CN113019678B - 生物质燃烧炉渣的分选工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了生物质燃烧炉渣的分选工艺通过除铁、烘干、三次分选、碾压、分筛等步骤，筛选出来的产品，均有利用价值，粉尘和小粒径即20目以下的颗粒用于有机肥生产，其中的炭为有机肥的主要来源；中粒径的石块，即20目以上1CM以下的石块，是良好的建筑材料和园艺种植培育材料，大石块是建筑材料，回收的铁也具有回收利用的商业价值，不存在污水的处理问题，没有二次污染，具有良好的市场效益和社会效益。

Description

生物质燃烧炉渣的分选工艺

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧领域，具体涉及生物质燃烧炉渣的分选工艺。

背景技术

生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。世界生物质发电起源于20世纪70年代，当时，世界性的石油危机爆发后，丹麦开始积极开发清洁的可再生能源，大力推行秸秆等生物质发电。自1990年以来，生物质发电在欧美许多国家开始大力发展。

垃圾发电包括垃圾焚烧发电和垃圾气化发电，其不仅可以解决垃圾处理的问题，同时还可以回收利用垃圾中的能量，节约资源，垃圾焚烧发电是利用垃圾在焚烧锅炉中燃烧放出的热量将水加热获得过热蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电。垃圾焚烧技术主要有层状燃烧技术、流化床燃烧技术、旋转燃烧技术等。发展起来的气化熔融焚烧技术，包括垃圾在450°～640°温度下的气化和含炭灰渣在1300℃以上的熔融燃烧两个过程，垃圾处理彻底，过程洁净，并可以回收部分资源，被认为是最具有前景的垃圾发电技术。

垃圾发电之所以发展较慢，主要是受一些技术或工艺问题的制约，比如发电时燃烧产生的剧毒废气长期得不到有效解决。日本推广一种超级垃圾发电技术，采用新型气熔炉，将炉温升到500℃，发电效率也由过去的一般10％提高为25％左右，有毒废气排放量降为0.5％以内，低于国际规定标准。当然，垃圾发电的成本仍然比传统的火力发电高。专家认为，随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展，工艺日益科学先进，垃圾发电方式很有可能会成为最经济的发电技术之一。从长远效益和综合指标看，将优于传统的电力生产。我国的垃圾发电刚刚起步，但前景乐观。垃圾焚烧发电会产生的有害物质包括:烟气污染其中比较受关注的是"二恶英"以及焚烧过程中产生的废水以及垃圾渗沥液，再有就是灰渣和粉尘但现今我国大部分垃圾焚烧发电的污染控制都已基本达标。项目除渣系统，采用灰渣分除、干灰干排方式。炉渣可直接进行综合利用或填埋，炉渣输送系统采用机械除渣方式，用刮扳机送到渣仓，由运渣汽车运至厂外综合利用。

目前，生物质发电厂主要是垃圾焚烧发电较多，垃圾焚烧发电厂的炉渣一般都采用填埋的方式进行处理，也有少量的用于建筑材料，其经济价值和社会价值都不高，最主要的原因是炉渣的成分复杂，难以进行分选。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种生物质燃烧炉渣的分选工艺，实现高效、精准分选炉渣，大大提高炉渣分选精度的同时，降低分选的成本，提高炉渣的利用水平。

本发明通过下述技术方案实现：

生物质燃烧炉渣的分选工艺，包括如下步骤：

步骤(A)除铁：将生物质燃烧后的炉渣通过磁铁吸附，除去其中的铁杂质；

步骤(B)烘干：将除铁后的炉渣放入烘干设备，进行干燥处理，得到干燥的炉渣；

步骤(C)第一次分选：利用沙克龙除尘机，将干燥的炉渣进行第一次分选，去除灰尘，大重量的石块杂质从沙克龙除尘机底部排出；

步骤(D)第二次分选：采用振动清理筛将第一次分选出的物料进行第二次分选，去除小颗粒的物料，得到中颗粒的物料混合物；

步骤(E)第三次分选：采用去石机将第二次分选出的物料进行第三次分选，去除其中的石头，得到炭和木材的混合物；

步骤(F)碾压：通过碾压设备将第三次分选得到的炭和木材的混合物进行碾压，将其中的木炭碾压成粉末；

步骤(G)分筛：利用分选筛对碾压破碎后的混合物进行分选，将木材颗粒与炭粉进行分离，得到炭粉和木材颗粒。

在生物质燃烧发电厂的炉渣处理领域，目前有一些简单的分选，主要是利用磁铁去除炉渣中的铁杂质、利用水的浮力去除密度较大的石块、泥土等物，得到漂浮物，这样的工艺，存在一定的缺陷：分类简单，铁杂质可以去除，其它的金属无法去除；漂浮起来的木炭、木头混合物无法利用，燃烧需要晾晒或者烘干；石头可以用于建筑材料，但是利用率不高；泥土混合在水当中，都会通过沉降池得到沉积物，水可以循环利用，但是浪费消耗率很高；沉积物无法利用，占地面积大，不能直接利用。这些问题都是现有技术中湿法分选存在的缺陷，而本发明的发明人，在对生物质燃烧电厂的炉渣进行了很多的研究后有很多的发现：炉渣是一个混合物，有铁、金属、石块、泥土、炭、木头、灰尘，这些混合物放在一起，如果直接用于填埋，经过时间的作用，有机物质腐化后，会生成热量，塌陷的问题也存在；如何将这些炉渣进行优质的分选一直是个难题；发明人对炉渣进行分析后，发现其中的炭，是一种原料，具有回收利用的价值，如用于生产无烟炭、餐饮用的烧烤炭等，而这一类的炭，需要炭里面没有泥土、石块、以及木头，为了筛选出其中的炭，在多年的实验过程中，研制出了本发明的工艺方法，首先将生物质燃烧后的炉渣通过磁铁吸附，除去其中的铁杂质；得到含有大粒径、小粒径颗粒、以及灰尘的湿润混合物，然后将混合物放入烘干设备，进行干燥处理，得到干燥的炉渣，干燥后的炉渣，去除了水分，灰尘、小粒径的颗粒会与大粒径的颗粒分开；再利用沙克龙除尘机，将干燥的炉渣进行第一次分选，由于发明人的目标是炭，如果炭里面混合了泥土、石块，在燃烧使用过程中会出现爆炸、爆破的现象，如果有未充分燃烧的木头，炭产品在使用过程中会产生烟，不利于环保；而灰尘中有细小的炭粉，混杂了泥土、尘埃等，是无法回收使用的，因此直接去除灰尘，大重量的石块杂质从沙克龙除尘机底部排出；大颗粒的石头、泥土，在重力作用下，从沙克龙除尘机的下部端口排出；剩下的混合物物料采用振动清理筛进行第二次分选，去除小颗粒的物料，将小颗粒的炭、泥土、石块的混合物进行分离，由于其中的炭、泥土、石块粒径都很小，甚至接近灰尘，无法进行分离，所以全部分离出来，用于制备有机肥料，而这部分分离出来的小颗粒混合物是干燥的，在利用水选的现有技术中，这部分粒径的炉渣颗粒在水中，通过沉降后，形成沉积物；如果要利用这些沉积物，又需要进行烘干才有可能使用，经过第二次分选，得到的是中颗粒的物料混合物；这种混合物包括了小石头、炭、木材，然后再采用去石机将第二次分选出的中颗粒物料进行第三次分选，去除其中的石头，得到炭和木材的混合物；由于炭本身就是木材燃烧后的产物，其密度较为接近，现有的方法已经不能够将炭和木材进行区分出来，为了解决这个问题，发明人进行了很多的思考和实验，在一个偶然的情况下，发明人用手抓了一把炭和木材的混合物，用力一捏，发现炭碎了，而木材还没有变化，受到这个启发，发明人突然明白了，炭和木材的区别是其是否具有长纤维，木材由于还有长纤维，具有较强的柔韧性；而木炭已经没有i 长纤维，较为脆弱，易碎，根据这个发现的规律，通过碾压设备将第三次分选得到的炭和木材的混合物进行碾压，将其中的木炭碾压成粉末；再用分选筛对破碎后的混合物进行分选，将木材颗粒与炭粉进行分离，得到炭粉和木材颗粒，如此将木炭和木材颗粒进行了区分，得到了纯度非常高的炭，这些炭由于纯度高，完全可以用于生产餐饮、烧烤等无烟炭。本发明的工艺，将生物质发电厂的炉渣进行了精细分选，分选出的铁杂质，可以用于回收利用，分选出来的大石头、可以用于建筑材料，工程回填材料等；筛选出来的灰尘、小颗粒混合物，由于其中含有炭粉、木屑、泥土、沙等成分，可以用于制作生物有机肥料；筛选出来的小粒径石头，由于其粒径较统一，可用于植物种植，可以充当蛭石，而价格成本还大大低于蛭石的开发成本；分选得到的木材颗粒，可以用于二次燃烧或在作为生物肥料的原料，经过本发明工艺后，生物质燃料发电厂的炉渣得到了最大的利用，通过分选的方式，得到的物品可以物尽其用，对于我国的电力事业、环保事业有非常大的促进作用。

进一步讲，在进行步骤(A)除铁之前，还进行了破碎的步骤，将板结的生物质燃烧后的炉渣破碎成小块物料。由于生物质燃料发电厂的炉渣成分不一致，而且经过高温再降温的过程，存在着板结的现象，因此，在对炉渣进行除铁之前，还可以进行破碎的步骤，堆积在一起的炉渣板结后，通过破碎机，可以将大块的炉渣分成小块的颗粒，如此有利于将其中的铁杂质去除，避免由于太大块的炉渣重量大，而磁吸力小于大块炉渣的重量，无法将铁吸取的现象，小块的物料也便于后续的干燥、分选等操作，如果较大的炉渣结块直接干燥，其硬度增加，更不容易进行分选。

进一步讲，所述步骤(C)第一次分选中，筛选出的大重量石块杂质为直径1CM以上的块状杂质。发明人在实际的生产过程中，对沙克龙的参数进行了调整，经过多年的研究摸索发现，当以粒径1CM为标准进行筛选的时候，沙克龙将1CM以上的块状全部筛选下来时，后续的分选工作会非常顺畅。

进一步讲，所述步骤(D)中振动清理筛的网筛采用20-22目的规格。发明人在实际的生产实验中发现，烘干后粒径小于20-22目的炉渣颗粒，炭颗粒、泥土颗粒、石头颗粒，其重量差异不大，风和负压吸附等方式均不能区分开来，其它现有的设备也无法直接分选出来，所以，选择20-22目的网筛，作为可筛选的标准，尽可能准确地进行筛选，提高炭的产出率。

进一步讲，所述步骤(F)中的碾压设备是对碾机或者球磨机。通过对碾机、球磨机等设备，可以对木炭和木材的混合物进行碾压，使得木炭粉碎成为颗粒更小的粉末，同时木材由于其含有大量纤维，而保持不破碎的状态，这样的状态，有利于后续的分筛。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明生物质燃烧炉渣的分选工艺，将生物质发电厂的炉渣进行了精细分选，分选出的铁杂质，可以用于回收利用，分选出来的大石头、可以用于建筑材料，工程回填材料等；筛选出来的灰尘、小颗粒混合物，由于其中含有炭粉、木屑、泥土、沙等成分，可以用于制作生物有机肥料；筛选出来的小粒径石头，由于其粒径较统一，可用于植物种植，可以充当蛭石，而价格成本还大大低于蛭石的开发成本；分选得到的木材颗粒，可以用于二次燃烧或在作为生物肥料的原料，经过本发明工艺后，生物质燃料发电厂的炉渣得到了最大的利用，通过分选的方式，得到的物品可以物尽其用，对于我国的电力事业、环保事业有非常大的促进作用；

2、本发明生物质燃烧炉渣的分选工艺，相对于现有技术的湿法分离工艺而言，炉渣的分选精度更高，产品更加多样化，对于行业未来的发展有很多的引导性作用；

3、本发明生物质燃烧炉渣的分选工艺，相对于现有技术的湿法分离工艺而言，产品纯度更高，现有的炉渣湿法分选，由于小颗粒的炉渣、灰尘在水的作用下，会附着在大颗粒炉渣的表面，导致每项产品的纯度不高，而本发明的筛选工艺，是在干燥状态下进行的，灰尘、小颗粒均不会附着在大颗粒的表面，有利于提高各项产品的纯度；

4、本发明生物质燃烧炉渣的分选工艺，相对于现有技术的湿法分离工艺而言，成本更低，现有的湿法分离工艺，由于经过水的直接浸泡作用，使得各个物料均饱含水分，各种物料，使用均需要干燥，耗费很多的干燥成本；而本发明的技术方案，采用开始就粉碎干燥的方式，炉渣的含水量不高，烘干的成本要低得多；大大降低了成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本发明生物质燃烧炉渣的分选工艺，首先进行预处理，利用铲车、装载机将堆积的炉渣运输倒入存料仓，存料仓呈漏斗状，其下部开口，位于皮带上，皮带将炉渣输送到破碎机，破碎机对炉渣进行破碎处理，形成的混合物颗粒均小于5CM，然后通过输送带运输到烘干设备，在输送带上安装有一台磁铁吸附设备，对炉渣进行步骤(A)除铁，通过磁铁的吸附作用来除去其中的铁钉、螺栓、铁皮等铁杂质；

步骤(B)烘干：输送带将除铁后的炉渣放入烘干设备，本实施例中的烘干设备为滚筒式热风烘干机，根据物料的流量，可以选用不同规格的烘干机进行干燥处理，得到干燥的炉渣；在实际的使用过程中，烘干和除铁的步骤可以根据实际的状况，进行不同顺序的操作。

步骤(C)第一次分选：烘干机输出的干燥物料，输送到沙克龙除尘机，将干燥的炉渣进行第一次分选，对沙克龙的参数进行调整，当以粒径1CM为标准进行筛选的时候，沙克龙将1CM以上的块状全部筛选下来时，后续的分选工作会非常顺畅，得到的是粒径在1CM以下的混合物，含有炭、石块、泥土、木头等，称为中小粒径的混合料；

步骤(D)第二次分选：采用振动清理筛将第一次分选出的物料进行第二次分选，本实施例中，采用粮食震动分级筛，通过调整其扬尘吸附的风力，在物料振动弹跳的过程中，将粒径小的混合物料吸附去除，网筛的规格选在20目，也可以选择22目的网筛，将小粒径的混合物料全部吸附去除；得到的物料称为中粒径物料，包含有粒径在20目以上1CM以下的石块、炭、木头；

步骤(E)第三次分选：采用松成公司的去石机将第二次分选出的中粒径物料进行第三次分选，去除其中的石头，得到炭和木材的混合物；

步骤(F)碾压：将第三次分选得到的炭和木材的混合物进行碾压输送到对碾机，将其中的木炭碾压成粉末；

步骤(G)分筛：利用分选筛对碾压破碎后的混合物进行分选，将木材颗粒与炭粉进行分离，得到炭粉和木材颗粒。

本实施例的工艺，配置好设备后，每小时处理炉渣10-20吨，炭的产出率大概15％左右，相对于现有的水洗筛选工艺，产量大为提高，水洗分选过程中，泥土等具有粘性的物质在水的作用下，更具有粘性，会附着在炭的表面，数量达到一定的比例，就会将木炭沉入水底，作为杂质排出，而干法筛选，完全解决了该问题，大大提高了炭的出产率；更为重要的是，所有筛选出来的产品，均有利用价值，粉尘和小粒径即20目以下的颗粒用于有机肥生产，其中的炭为有机肥的主要来源；中粒径的石块，即20目以上1CM以下的石块，是良好的建筑材料和园艺种植培育材料，大石块是建筑材料，回收的铁也具有回收利用的商业价值，不存在污水的处理问题，没有二次污染，具有良好的市场效益和社会效益。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.生物质燃烧炉渣的分选工艺，其特征在于包括如下步骤：

步骤（A）除铁：将生物质燃烧后的炉渣通过磁铁吸附，除去其中的铁杂质；

步骤（B）烘干：将除铁后的炉渣放入烘干设备，进行干燥处理，得到干燥的炉渣；

步骤（C）第一次分选：利用沙克龙除尘机，将干燥的炉渣进行第一次分选，大重量的石块杂质从沙克龙除尘机底部排出；剩下的混合物物料输送至振动清理筛；

步骤（D）第二次分选：采用振动清理筛将第一次分选出的混合物料进行第二次分选，去除小颗粒的物料，得到中颗粒的物料混合物；

步骤（E）第三次分选：采用去石机将第二次分选出的物料进行第三次分选，去除其中的石头，得到炭和木材的混合物；

步骤（F）碾压：通过碾压设备将第三次分选得到的炭和木材的混合物进行碾压，将其中的木炭碾压成粉末；

步骤（G）分筛：利用分选筛对碾压破碎后的混合物进行分选，将木材颗粒与炭粉进行分离，得到炭粉和木材颗粒。

2.根据权利要求1所述的生物质燃烧炉渣的分选工艺，其特征在于，在进行步骤（A）除铁之前，还进行了破碎的步骤，将板结的生物质燃烧后的炉渣破碎成小块物料。

3.根据权利要求1所述的生物质燃烧炉渣的分选工艺，其特征在于，所述步骤（C）第一次分选中，筛选出的大重量石块杂质为直径1CM以上的块状杂质。

4.根据权利要求1所述的生物质燃烧炉渣的分选工艺，其特征在于，所述步骤（D）中振动清理筛的网筛采用20-22目的规格。

5.根据权利要求1所述的生物质燃烧炉渣的分选工艺，其特征在于，所述步骤（F）中的碾压设备是对碾机或者球磨机。

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