CN113843262A - 一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，涉及气化渣处理工艺技术领域。该冲洗工艺包括以下步骤：将气化渣进行一次分离加工，一次分离过后的气化渣形成含杂的多孔硅和多孔碳；获得的多孔碳进行二次分离加工，二次分离过后的多孔碳形成多孔碳颗粒和细沙；将所获得的多孔碳颗粒进行一次脱水加工，一次脱水加工的多孔碳颗粒形成含水的多孔碳和细粉；将获得的高纯度多孔碳进行二次脱水加工形成无水的多孔碳；获得的细粉进行脱水加工形成碳粉；将获得的细沙进行脱水加工形成碳沙；将获得的多孔硅顺次进行一次分离加工、离心脱水加工和振动筛分离加工，经振动筛分离加工形成碳沙和多孔硅。本发明能够实现气化渣的再次利用，不会对环境造成二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及水下气化渣处理工艺技术领域，具体而言，涉及一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺。
背景技术
我国富煤、贫油、少气的能源结构特点，石油、天然气对外依存度高的实际情况以及对煤炭高效清洁利用的重视赋予了煤化工产业发展的机遇，作为煤化工产业龙头的煤气化技术在中国蓬勃发展。随着煤气化技术的大规模推广，煤气化渣的堆存量及产生量越来越大，造成了严重的环境污染和土地资源浪费，对煤化工企业的可持续发展造成不利影响，煤气化渣处理迫在眉睫。
煤气化渣主要由SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、C组成，气化细渣残碳含量较气化粗渣高，煤气化渣的主要矿相为非晶态铝硅酸盐，夹杂着石英、方解石等晶相，富含硅、铝、碳资源的化学组成特点和特殊的矿相构成是煤气化渣回收利用的基础。
目前煤气化渣规模化处置利用主要聚焦在建工建材、生态治理等方面，但因其碳含量高、杂质含量高等特点，导致建工建材掺量低、品质不稳定，生态治理二次污染严重等问题，经济和环境效益差。在资源化利用方面，结合煤气化渣资源特点，目前主要在碳材料开发利用、陶瓷材料制备、铝/硅基产品制备等方面引起广泛关注，虽然经济效益相对显著，但均处于实验室研究或扩试试验阶段，主要存在成本高、流程复杂、杂质难调控、下游市场小等问题，无法实现规模化利用。为了提高企业经济效益，同时解决企业环保难题，结合煤气化渣堆存量大、产生量大、处理迫切的现状以及富含铝、硅、碳资源的特殊属性。开发过程简单、适应性强、具有一定经济效益的煤气化渣综合利用技术路线，是目前煤气化渣利用的有效途径和迫切需求。
综上所述，我们提出了一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，其能够实现气化渣的再次利用，不会对环境造成二次污染。
本发明的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，包括以下步骤：
步骤一，将气化渣进行一次分离加工，一次分离过后的气化渣形成含杂的多孔硅和多孔碳；
步骤二，将步骤一中获得的多孔碳进行二次分离加工，二次分离过后的多孔碳形成多孔碳颗粒和细沙；
步骤三，将步骤二所获得的多孔碳颗粒进行一次脱水加工，一次脱水加工的多孔碳颗粒形成含水的多孔碳和细粉；
步骤四，将步骤三中获得的高纯度多孔碳进行二次脱水加工形成无水的多孔碳；
步骤五，步骤步骤三中获得的细粉进行脱水加工形成碳粉；
步骤六，将步骤二中获得的细沙进行脱水加工形成碳沙；
步骤七，将步骤一中获得的多孔硅顺次进行一次分离加工、离心脱水加工和振动筛分离加工，经振动筛分离加工形成硅粉和多孔硅。
在本发明的一些实施例中，步骤一中的气化渣一次分离通过给料机进行气化渣的上料。
在本发明的一些实施例中，步骤一中的气化渣通过螺旋器进行分离，步骤二中的二次分离通过旋流器进行分离，步骤三的一次脱水通过振动筛进行脱水，步骤四中的二次脱水通过离心机进行脱水。
在本发明的一些实施例中，步骤一中的气化渣一次分离工艺通过循环供水池进行注水冲洗。
在本发明的一些实施例中，使步骤三、步骤四、步骤五、步骤六和步骤七中脱水后的水回流至循环供水池。
在本发明的一些实施例中，上述循环供水池的供水和回收均通过管道和抽水泵的配合实现。
在本发明的一些实施例中，步骤五中的细粉脱水通过压滤机进行脱水。
在本发明的一些实施例中，将气化渣进行预处理后输送至给料机进行上料。
在本发明的一些实施例中，气化渣的预处理包括如下步骤：
气化渣经破碎机破碎后输送至溶水池内，水经高压水装置输送至溶水池内，使气化渣和水均匀混合处理。
在本发明的一些实施例中，步骤七中的振动筛分离加工工艺通过二级振动筛加工。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，包括以下步骤：
步骤一，将气化渣进行一次分离加工，一次分离过后的气化渣形成含杂的多孔硅和多孔碳；
步骤二，将步骤一中获得的多孔碳进行二次分离加工，二次分离过后的多孔碳形成多孔碳颗粒和细沙；
步骤三，将步骤二所获得的多孔碳颗粒进行一次脱水加工，一次脱水加工的多孔碳颗粒形成含水的多孔碳和细粉；
步骤四，将步骤三中获得的高纯度多孔碳进行二次脱水加工形成无水的多孔碳；
步骤五，步骤步骤三中获得的细粉进行脱水加工形成碳粉；
步骤六，将步骤二中获得的细沙进行脱水加工形成碳沙；
步骤七，将步骤一中获得的多孔硅顺次进行一次分离加工、离心脱水加工和振动筛分离加工，经振动筛分离加工形成硅粉和多孔硅。
在本发明中，在步骤一中进行一次分离加工的气化渣形成了含有杂质的多孔硅和含有杂质的多孔碳两种物质，含有杂质的多孔碳进行二次分离、一次脱水形成高纯度的多孔碳，且一方面在进行多孔碳的二次分离时形成有细沙，细沙进行脱水处理制成碳沙，另一方面在进行多孔碳的一次脱水时产生有细粉，细分在进行脱水形成碳粉。含有杂质的多孔硅进行一次分离、离心脱水和振动筛分离加工形成大颗粒的多孔硅和硅粉。通过上述加工工艺，实现了气化渣的再次加工形成不同的原料，形成后的原料(多孔硅或多孔碳等)能进行再次使用，达到了气化渣的二次利用加工。
气化渣在现有处理工艺中，普遍采用填埋的方式，给空气、土地、植被、地下水和人畜造成很大的危害，且处理时耗资巨大，容易造成二次污染，而通过本发明实现了气化渣的再次利用，避免了填埋的方式进行处理，保护了环境。通过该工艺能够实现气化渣的再次利用，不会对环境造成二次污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请照图1，本实施例提供一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，包括以下步骤：
步骤一，将气化渣进行一次分离加工，一次分离过后的气化渣形成含杂的多孔硅和多孔碳；
步骤二，将步骤一中获得的多孔碳进行二次分离加工，二次分离过后的多孔碳形成多孔碳颗粒和细沙；
步骤三，将步骤二所获得的多孔碳颗粒进行一次脱水加工，一次脱水加工的多孔碳颗粒形成含水的多孔碳和细粉；
步骤四，将步骤三中获得的高纯度多孔碳进行二次脱水加工形成无水的多孔碳；
步骤五，步骤步骤三中获得的细粉进行脱水加工形成碳粉；
步骤六，将步骤二中获得的细沙进行脱水加工形成碳沙；
步骤七，将步骤一中获得的多孔硅顺次进行一次分离加工、离心脱水加工和振动筛分离加工，经振动筛分离加工形成硅粉和多孔硅。
在本发明中，在步骤一中进行一次分离加工的气化渣形成了含有杂质的多孔硅和含有杂质的多孔碳两种物质，含有杂质的多孔碳进行二次分离、一次脱水形成高纯度的多孔碳，且一方面在进行多孔碳的二次分离时形成有细沙，细沙进行脱水处理制成碳沙，另一方面在进行多孔碳的一次脱水时产生有细粉，细分在进行脱水形成碳粉。含有杂质的多孔硅进行一次分离、离心脱水和振动筛分离加工形成大颗粒的多孔硅和硅粉。通过上述加工工艺，实现了气化渣的再次加工形成不同的原料，形成后的原料(多孔硅或多孔碳等)能进行再次使用，达到了气化渣的二次利用加工。
气化渣在现有处理工艺中，普遍采用填埋的方式，给空气、土地、植被、地下水和人畜造成很大的危害，且处理时耗资巨大，容易造成二次污染，而通过本发明实现了气化渣的再次利用，避免了填埋的方式进行处理，保护了环境。通过该工艺能够实现气化渣的再次利用，不会对环境造成二次污染。
在本发明的一些实施例中，步骤一中的气化渣一次分离通过给料机进行气化渣的上料。
在上述实施例中，给料机是一种辅助性设备，其主要功能是将已加工或尚未加工的物料从某一设各备(料斗、贮仓等)连续均匀地喂料给承接设备或运输机械中去,是实行流水作业自动化的必备设备。给料机分敞开型和封闭型两种，常见的给料机有电磁振动给料机、棒条振动给料机、螺旋给料机，这里我们可以选用螺旋给料机，螺旋给料机把经过的物料通过称重桥架进行检测重量，以确定胶带上的物料重量，装在尾部的数字式测速传感器，连续测量给料机的运行速度，该速度传感器的脉冲输出正比于给料机的速度，速度信号和重量信号一起送入给料机控制器，控制器中的微处理器进行处理，产生并显示累计量/瞬时流量。该流量与设定流量进行比较，由控制仪表输出信号控制变频器改变给料机的驱动速度，使给料机上的物料流量发生变化，接近并保持在所设定的给料流量，从而实现定量给料的要求。
在本发明的一些实施例中，步骤一中的气化渣通过螺旋器进行分离，步骤二中的二次分离通过旋流器进行分离，步骤三的一次脱水通过振动筛进行脱水，步骤四中的二次脱水通过离心机进行脱水。
在上述实施例中，旋流器是一种常见的分离分级设备，常用离心沉降原理。当待分离的两相混合液以一定压力从旋流器周边切向进入旋流器内后，产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动。由于粗颗粒与细颗粒之间存在粒度差，其受到离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，大部分粗颗粒经旋流器底流口排出，而大部分细颗粒由溢流管排出，从而达到分离分级目的。旋流器没有运动部件,因此结构简单、使用方便。旋流器与其他分级分离设备相比,分级效率较高，能够达到80％以上,且旋流器分级的粒度细。
在本发明的一些实施例中，步骤一中的气化渣一次分离工艺通过循环供水池进行注水冲洗。
在上述实施例中，循环供水池用于一次分离工艺时的注水，实现气化渣的冲洗。
在本发明的一些实施例中，使步骤三、步骤四、步骤五、步骤六和步骤七中脱水后的水回流至循环供水池。
在上述实施例中，步骤三、步骤四、步骤五、步骤六和步骤七中脱水过后的水回流至循环供水池，实现冲洗水的循环利用，减少了水资源的浪费。
在本发明的一些实施例中，上述循环供水池的供水和回收均通过管道和抽水泵的配合实现。
在上述实施例中，循环供水池的水通过管道流向一次分离工艺，脱水工艺中脱的水通过管道回流至循环供水池，抽水泵能提高管道中水的压力，使水在管道中定向快速流动。
在本发明的一些实施例中，步骤五中的细粉脱水通过压滤机进行脱水。
在上述实施例中，压滤机利用一种特殊的过滤介质，对对象施加一定的压力，使得液体渗析出来的一种机械设备，是一种常用的固液分离设备。
在本发明的一些实施例中，将气化渣进行预处理后输送至给料机进行上料。
在上述实施例中，将气化渣进行预处理加工，使预处理后的气化渣方便进行分离和脱水处理。
在本发明的一些实施例中，气化渣的预处理包括如下步骤：
气化渣经破碎机破碎后输送至溶水池内，水经高压水装置输送至溶水池内，使气化渣和水均匀混合处理。
在上述实施例中，破碎机，又称之为碎石机。是金属矿和非金属矿加工过程中所采用的能够将开采的原矿石通过挤压和弯曲作用等方式破碎成小块颗粒的粉碎机械。常用的破碎机械有颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥式破碎机、辊式破碎机、锤式破碎机和反击式破碎机等几种。这里选用圆锥式破碎机，、适用于中碎或细碎作业的破碎机械。中、细碎作业的排料粒度的均匀性一般比粗碎作业要求的高，因此，在破碎腔的下部须设置一段平行区，同时，还须加快破碎锥的旋回速度，以便物料在平行区内受到一次以上的挤压。破碎机能达到气化渣粉碎的目的，使破碎后的气化渣粒径更均匀，在与溶水池的水进行混合时，能实现气化渣和水的均匀混合。
在本发明的一些实施例中，步骤七中的振动筛分离加工工艺通过二级振动筛加工。
在上述实施例中，振动筛是利用振子激振所产生的往复旋型振动而工作的。振子的上旋转重锤使筛面产生平面回旋振动，而下旋转重锤则使筛面产生锥面回转振动，其联合作用的效果则使筛面产生复旋型振动。其振动轨迹是一复杂的空间曲线。该曲线在水平面投影为一圆形，而在垂直面上的投影为一椭圆形。调节上、下旋转重锤的激振力，可以改变振幅。而调节上、下重锤的空间相位角，则可以改变筛面运动轨迹的曲线形状并改变筛面上物料的运动轨迹。由于筛箱振动强烈，减少了物料堵塞筛孔的现象，使筛子具有较高的筛分效率和生产率。构造简单、拆换筛面方便。筛分每吨物料所消耗的电能少。
综上，本发明的实施例提供一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，其至少具有以下技术效果：
在本发明中，在步骤一中进行一次分离加工的气化渣形成了含有杂质的多孔硅和含有杂质的多孔碳两种物质，含有杂质的多孔碳进行二次分离、一次脱水形成高纯度的多孔碳，且一方面在进行多孔碳的二次分离时形成有细沙，细沙进行脱水处理制成碳沙，另一方面在进行多孔碳的一次脱水时产生有细粉，细分在进行脱水形成碳粉。含有杂质的多孔硅进行一次分离、离心脱水和振动筛分离加工形成大颗粒的多孔硅和硅粉。通过上述加工工艺，实现了气化渣的再次加工形成不同的原料，形成后的原料(多孔硅或多孔碳等)能进行再次使用，达到了气化渣的二次利用加工。
气化渣在现有处理工艺中，普遍采用填埋的方式，给空气、土地、植被、地下水和人畜造成很大的危害，且处理时耗资巨大，容易造成二次污染，而通过本发明实现了气化渣的再次利用，避免了填埋的方式进行处理，保护了环境。通过该工艺能够实现气化渣的再次利用，不会对环境造成二次污染。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将气化渣进行一次分离加工，一次分离过后的气化渣形成含杂的多孔硅和多孔碳；
步骤二，将步骤一中获得的多孔碳进行二次分离加工，二次分离过后的多孔碳形成多孔碳颗粒和细沙；
步骤三，将步骤二所获得的多孔碳颗粒进行一次脱水加工，一次脱水加工的多孔碳颗粒形成含水的多孔碳和细粉；
步骤四，将步骤三中获得的高纯度多孔碳进行二次脱水加工形成无水的多孔碳；
步骤五，步骤步骤三中获得的细粉进行脱水加工形成碳粉；
步骤六，将步骤二中获得的细沙进行脱水加工形成碳沙；
步骤七，将步骤一中获得的多孔硅顺次进行一次分离加工、离心脱水加工和振动筛分离加工，经振动筛分离加工形成硅粉和多孔硅。
2.根据权利要求1所述的一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，其特征在于，步骤一中的气化渣一次分离通过给料机进行气化渣的上料。
3.根据权利要求1所述的一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，其特征在于，步骤一中的气化渣通过螺旋器进行分离，步骤二中的二次分离通过旋流器进行分离，步骤三的一次脱水通过振动筛进行脱水，步骤四中的二次脱水通过离心机进行脱水。
4.根据权利要求1所述的一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，其特征在于，步骤一中的气化渣一次分离工艺通过循环供水池进行注水冲洗。
5.根据权利要求4所述的一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，其特征在于，使步骤三、步骤四、步骤五、步骤六和步骤七中脱水后的水回流至循环供水池。
6.根据权利要求5所述的一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，其特征在于，所述循环供水池的供水和回收均通过管道和抽水泵的配合实现。
7.根据权利要求1所述的一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，其特征在于，步骤五中的细粉脱水通过压滤机进行脱水。
8.根据权利要求2所述的一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，其特征在于，将气化渣进行预处理后输送至给料机进行上料。
9.根据权利要求1所述的一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，其特征在于，气化渣的预处理包括如下步骤：
气化渣经破碎机破碎后输送至溶水池内，水经高压水装置输送至溶水池内，使气化渣和水均匀混合处理。
10.根据权利要求1所述的一种煤化工气化渣回旋冲洗工艺，其特征在于，步骤七中的振动筛分离加工工艺通过二级振动筛加工。
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