CN113755153A - 一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法 - Google Patents

一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法 Download PDF

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杨炳东
姚烁
胡本涛
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Abstract

本发明公开了一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法，所述利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法主要步骤如下：S1：将进厂粒度为350～500mm的铝矾土以及原料，经过破碎后过筛，收集粒径≤6mm的原料，未达到要求的原料，再次进入粉碎流程并粉碎，S2：将收集的粒径≤6mm的原料送入60～90℃的烘干机内进行烘干，然后与锰粉、固定剂、润滑剂经过配料站，进入带有涡流选粉机的粉磨系统制备细度400目以上的生料粉，加水后将生料粉制成粒度合格的球粒，本发明通过烘干后进行磨粉并配套高效选粉机，组成闭路系统，这样粉磨的效率高，同时添加有锰粉、固定剂、润滑剂，增加成品的稳定性、强度、以及密封性和抗破碎能力。

Description

一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法
技术领域
本发明涉及危险废物碳封存及压裂液技术领域，尤其涉及一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法。
背景技术
碳捕捉和封存是指将大量排放废气的发电厂所产生的二氧化碳收集起来，并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术，其中碳封存包括地质封存和海洋封存两大类，其中地质储存，通过压裂液高闭合压力低渗透性进行压裂处理后使得地质岩层裂开，此时注入支撑剂材料，形成一个储存通道进行储存，同时对二氧化碳的捕集分为燃烧前捕集和燃烧捕集等多种办法，这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的方法。
但现有在碳封存上所用的支撑剂多是以铝矾土为主要原料制备的产品，这些产品强度低、密封性差抗破碎能力差，因此不适用于现在所使用的碳封存，同时对碳封存不具有很高的稳定性。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中以下缺点，现有在碳封存上所用的支撑剂多是以铝矾土为主要原料制备的产品，这些产品强度低、密封性差抗破碎能力差，因此不适用于现在所使用的碳封存，同时对碳封存不具有很高的稳定性，而提出的一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法，所述利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法主要步骤如下：
S1：将进厂粒度为350～500mm的铝矾土，经过破碎后过筛，收集粒径≤6mm的原料，未达到要求的原料，再次进入粉碎流程并粉碎；
S2：将收集的粒径≤6mm的原料送入60～90℃的烘干机内进行烘干，然后与锰粉、固定剂、润滑剂经过配料站，进入带有涡流选粉机的粉磨系统制备细度400目以上的生料粉，加水后将生料粉制成粒度合格的球粒；
S3：然后经过筛分进入回转窑在进行煅烧
Figure BDA0003319071390000021
而成，进入带有一定斜度的回转窑进行煅烧，随着回转窑的旋转，料球向窑头滚动，同时煤粉从窑头喷入窑内燃烧，料球在回转窑内被煅烧成强度很高的陶粒砂，煅烧好的陶粒砂经单冷机冷却后，然后将转窑的废气的温度进行而次烘干后通过圆筒筛进行筛分并进行冷却，合格的不同粒径分别包装备用，不合格的球粒返回到粉磨系统。
优选的，所述生料粉的研磨时间为10h。
优选的，所述生料粉制成粒度20～25目合格的球粒。
优选的，所述生料粉制成粒度在温度为1300～1400℃进行煅烧。
优选的，所述生料粉制成粒在温度23～25℃的环境中冷却。
优选的，所述原料重量配比为：铝矾土25～30份、铁矿石5～10份、树脂12～18份、膨润土20～23份、白云石13～15份、碳酸钡1～5份、石英砂20～30份。
优选的，所述锰粉重量配比为：20～23份。
优选的，所述固定剂原料配比为：间苯二胺3～10份、苯磺酸11～14份、偏苯二胺6～13份、磷酸4～12份、三乙烯酸四胺乙二胺5～10份。
优选的，所述润滑剂为甲基硅油和聚乙烯蜡组成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、收集后的原料进行烘干，烘干后进行磨粉并配套高效选粉机，组成闭路系统，这样粉磨的效率高，同时添加有锰粉、固定剂、润滑剂，增加成品的稳定性、强度、以及密封性和抗破碎能力，能够更好的用于地质储存，通过压裂液高闭合压力低渗透性进行压裂处理后使得地质岩层裂开，此时注入支撑剂材料，形成一个碳封存的储存通道并将二氧化碳进行储存。
2、同时在对的收集的粒径≤6mm的原料，送入60～90℃的烘干机内进行烘干物料后存放时，在存放时还可以利用回转窑的废气的温度进行而次烘干，做到余热利用并节约制作成本，并避免物料内水分的残留。
3、煅烧好的陶粒砂经单冷机冷却后通过圆筒筛进行筛分并进行冷却，合格的不同粒径分别包装备用，不合格的球粒返回到粉磨系统，从而达到对不同粒经的收集的效果，来进行区分使用，同时陶粒砂具有耐高温、高压、高强度的特点，能够有效的利用到压裂液碳封存中使用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法，利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法主要步骤如下：
S1：将进厂粒度为350～500mm的铝矾土以及原料，铝矾土为制作支撑剂的主要材料，其余原料重量配比为：铁矿石5～10份、树脂12～18份、膨润土20～23份、白云石13～15份、碳酸钡1～5份、石英砂20～30份，其中石英砂为一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，能够增加原料混合物的硬度以及耐磨性能，用来保障地质碳封存储存环境的良好性能，单层树脂包覆石英砂时，树脂的种类、树脂的含量、固化温度等对覆膜支撑剂性能的影响时，发现石英砂在包覆聚酰亚胺树脂后其性能提高明显，其固化温度为180℃，树脂含量8wt％时，其性能优最好，经过破碎后过筛，收集粒径≤6mm的原料，未达到粒径≤6mm要求的原料，再次进入粉碎流程并粉碎，作为原料的铝矾土块要控制粒度的大小，便于后续工作的烘干以及研磨工作的进行；
S2：将收集的粒径≤6mm的原料送入60～90℃的烘干机内进行烘干，然后与锰粉、固定剂、润滑剂经过配料站，锰粉重量配比为：20～23份，锰粉主要提高组成物的强度、硬度、弹性极限、耐磨性和耐腐蚀性等，能够在碳封存空间内起到对二氧化碳更加好的封存效果，以及能够增加粗存结构的稳定性，固定剂原料配比为：间苯二胺3～10份、苯磺酸11～14份、偏苯二胺6～13份、磷酸4～12份、三乙烯酸四胺乙二胺5～10份，润滑剂为甲基硅油和聚乙烯蜡组成，进入带有涡流选粉机的粉磨系统制备细度400目以上的生料粉，加水后将生料粉制成粒度合格的球粒；
S3：然后经过筛分进入回转窑在进行煅烧
Figure BDA0003319071390000051
而成，进入带有一定斜度的回转窑进行煅烧，随着回转窑的旋转，料球向窑头滚动，同时煤粉从窑头喷入窑内燃烧，煤粉燃烧器可以采用单风道喷煤管，简单可靠，一次风量高，也可以采用多风道燃烧器，一次风量可以降低为煤粉燃烧所需风量的8％，提高了入窑二次风量，节能效果显着，料球在回转窑内被煅烧成强度很高的陶粒砂，生料粉制成粒度在温度为1300～1400℃进行煅烧，煅烧好的陶粒砂经单冷机冷却后，陶粒砂的冷却一般采用回转式冷却机，工作简单可靠，冷却机的二次风完全入窑，配合多通道燃烧器的使用，更可以节约大量的能耗，出冷却机的陶粒砂温度很低，可以用手抓起来，然后将转窑的废气的温度进行而次烘干后通过圆筒筛进行筛分并进行冷却，可以做到余热利用并节约制作成本，以及废气再次利用的效果，同时能够针对不完全烘干的物料进行再次烘干效果，合格的不同粒径分别包装备用，不合格的球粒返回到粉磨系统。
本发明中，首选开采主要材料的铝矾土，并将开采后块度一般为300～500mm左右，含有少量的水分的铝矾土进行收集储存，需要加工时首先采用颚式破碎机和锤式破碎机组成的破碎系统进行破碎，能够快速的将大粒度的原料进行破碎加工，破碎后进行不同粒度的原料进行筛选，经过多次筛选将将其粒度控制在≤6mm原料收集并备用，同时未达到要求的原料，再次进入粉碎流程并粉碎，然后将粉碎达到要求的粒度原料进行再次收集使用。
将收集后的原料进行烘干，烘干后进行磨粉并配套高效选粉机，组成闭路系统，这样在烘干后粉磨的效率高，能够加快工作效率，在加工中同时添加有锰粉、固定剂、润滑剂，增加成品的稳定性，烘干物料的热风可以来自于回转窑的废气，做到余热利用，然后加水后将生料粉制成粒度合格的球粒，同时筛选生料粉制成粒度20～25目合格的球粒，进入带有一定斜度的回转窑进行煅烧，随着回转窑的旋转，料球向窑头滚动，同时煤粉从窑头喷入窑内燃烧，料球在回转窑内被煅烧成强度很高的陶粒砂，生料粉制成粒度在温度为1300～1400℃进行煅烧
Figure BDA0003319071390000061
而成，煅烧好的陶粒砂经单冷机冷却，陶粒砂的冷却一般采用回转式冷却机，工作简单可靠，冷却机的二次风完全入窑，配合多通道燃烧器的使用，更可以节约大量的能耗，出冷却机的陶粒砂温度很低，可以用手抓起来，然后将转窑的废气的温度进行而次烘干后通过圆筒筛进行筛分并进行冷却后通过圆筒筛进行筛分。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法，其特征在于，所述利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法主要步骤如下：
S1：将进厂粒度为350～500mm的铝矾土以及原料，经过破碎后过筛，收集粒径≤6mm的原料，未达到要求的原料，再次进入粉碎流程并粉碎；
S2：将收集的粒径≤6mm的原料送入60～90℃的烘干机内进行烘干，然后与锰粉、固定剂、润滑剂经过配料站，进入带有涡流选粉机的粉磨系统制备细度400目以上的生料粉，加水后将生料粉制成粒度合格的球粒；
S3：然后经过筛分进入回转窑在进行煅烧
Figure FDA0003319071380000011
而成，进入带有一定斜度的回转窑进行煅烧，随着回转窑的旋转，料球向窑头滚动，同时煤粉从窑头喷入窑内燃烧，料球在回转窑内被煅烧成强度很高的陶粒砂，煅烧好的陶粒砂经单冷机冷却后，然后将转窑的废气的温度进行而次烘干后通过圆筒筛进行筛分并进行冷却，合格的不同粒径分别包装备用，不合格的球粒返回到粉磨系统。
2.根据权利要求1所述的一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法，其特征在于，所述生料粉的研磨时间为10h。
3.根据权利要求1所述的一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法，其特征在于，所述生料粉制成粒度20～25目合格的球粒。
4.根据权利要求1所述的一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法，其特征在于，所述生料粉制成粒度在温度为1300～1400℃进行煅烧。
5.根据权利要求1所述的一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法，其特征在于，所述生料粉制成粒在温度23～25℃的环境中冷却。
6.根据权利要求1所述的一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法，其特征在于，所述原料重量配比为：铝矾土25～30份、铁矿石5～10份、树脂12～18份、膨润土20～23份、白云石13～15份、碳酸钡1～5份、石英砂20～30份。
7.根据权利要求1所述的一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法，其特征在于，所述锰粉重量配比为：20～23份。
8.根据权利要求1所述的一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法，其特征在于，所述固定剂原料配比为：间苯二胺3～10份、苯磺酸11～14份、偏苯二胺6～13份、磷酸4～12份、三乙烯酸四胺乙二胺5～10份。
9.根据权利要求1所述的一种利用危险废物碳封存及压裂液用支撑剂的制备方法，其特征在于，所述润滑剂为甲基硅油和聚乙烯蜡组成。
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