CN111892969A - 一种从炉渣中提取精碳粉的工艺 - Google Patents

一种从炉渣中提取精碳粉的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及炉渣的资源化利用工艺技术领域，具体来说是一种从炉渣中提取精碳粉的工艺，工艺基于以下设备实施，所述设备包括依次连通的沉渣槽、第一输送泵、渣浆桶、第二输送泵、提碳装置、第一过滤设备、干燥设备和包装设备。本发明能够使大型的煤化工生产装置所产生的炉渣及煤矿、洗煤厂所产生的煤泥进行精选提碳；达到固废减排和固体废弃物再利用。本发明能够提取出的精碳粉发热量高达6000Kcal以上，是优质的原料煤和冶金燃料煤；使用本技术在节能和环保这两个环节实现了节能减排的功效，是一举多得之技术路线。

Description

一种从炉渣中提取精碳粉的工艺
技术领域
本发明涉及煤化工及煤矿的固废处理工艺技术领域，具体来说是一种从炉渣中提取精碳粉的工艺。
背景技术
中国是全球最大的煤炭生产国和消费国，煤炭占所有一次性能源消耗总量的70％，80％以上的电厂使用煤炭发电。必须以加快煤炭的高效利用步伐来减缓巨大的能源消耗。现有技术通过降低炉渣残碳来实现煤炭的高效利用，然而再高效的燃烧还是无法达到煤炭完全利用，在煤矿生产产生的煤矸石、洗煤厂生产产生的煤泥、煤化工生产产生的炉渣等固体废弃物中均残留有有大量的精碳粉，精碳粉具有发热量高、灰分低、低硫、低挥发分的特点，在进行二次燃烧时具有发热快、热量高、环境污染小的特点。
现在技术的煤矿生产产生的煤矸石、洗煤厂生产产生的煤泥、煤化工生产产生的炉渣等固废处理的方式主要是填埋处理，这样的处理方式即不环保又占用土地，隔离措施做不到位的话极易污染土地和地下水资源，现有技术还没有考虑到炉渣中精碳粉提取的意义和作用，因此精碳粉若能够被二次利用的话不仅能够缓解煤炭的压力，而且能够减轻对环境的污染，即实现固废的减排目的又实现固废资源化、能源化的利用。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供了一种从炉渣中提取精碳粉的工艺，本发明能够使大型的煤化工生产装置所产生的炉渣和煤矿、洗煤厂所产生的煤泥进行精选提碳；达到固废减排和固体废弃物再利用。本发明能够提取出的精碳粉发热量高达6000Kcal以上，是优质的原料煤和冶金燃料煤；使用本技术在节能和环保这两个环节实现了节能减排的功效，是一举多得之技术路线。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种从炉渣中提取精碳粉的工艺，所述工艺基于以下设备实施，所述设备包括依次连通的沉渣槽、第一输送泵、渣浆桶、第二输送泵、提碳装置、第一过滤设备、干燥设备和包装设备；
所述工艺包括：
煤化工生产过程中产生的气化炉渣经水冷却后进入所述沉渣槽，用所述第一输送泵把所述沉渣槽中炉渣和水输送至所述渣浆桶，并于所述渣浆桶内混合成渣浆，将所述渣浆用所述第二输送泵输送至所述提碳装置，并在所述提碳装置内进行精碳粉和炉渣的充分分离；
将分离得到的精碳粉调成便于输送和用于洗涤可溶性杂质的精制煤浆，再经由所述第一过滤设备过滤后，于所述干燥设备内干燥，最后经由所述包装设备包装成为成品精碳粉。
本发明还保护了提碳装置，所述提碳装置包括螺旋溜槽、直线高频筛和强磁选器，所述第二输送泵与所述螺旋溜槽贯通连接，所述螺旋溜槽的出口位于所述直线高频筛的正上方，所述直线高频筛下方设置用于存放煤浆的煤浆桶和用于存放灰浆的灰浆桶，所述煤浆桶与所述第一过滤设备通过管道连通，所述管道内设置有所述强磁选器，所述强磁选器与所述煤浆桶之间的所述管道上设置有煤浆泵；
经所述第二输送泵排出的渣浆先由所述螺旋溜槽分离后，得到煤浆Ⅰ和灰浆Ⅰ，将煤浆Ⅰ再经所述直线高频筛进行二次分离，并得到位于煤浆桶内的煤浆Ⅱ和位于灰浆桶内灰浆Ⅱ，在所述煤浆泵的作用下煤浆Ⅱ在管道内经所述强磁选器进行煤浆Ⅱ的三次分离，得到所述精制煤浆和灰浆Ⅲ，将所述精制煤浆过滤、干燥并包装；灰浆Ⅰ、灰浆Ⅱ和灰浆Ⅲ合并后经过滤脱水得到所述泥浆饼，送至堆场。
优选的，还包括泥浆泵和第二过滤设备，所述泥浆泵和第二过滤设备依次贯通连接在所述螺旋溜槽上；
所述泥浆泵用于将合并后的灰浆Ⅰ、灰浆Ⅱ和灰浆Ⅲ输送至所述第二过滤设备0；
所述第二过滤设备0用于将灰浆Ⅰ、灰浆Ⅱ和灰浆Ⅲ中的泥浆和水分离，得到泥浆饼。
优选的，所述渣浆桶内渣浆的浓度为10-15％。
优选的，所述第一过滤设备的孔径为100-150目。
优选的，所述干燥设备以0.4MPa-0.6MPa(表压)的饱和蒸汽为热源，在常压条件下，经间壁传质换热方式干燥。
优选的，所述第二过滤设备的孔径为100-150目。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1、本技术的创造性在于把大型煤化工和洗煤厂所产生的炉渣以及煤泥进行二次分选，提取出纯度较高的精碳粉，该精碳粉具有燃烧发热量高、灰分低、低硫、低挥发分的特点。目前在国内还没有这样的处理固废的方法和工艺路线，属于首创。
2、本发明的新颖性是把节能和减排在一套生产工艺中全部实现，因为是从煤化工所产生的固废(炉渣)和洗煤厂生产所产生的固废(煤泥)中提取精碳粉，这些固废按目前的传统处理方法是填埋处理；本发明通过提取工艺把这些固废中的碳粉提取出来做为原料煤和燃料煤，即实现了固废的减排目的又实现了固废资源化、能源化的利用，节省了能源的开采和消耗，是高级的节能理念。
3、本发明的实用性是依托于大型煤化生产工装置和大型煤矿的洗煤厂作为固废处理和资源循环再利用；具有投资小、占地面积少、建设周期短、公用工程消耗小、加工流程短、制造成本低等特点，非常适合在已有的生产装置附近建设该处理装置，实用性强、易于推广。
附图说明
图1为本发明一种从炉渣中提取精碳粉的简易工艺流程图；
图2为本发明一种从炉渣中提取精碳粉的提碳装置内工艺流程图；
图3为本发明一种从炉渣中提取精碳粉的详细工艺流程图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，用以较佳的实施例及附图1-3配合详细的说明。
实施例1
一种从炉渣中提取精碳粉的工艺，所述工艺基于以下设备实施，所述设备包括依次连通的沉渣槽1、第一输送泵2、渣浆桶3、第二输送泵4、提碳装置5、第一过滤设备7、干燥设备8和包装设备9；还包括泥浆泵6和第二过滤设备10；
所述工艺包括：
煤化工生产过程中产生的气化炉渣经水冷却后进入沉渣槽1，用第一输送泵2把沉渣槽1中的炉渣和水输送至渣浆桶3，并于所述渣浆桶3内混合成渣浆，渣浆的浓度为10％，将渣浆用第二输送泵4输送至提碳装置5，并在提碳装置5内进行精碳粉和炉渣的充分分离；
经第二输送泵4排出的渣浆先由螺旋溜槽11分离后，得到煤浆Ⅰ和灰浆Ⅰ，将煤浆Ⅰ再经直线高频筛12进行二次分离，并得到位于煤浆桶内的煤浆Ⅱ和位于灰浆桶内灰浆Ⅱ，在煤浆泵的作用下煤浆Ⅱ在管道内经强磁选器13进行煤浆Ⅱ的三次分离，得到便于输送和用于洗涤可溶性杂质的精制煤浆和灰浆Ⅲ，精制煤浆再经由第一过滤设备7过滤后，第一过滤设备7的孔径为100目，于干燥设备8内干燥，干燥设备8以0.4MPa(表压)的饱和蒸汽为热源，在常压条件下，经间壁传质换热方式干燥，最后经由包装设备9包装成为成品精碳粉；灰浆Ⅰ、灰浆Ⅱ和灰浆Ⅲ合并后用泥浆泵6输送至第二过滤设备10，第二过滤设备10的孔径为150目，再将过滤脱水后的泥浆饼送至堆场。
实施例2
一种从炉渣中提取精碳粉的工艺，所述工艺基于以下设备实施，所述设备包括依次连通的沉渣槽1、第一输送泵2、渣浆桶3、第二输送泵4、提碳装置5、第一过滤设备7、干燥设备8和包装设备9；还包括泥浆泵6和第二过滤设备10；
所述工艺包括：
煤化工生产过程中产生的气化炉渣经水冷却后进入沉渣槽1，用第一输送泵2把沉渣槽1中的炉渣和水输送至渣浆桶3，并于所述渣浆桶3内混合成渣浆，渣浆的浓度为13％，将渣浆用第二输送泵4输送至提碳装置5，并在提碳装置5内进行精碳粉和炉渣的充分分离；
经第二输送泵4排出的渣浆先由螺旋溜槽11分离后，得到煤浆Ⅰ和灰浆Ⅰ，将煤浆Ⅰ再经直线高频筛12进行二次分离，并得到位于煤浆桶内的煤浆Ⅱ和位于灰浆桶内灰浆Ⅱ，在煤浆泵的作用下煤浆Ⅱ在管道内经强磁选器13进行煤浆Ⅱ的三次分离，得到便于输送和用于洗涤可溶性杂质的精制煤浆和灰浆Ⅲ，精制煤浆再经由第一过滤设备7过滤后，第一过滤设备7的孔径为130目，于干燥设备8内干燥，干燥设备8以0.5MPa(表压)的饱和蒸汽为热源，在常压条件下，经间壁传质换热方式干燥，最后经由包装设备9包装成为成品精碳粉；灰浆Ⅰ、灰浆Ⅱ和灰浆Ⅲ合并后用泥浆泵6输送至第二过滤设备10，第二过滤设备10的孔径为130目，再将过滤脱水后的泥浆饼送至堆场。
实施例3
一种从炉渣中提取精碳粉的工艺，所述工艺基于以下设备实施，所述设备包括依次连通的沉渣槽1、第一输送泵2、渣浆桶3、第二输送泵4、提碳装置5、第一过滤设备7、干燥设备8和包装设备9；还包括泥浆泵6和第二过滤设备10；
所述工艺包括：
煤化工生产过程中产生的气化炉渣经水冷却后进入沉渣槽1，用第一输送泵2把沉渣槽1中的炉渣和水输送至渣浆桶3，并于所述渣浆桶3内混合成渣浆，渣浆的浓度为15％，将渣浆用第二输送泵4输送至提碳装置5，并在提碳装置5内进行精碳粉和炉渣的充分分离；
经第二输送泵4排出的渣浆先由螺旋溜槽11分离后，得到煤浆Ⅰ和灰浆Ⅰ，将煤浆Ⅰ再经直线高频筛12进行二次分离，并得到位于煤浆桶内的煤浆Ⅱ和位于灰浆桶内灰浆Ⅱ，在煤浆泵的作用下煤浆Ⅱ在管道内经强磁选器13进行煤浆Ⅱ的三次分离，得到便于输送和用于洗涤可溶性杂质的精制煤浆和灰浆Ⅲ，精制煤浆再经由第一过滤设备7过滤后，第一过滤设备7的孔径为150目，于干燥设备8内干燥，干燥设备8以0.6MPa(表压)的饱和蒸汽为热源，在常压条件下，经间壁传质换热方式干燥，最后经由包装设备9包装成为成品精碳粉；灰浆Ⅰ、灰浆Ⅱ和灰浆Ⅲ合并后用泥浆泵6输送至第二过滤设备10，第二过滤设备10的孔径为150目，再将过滤脱水后的泥浆饼送至堆场。
下面将本发明实施例1和实施例2制备的煤粉在盛渊煤质化验化验室进行化验，执行标准为GB/T211-2007 GB/T212-2008 GB/T214-2007 GB/T213-2008，采样日期为2020年6月20，表中“100目气化细渣”为本发明实施例1制得的样品，表中“130目气化细渣”为本发明实施例2制得的样品，序号3-5的样品为随机选择的炉渣样品测试结果，具体检测结果如表1所示：
表1盛渊煤质检测检验报告
Figure BDA0002638953430000071
序号3的样品“粗渣筛上物”为将未处理的气化炉渣过筛后，得到的筛上物；序号4的样品“粗渣筛下物”为将未处理的气化炉渣过筛后，得到的筛下物；“100目气化细渣筛下物”为实施例1中的第一过滤设备7过滤后的筛下物。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种从炉渣中提取精碳粉的工艺，其特征在于，所述工艺基于以下设备实施，所述设备包括依次连通的沉渣槽(1)、第一输送泵(2)、渣浆桶(3)、第二输送泵(4)、提碳装置(5)、第一过滤设备(7)、干燥设备(8)和包装设备(9)；
所述工艺包括：
煤化工生产过程中产生的气化炉渣经水冷却后进入所述沉渣槽(1)，用所述第一输送泵(2)把所述沉渣槽(1)中炉渣和水输送至所述渣浆桶(3)，并于所述渣浆桶(3)内混合成渣浆，将所述渣浆用所述第二输送泵(4)输送至所述提碳装置(5)，并在所述提碳装置(5)内进行精碳粉和炉渣的充分分离；
将分离得到的精碳粉调成便于输送和用于洗涤可溶性杂质的精制煤浆，再经由所述第一过滤设备(7)过滤后，于所述干燥设备(8)内干燥，最后经由所述包装设备(9)包装成为成品精碳粉。
2.根据权利要求1所述的一种从炉渣中提取精碳粉的工艺，其特征在于，所述提碳装置(5)包括螺旋溜槽(11)、直线高频筛(12)和强磁选器(13)，所述第二输送泵(4)与所述螺旋溜槽(11)贯通连接，所述螺旋溜槽(11)的出口位于所述直线高频筛(12)的正上方，所述直线高频筛(12)下方设置用于存放煤浆的煤浆桶和用于存放灰浆的灰浆桶，所述煤浆桶与所述第一过滤设备(7)通过管道连通，所述管道内设置有所述强磁选器(13)，所述强磁选器(13)与所述煤浆桶之间的所述管道上设置有煤浆泵；
经所述第二输送泵(4)排出的渣浆先由所述螺旋溜槽(11)分离后，得到煤浆Ⅰ和灰浆Ⅰ，将煤浆Ⅰ再经所述直线高频筛(12)进行二次分离，并得到位于煤浆桶内的煤浆Ⅱ和位于灰浆桶内灰浆Ⅱ，在所述煤浆泵的作用下煤浆Ⅱ在管道内经所述强磁选器(13)进行煤浆Ⅱ的三次分离，得到所述精制煤浆和灰浆Ⅲ，将所述精制煤浆过滤、干燥并包装；灰浆Ⅰ、灰浆Ⅱ和灰浆Ⅲ合并后经过滤脱水得到所述泥浆饼，送至堆场。
3.根据权利要求2所述的一种从炉渣中提取精碳粉的工艺，其特征在于，还包括泥浆泵(6)和第二过滤设备(10)，所述泥浆泵(6)和第二过滤设备(10)依次贯通连接在所述螺旋溜槽(11)上；
所述泥浆泵(6)用于将合并后的灰浆Ⅰ、灰浆Ⅱ和灰浆Ⅲ输送至所述第二过滤设备(10)；
所述第二过滤设备(10)用于将灰浆Ⅰ、灰浆Ⅱ和灰浆Ⅲ中的泥浆和水分离，得到泥浆饼。
4.根据权利要求1所述的一种从炉渣中提取精碳粉的工艺，其特征在于，所述渣浆桶(3)内渣浆的浓度为10-15％。
5.根据权利要求1所述的一种从炉渣中提取精碳粉的工艺，其特征在于，所述第一过滤设备(7)的孔径为100-150目。
6.根据权利要求1所述的一种从炉渣中提取精碳粉的工艺，其特征在于，所述干燥设备(8)以0.4MPa-0.6MPa的饱和蒸汽为热源，在常压条件下，经间壁传质换热方式干燥。
7.根据权利要求1所述的一种从炉渣中提取精碳粉的工艺，其特征在于，所述第二过滤设备(10)的孔径为100-150目。
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