炉渣中的碳燃烧放热，有效提高了碳转化率，节约成本。

本发明提供了一种流化床气化产生的废弃物的处理方法，包括步骤：

A、将流化床飞灰、流化床炉渣、粘结剂混合均匀并粉碎后，得到混合粉料；

B、向所述混合粉料中加水进行压制成型，得到生料；

C、所述生料与原煤送入气化炉进行活化处理，得到活化料。

进一步地，所述混合粉料中包括60～70重量份的流化床飞灰、20～30重量份的流化床炉渣、5～10重量份的粘结剂。

作为本发明优选的实施方式，所述混合粉料的粒径≤80μm。

作为本发明优选的实施方式，所述粘结剂选用黏土。

作为本发明优选的实施方式，控制所述生料的粒径为5～8mm。

进一步地，所述生料与所述原煤的重量配比为：0.20～0.55:1。

更进一步地，所述活化处理过程的温度为850～1050℃，时间为10～30分钟。

作为本发明优选的实施方式，所述流化床飞灰的含碳量为25～40wt％，粒径为5-240μm；所述流化床炉渣的含碳量为5～15wt％。

进一步地，还包括步骤D：将所述活化料用于吸附处理废水，吸附完成后经晾晒脱水，然后再次送入所述气化炉中进行烧制，得到破碎后活化料，所述破碎后活化料与所述活化料一同排出，经筛分后将所述破碎后活化料与所述活化料分离，并将所述活化料再次用于所述吸附处理废水过程。

作为本发明优选的实施方式，所述筛分分离得到的破碎后活化料用作建筑材料。

本发明针对流化床气化过程产生的飞灰和炉渣进行综合利用，以达到废物利用的目的，同时产生一定的经济效益。利用流化床飞灰和流化床炉渣活化后可生成均匀、发达的孔隙结构，将其用作吸附处理废水的材料，无需外加造孔剂。同时，在活化过程中，流化床飞灰和流化床炉渣中的碳燃烧能够为活化过程提供部分能量，实现不可再生资源的最大化利用。

本发明可将气化、烧结、活化三个过程整合为一体，方法工艺简单，能够较好的满足工业化要求，可与流化床气化装置配套使用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的流化床气化产生的废弃物的处理方法流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

如图1所示，为本发明提出的流化床气化产生的废弃物的处理方法流程图，包括步骤：

B、向混合粉料中加水进行压制成型，得到生料；

C、将生料与原煤送入气化炉进行活化处理，得到活化料。

作为本发明一种优选的实施方式，还包括步骤D：将步骤C得到的活化料用于吸附处理废水，吸附完成后经晾晒脱水，然后再次送入气化炉中进行烧制，得到破碎后活化料，破碎后活化料与活化料一同自气化炉中排出，经筛分分离后，将活化料再次用于吸附处理废水的过程。进一步地，经筛分分离得到的破碎后活化料含碳量达标，能够用作建筑材料。

步骤D中，活化料再次进行烧制后，强度损失较大并破碎，使得能够在气化炉排出的物料中筛分分离破碎后活化料与活化料，避免活化料的浪费，实现活化料的充分利用。

优选的，上述废水可为流化床气化过程产生的废水，活化料可吸附脱除废水中的氨氮、BOD、COD，并起到过滤的作用，实现流化床气化产生的废水的达标排放。即，本发明可利用流化床气化过程产生的飞灰和炉渣，经处理后作为吸附材料来处理流化床气化自身产生的废水，废水处理达标后实现再循环和工业过程零排放。

作为上述处理方法的优选实施方式，流化床飞灰的含碳量为25～40wt％(wt％为质量百分数)，粒径为5～240μm。进一步地，流化床炉渣的含碳量为5～15wt％。

优选的，粘结剂选用黏土，在水的作用下，黏土能够将流化床飞灰和流化床炉渣粘结，使得到的生料形成初步强度，在活化处理过程中，流化床飞灰和流化床炉渣中的矿物质：氧化铝、氧化钙、氧化镁起到助熔黏土的作用，使黏土在850～1050℃的温度下熔融，从而粘结矿物质，形成一定的机械强度，以便后续使用。并且，黏土在高温烧结时会形成一定的孔隙结构，能够提高吸附效果。

进一步地，混合粉料中包括60～70重量份的流化床飞灰、20～30重量份的流化床炉渣、5～10重量份的粘结剂。更进一步地，控制经粉碎后得到的混合粉料的粒径≤80μm。并且，控制压制成型过程中，得到的生料的粒径为5～8mm。

步骤C的活化处理过程中，由于煤种不同，流化床飞灰、流化床炉渣的产量和性质具有很大的差异，因此本步骤中不对生料与原煤的重量配比做具体的限制，以能够实现流化床飞灰和流化床炉渣的充分利用为准。作为其中一些优选的实施方式，生料与原煤的重量配比控制为：0.20～0.55：1。

并且，更优选的，活化处理过程的工艺条件控制为：活化过程温度为850～1050℃，活化过程时间为10～30min，并通入水蒸汽。本发明中，活化处理工艺是为了适应气化炉的正常操作温度和正常排渣时间，该工艺条件并不是对本发明的限制。

本发明中，活化过程是将生料与原煤再次送入气化炉中进行的，在活化过程中通过控制成型后得到的生料的粒径，使得生料颗粒能够停留在气化炉的氧化层(高温区)，增加了生料在氧化层的停留时间，从而有效提高碳转化率。并且，通过控制活化过程的温度，实现高温烧结，从而能得到性能较优的活化料。

本发明的流化床飞灰和流化床炉渣中，碳均匀分布在飞灰颗粒和炉渣颗粒的内部，经活化处理过程烧制后，颗粒内部形成均匀、发达的孔隙结构。并且，流化床飞灰的粒径较小，内部的碳燃烧后会形成较小的、均匀的孔结构，其中，未燃烧的剩余矿物质经高温能够和其它矿物成分结合，从而形成稳定的孔结构。即，本发明中，流化床飞灰和流化床炉渣自身即可提供造孔剂，无需外加造孔剂。本发明充分利用流化床飞灰和流化床炉渣的该特性，将其作为吸附材料使用，能够显著提高吸附效率。并且，流化床飞灰经活化、烧制处理后，实现含碳量达标。

同时，在气化炉中进行活化处理的过程中，流化床飞灰和流化床炉渣中的碳燃烧可为活化过程提供部分能量，实现不可再生资源的最大化利用。

实施例1

将流化床飞灰、流化床炉渣、粘结剂按照重量比65：30：5送入球磨机中进行粉碎，得到粒径≤80μm的混合粉料。其中，流化床飞灰的含碳量为40wt％，粒径为5～50μm，流化床炉渣的含碳量为10wt％。向混合粉料中加水，进行混合、压制成型，得到粒径为5mm的生料。将生料和原煤按照重量配比为0.3：1送入气化炉中，在950℃条件下进行活化处理20min，得到活化料。将活化料用于吸附处理流化床气化过程产生的废水，吸附完成后将活化料晾晒脱水，之后再次送入气化炉中进行烧制，得到破碎后活化料，破碎后活化料与活化料一同自气化炉中排出，经筛分分离后，将活化料再次用于吸附处理废水，破碎后活化料用作建筑材料。

实施例2

将流化床飞灰、流化床炉渣、粘结剂按照重量比70：20：5送入球磨机中进行粉碎，得到粒径≤80μm的混合粉料。其中，流化床飞灰的含碳量为25wt％，粒径为100～200μm，流化床炉渣的含碳量为5wt％。向混合粉料中加水，进行混合、压制成型，得到粒径为8mm的生料。将生料和原煤按照重量配比为0.2：1送入气化炉中，在1050℃条件下进行活化处理10min，得到活化料。活化料的应用处理过程同实施例1。

实施例3

将流化床飞灰、流化床炉渣、粘结剂按照重量比60：30：10送入球磨机中进行粉碎，得到粒径≤80μm的混合粉料。其中，流化床飞灰的含碳量为35wt％，粒径为50～100μm，流化床炉渣的含碳量为15wt％。向混合粉料中加水，进行混合、压制成型，得到粒径为6mm的生料。将生料和原煤按照重量配比为0.55：1送入气化炉中，在850℃条件下进行活化处理30min，得到活化料。活化料的应用处理过程同实施例1。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种流化床气化产生的废弃物的处理方法，其特征在于，包括步骤：

B、向所述混合粉料中加水进行压制成型，得到生料；

C、所述生料与原煤送入气化炉进行活化处理，得到活化料。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述混合粉料中包括60～70重量份的流化床飞灰、20～30重量份的流化床炉渣、5～10重量份的粘结剂。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述混合粉料的粒径≤80μm。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述粘结剂选用黏土。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，控制所述生料的粒径为5～8mm。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述生料与所述原煤的重量配比为：0.2～0.55：1。

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述活化处理过程的温度为850～1050℃，时间为10～30分钟。

8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述流化床飞灰的含碳量为25～40wt％，粒径为5～240μm；所述流化床炉渣的含碳量为5～15wt％。

9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，还包括步骤D：将所述活化料用于吸附处理废水，吸附完成后经晾晒脱水，然后再次送入所述气化炉中进行烧制，得到破碎后活化料，所述破碎后活化料与所述活化料一同排出，经筛分后将所述破碎后活化料与所述活化料分离，并将所述活化料再次用于所述吸附处理废水过程。

10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述筛分分离得到的破碎后活化料用作建筑材料。