CN111659707B - 气化细渣碳-灰分离与高碳产物脱水一体化装置及方法 - Google Patents

气化细渣碳-灰分离与高碳产物脱水一体化装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种气化细渣碳‑灰分离与高碳产物脱水一体化装置及方法,属于煤气化灰渣资源化利用领域。所述装置包括调浆桶,药剂箱,静态无充气式分离柱,蒸发干燥器,油水分离器,带式输送机,压滤机;所述静态无充气式分离柱为柱状壳体,分离柱上部安装有刮板,刮板下部有蒸发干燥器,分离柱下部连接尾矿管路;调浆完成的气化细渣矿浆由给料泵从静态无充气式分离柱中部入料口给入,在捕收剂作用下,亲油疏水的高碳产品在静态无充气式分离柱上部富集,由刮板刮出;亲水的高灰产品在静态无充气式分离柱下部富集,由泵抽出。本发明只需添加捕收剂即可实现气化细渣碳‑灰高效分离,该装置的设备简单,分离效率高,分离精度高,具有良好的工业化应用前景。

Description

气化细渣碳-灰分离与高碳产物脱水一体化装置及方法
技术领域
本发明属于煤气化渣资源化利用领域,具体涉及一种气化细渣碳-灰分离与高碳产物脱水一体化装置及方法。
背景技术
煤气化技术是现代煤化工产业的龙头和核心技术。煤气化细渣残碳含量较高,一般大于20%,甚至达到40%以上,远高于建工建材行业利用烧失量≤15% 的要求,同时,由于残炭组分较高的孔隙率,经絮凝脱水后,其含水量仍有50%左右。按照现有固废处理方式,若直接进行填埋处理,既浪费了宝贵的碳源,又占用了大量的土地资源,同时还影响了当地的水质和地质环境。因此,对气化细渣进行资源化利用的前提是对其进行碳碳-灰分离及产品脱水。
利用气化细渣碳-灰组分表面亲疏水性的特点,目前主要采用浮选的方法进行分离,精矿和尾矿的烧失量显现了一定的差异,但总体浮选效果并不理想。另外,气化细渣炭粒度小,并且具有多孔结构,采用常规脱水方式时,水分含量高,利用热能进行干燥时,不仅能耗高,而且能量利用率低。因此,开发气化细渣碳-灰分离及脱水技术,对于实现气化渣的资源化利用具有重要意义。
发明内容
本发明旨在提供一种气化细渣碳-灰分离及高碳产物脱水一体化装置及方法。
本发明提供的装置及方法基于气化细渣多孔属性及表面疏水亲油官能团的作用机理,只需添加捕收剂,高碳产品无需脱水,即可实现气化细渣碳-灰分离及获得低含水量的高碳产品。
本发明提供的一种气化细渣碳-灰分离与高碳产物脱水一体化装置,包括调浆桶,药剂箱,静态无充气式分离柱,蒸发干燥器,油水分离器,带式输送机,压滤机,其中:
所述调浆桶带有高速剪切搅拌器,调浆桶出口通过管路与静态无充气式分离柱相连,调浆桶与药剂箱相连;
所述药剂箱为密闭结构,通过管路分别与调浆桶及油水分离器相连,连接管路上安装有计量泵;
所述静态无充气式分离柱为柱状壳体,进料管路位于静态无充气式分离柱中部,静态无充气式分离柱上部安装有刮板,刮板下部有蒸发干燥器;静态无充气式分离柱下部连接尾矿管路,通过输送泵与压滤机相连;
所述蒸发干燥器为密闭结构,通过管路与油水分离器相连,油水分离器的出油端与药剂箱相连,油水分离器的出水端与地沟相通;
本发明提供的一种采用上述装置进行的气化细渣碳-灰分离与高碳产物脱水一体化方法,包括以下步骤:
(1)将一体化装置与气化渣厂气化工艺环节相连接,气化过程产生的气化细渣矿浆从气化细渣浓缩机经进料泵流经管路打入调浆桶;
进一步地,气化细渣经搅拌后与水混合配成50-150g/L浓度的矿浆经进料泵流经管路打入调浆桶;
(2)捕收剂由药剂箱经计量泵定量给入调浆桶,气化细渣矿浆在调浆桶内高速搅拌调浆并充分混匀;
所述捕收剂包括煤油、柴油、煤焦油中的一种。
(3)调浆完成的气化细渣矿浆由给料泵从静态无充气式分离柱中部入料口给入,在捕收剂作用下,亲油疏水的高碳产品在静态无充气式分离柱上部富集,由刮板刮出;亲水的高灰产品在静态无充气式分离柱下部富集,由泵抽出;
(4)刮板刮出的高碳产品落入蒸发干燥器,无需脱水设备,脱除药剂后由带式输送机外排;
(5)蒸发干燥器脱除的药剂蒸发冷凝,经油水分离器提纯后进入药剂箱循环使用,脱除的水分进入地沟外排;
进一步的,静态无充气式分离柱下部的高灰产品由泵打入压滤机,脱水后由带式输送机外排,压滤水返回循环水池循环使用。
本发明的有益效果:
本发明提供的一种气化细渣碳-灰分离与高碳产物脱水一体化装置及方法,采用静态无充气式分离柱只需添加捕收剂即可实现气化细渣碳-灰高效分离,分离后的高碳产品含碳量高,水分低,无需脱水设备,含水率降低至5%以下,大大减少了含碳产品脱水的能耗;该装置的设备简单,分离效率高,分离精度高,具有良好的工业化应用前景。
附图说明
图1为本发明的一体化装置示意图。
图2为本发明的静态无充气式分离柱示意图。
图中:1-调浆桶;2-矿浆输送泵;3-静态无充气式分离柱;4-高灰产品输送泵;5-压滤机;6-高灰产品带式输送机;7-蒸发干燥器;8-高碳产品带式输送机;9-油水分离器;10-药剂箱;11-计量泵;A为循环水;12-静态无充气式分离柱腔体;13-入料口,14-集料槽,15-刮板,16-高碳产品出料口,17-高灰产品出料口。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明,但不局限于以下实施例。
如图1所示,一种气化细渣碳-灰分离与高碳产物脱水一体化装置,包括调浆桶1,静态无充气式分离柱3,压滤机5,高灰产品带式输送机6,蒸发干燥器7,高碳产品带式输送机8,油水分离器9,药剂箱10,计量泵11,其中:
所述调浆桶1带有高速剪切搅拌器,调浆桶1出口通过管路与静态无充气式分离柱3相连,调浆桶1与药剂箱10相连;
所述药剂箱10为密闭结构,通过管路分别与调浆桶1及蒸发干燥器7相连,连接管路上安装有计量泵11;
所述静态无充气式分离柱3为柱状壳体,进料管路位于静态无充气式分离柱3中部,静态无充气式分离柱3上部安装有刮板,刮板下部连接有蒸发干燥器7;静态无充气式分离柱3下部连接尾矿管路;
所述蒸发干燥器7为密闭结构,通过管路与油水分离器9相连,油水分离器9的出油端与药剂箱10相连,油水分离器9的出水端与地沟相通;
本发明提供了采用上述装置进行的气化细渣碳-灰分离与高碳产物脱水一体化方法,包括以下步骤:
(1)将一体化装置与气化渣厂气化工艺环节相连接,气化过程产生的气化细渣矿浆从气化细渣浓缩机经进料泵流经管路打入调浆桶1;
进一步地,气化细渣经搅拌后与水混合配成50-150g/L浓度的矿浆经进料泵流经管路打入调浆桶1;
(2)捕收剂柴油由药剂箱10经计量泵11定量给入调浆桶1,气化细渣矿浆在调浆桶1内高速搅拌调浆并充分混匀;
(3)调浆完成的气化细渣矿浆由给料泵从静态无充气式分离柱3中部入料口给入,在捕收剂作用下,亲油疏水的高碳产品在静态无充气式分离柱3上部富集,由刮板刮出;亲水的高灰产品在静态无充气式分离柱下部富集,由泵抽出;
(4)刮板刮出的高碳产品产品落入蒸发干燥器7,无需脱水设备,脱除药剂后由带式输送机8外排;
(5)蒸发干燥器7脱除的药剂蒸发冷凝,经油水分离器9提纯后进入药剂箱10循环使用,脱除的水分进入地沟外排;
进一步的,静态无充气式分离柱3下部的高灰产品由泵打入压滤机5,脱水后由带式输送机6外排,压滤水返回循环水池循环使用。
以下通过具体实施例来说明实施过程:
实施例1:
一种气化细渣碳-灰分离与高碳产物脱水一体化方法,采用以下步骤实现:
1. 来自气化车间的气化细渣矿浆从气化细渣浓缩机经进料泵打入调浆桶1,打开循环水管路配水后制备成70g/L浓度的矿浆;
2. 捕收剂柴油由药剂箱10经计量泵11按照300kg/t用量定量给入调浆桶1,与气化细渣矿浆在调浆桶1内高速搅拌调浆5分钟并充分混匀;
3. 调浆完成的气化细渣矿浆由矿浆入料泵2从静态无充气式分离柱3中部入料口给入,在捕收剂作用下,亲油疏水的高碳产品在静态无充气式分离柱3上部富集,由刮板刮出;亲水的高灰产品在静态无充气式分离柱3下部富集,由高灰产品输送泵4抽出;
4. 静态无充气式分离柱3刮板刮出的高碳产品刮至密闭的蒸发干燥器7,脱除药剂后由带式输送机8外排;
5. 蒸发干燥器7的药剂蒸发冷凝,经油水分离器9提纯后进入药剂箱10循环使用,脱除的水分进入地沟外排;
6. 静态无充气式分离柱3下部产物由高灰产品输送泵4打入板框压滤机5,脱水后由高灰产品传送带6外排,压滤水返回循环水池循环使用。
经一种气化细渣碳-灰分离与高碳产物脱水一体化系统与方法进行分离后,各产品质量及数量指标如下表1所示:
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
经本发明方法处理后,高碳产品碳组分含量得到明显富集,可为掺烧、土壤修复等后续利用提供了原料。
以上所述实施方式仅是对本发明方法的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的方法做出的各种变形与改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种气化细渣碳-灰分离与高碳产物脱水一体化方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)气化过程产生的气化细渣矿浆从气化细渣浓缩机经进料泵流经管路打入调浆桶;
(2)捕收剂由药剂箱经计量泵定量给入调浆桶,气化细渣矿浆在调浆桶内高速搅拌调浆并充分混匀;
(3)调浆完成的气化细渣矿浆由给料泵从静态无充气式分离柱中部入料口给入,在捕收剂作用下,亲油疏水的高碳产品在静态无充气式分离柱上部富集,由刮板刮出;亲水的高灰产品在静态无充气式分离柱下部富集,由泵抽出打入压滤机,脱水后由带式输送机外排,压滤水返回循环水池循环使用;
(4)刮板刮出的高碳产品落入蒸发干燥器,无需脱水设备,脱除药剂后由带式输送机外排;
(5)蒸发干燥器脱除的药剂蒸发冷凝,经油水分离器提纯后进入药剂箱循环使用,脱除的水分进入地沟外排;
其中:气化细渣矿浆经搅拌后与水混合配成50-150g/L浓度的矿浆;
所述捕收剂包括煤油、柴油、煤焦油中的一种;
所述静态无充气式分离柱为柱状壳体,进料管路位于静态无充气式分离柱中部,静态无充气式分离柱上部安装有刮板,刮板下部连接有蒸发干燥器,静态无充气式分离柱下部连接尾矿管路;所述蒸发干燥器为密闭结构,通过管路与油水分离器相连,油水分离器的出油端与药剂箱相连,油水分离器的出水端与地沟相通。
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