CN116768502A - 一种粉煤灰的收集及余炭成分利用装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉煤灰的收集及余炭成分利用装置及方法，其中粉煤灰颗粒被送入一系列工艺装置中进行再燃烧。粉煤灰颗粒受到热量和动力气流的影响，因此当粉煤灰颗粒通过颗粒床时即加热到足够的温度，使得颗粒内残余炭成分燃烧。在这一过程后，粉煤灰颗粒通过气流输送进反应器室进一步燃烧，并最终排放至余灰捕集装置。捕获的粉煤灰颗粒被送入进料蓄能器，以便重新进入反应器室或排放等处理。

Description

一种粉煤灰的收集及余炭成分利用装置及方法

技术领域

本发明涉及一种粉煤灰的收集及余炭成分利用装置及方法，具体而言涉及到一种充分利用粉煤灰中残余炭及消减粉煤灰中碳含量的方法。

背景技术

如今，煤炭仍然是最广泛使用的发电燃料之一。固体燃料（如煤）燃烧的主要副产品之一就是粉煤灰颗粒，粉煤灰通常在燃烧室的废气流中吹出。目前粉煤灰在建筑材料应用较为广泛，尤其是作为制造混凝土的水泥添加剂来使用，有助于增加成品混凝土的强度、稠度和抗裂性。

然而大多数燃煤产生的粉煤灰通常含有大量未燃烧的细碳颗粒，有时称为“炭”，这降低了粉煤灰作为副产品的效用。在粉煤灰可用于大多数建筑产品的添加料之前必须对其进行处理，以降低其中的残余碳含量。通常在将粉煤灰用作水泥添加剂和其他建筑产品应用之前，有必要将粉煤灰的碳含量降至1–2%（按重量计）。如果碳含量过高，则粉煤灰不能用于上述许多应用。

为了将粉煤灰的残余碳含量降低到适当的水平，通常需要点燃并燃烧粉煤灰中的余炭，因此必须为粉煤灰颗粒提供足够的温度、氧气和在燃烧室内的燃烧时间，目前相关科研人员已经探索了许多针对性技术，试图影响粉煤灰中的碳燃烧效率，以尽可能降低余灰中的碳含量。近年来，大多数商业性的方法面临的主要问题是通常是此类系统的操作复杂性和维护难的问题，这些问题增加了单位处理粉煤灰的处理成本，在经济上不甚可行。

发明内容

为了更加经济并且科学的处理粉煤灰中的余炭，降低粉煤灰中的碳含量，本发明提出了一种粉煤灰的收集及余炭成分利用装置及方法，包括用于处理粉煤灰颗粒以燃烧和减少粉煤灰中残余碳水平的方法和系统。本发明的系统和方法设计用于将粉煤灰置于足够水平的氧气和温度下，并具有足够的燃烧时间，以促使粉煤灰中的残余碳燃烧，从而显著降低粉煤灰中残余碳水平。

该系统通常包括一个粉煤灰进料装置，该进料装置与一系列处理单元相互连接，粉煤灰中的残余碳在这些处理单元中燃烧。通常，该系统包括与分流器连接的进料通道，分流器将一批粉煤灰分流至两个或多个燃烧装置内，粉煤灰在其中燃烧，从而将碳含量降低至适当水平。完成处理后，可从燃烧装置的管线或收集器中收集处理过的批次粉煤灰，以便下一步处理。

粉煤灰通常分批输送至各工艺装置，以便在各燃烧装置中分批处理。该系统和方法可包括足够数量的分批处理装置，以便允许在基本连续或半连续的基础上进行进料和收集处理过的粉煤。处理单元系统内可包括一个或多个循环流化床燃烧器（CFBC）单元或多个其他类型的单元。粉煤灰每批次拥有预定的重量或者体积，或可通过在预定时间段内将流动的粉煤灰分流至每个单元。

每个工艺装置通常包括一个反应器，该反应器具有一个入口，以及一个第二出口或排气端，反应器内有一个反应室。粉煤灰最初在反应室内的由粉煤灰颗粒或粉煤灰颗粒与惰性颗粒材料的组合在颗粒床中接收。通常，惰性颗粒材料将是粗颗粒，例如二氧化硅或氧化铝砂，或其他惰性氧化物材料，其具有足够的尺寸和密度，以便在气流通过颗粒床时能够留在颗粒床中。热源通常位于反应器内部或颗粒床附近，用于将颗粒床和反应室加热至足以点燃和燃烧粉煤灰的温度。动力空气源通常进一步设置在热源附近，用于通过反应室供应加热气流。

由于颗粒床内的粉煤灰受到加热气流的夹带力的影响，粉煤灰颗粒通常会通过颗粒床迁移。颗粒床为粉煤灰颗粒之间的热交换提供了较大的热质量，并有助于提高粉煤灰在反应室内的停留时间，以促进残余碳的点火和燃烧。当粉煤灰颗粒从颗粒床中通过并以稀释悬浮液的形式通过反应室的上部区域，夹带在加热气流中，并飞向反应器出口时，粉煤灰内的余碳继续燃烧。当粉煤灰颗粒在该稀释相中通过反应器室的上部区域时，粉煤灰颗粒将充分接触氧气，以增强粉煤灰中残余碳的燃烧。

随后，粉煤颗粒随气流排出至工艺装置的一次或再循环余灰捕集器。再循环捕灰器通常是一种分离器，如旋流分离器，其入口连接至反应器。粉煤灰与集灰器中的气流分离，空气被排出后，通常进入二次集灰器、过滤系统或其他下游处理器或系统，以进一步过滤或清洁排气气流中的余灰。从再循环集灰器和二次集灰器中的气流中分离出来的粉煤灰通常被收集起来，以分配到给余灰收集器。还可以提供与再循环灰分收集装置相连的原材料进料装置，以便将未经处理的原粉煤灰送入系统。或者，原料进料装置可直接连接至反应器，用于将未经处理的原料灰直接送入反应室内的颗粒床，或连接至余灰进料收集器，用于与再循环粉煤灰混合或结合。

附图说明

图1为本发明中燃烧室的示意图。

图2为本发明中另一示例燃烧室的示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1，本发明提供的一种实施例，通常将在燃烧器151、152和153的下游侧使用类似的粉煤收集系统来收集和运输粉煤灰批次至单个收集或聚集点，以便冷却和储存或运输至下一步的处理系统。粉煤收集系统通常包括一个中央收集器或腔室170和一条灰流收集线175，该灰流收集线175接收从工艺装置151、152和153排出的清洁粉煤灰，并将粉煤灰输送至收集器170。处理过的灰烬的电荷积聚在收集器170中，以便随后排放到其他机构或系统。

图2提供了根据本发明的另一示例性批量加载循环流化床燃烧器系统100及其操作方法的示意图。为简单起见，类似的数字用于表示系统的类似组件。在该示例中，系统包括第一燃烧单元151和第二燃烧单元152。第一批粉煤灰B1被转移至第一燃烧单元151（步骤1）。然后，第二批B2粉煤灰被转移至第二燃烧单元152（步骤2）。在处理第一批粉煤灰并将其从装置151引出并导入收集管线175（步骤3）后，第三批粉煤灰B3可转移至第一燃烧装置151（步骤4）。然后，在处理第二批B2（步骤5）后，第四批粉煤灰B4可转移至第二燃烧单元152（步骤6）。

Claims (5)

1.一种粉煤灰的收集及余炭成分利用装置及方法，其特征在于：将第一批粉煤灰输入第一处理单元中并处理；将第二批粉煤灰输入第二处理单元并处理；在第二批粉煤灰完成处理之前将第三批粉煤灰输入第一处理单元，并收集第一、第二次处理后的粉煤灰。

2.根据权利要求1所述的一种粉煤灰的收集及余炭成分利用装置及方法，其特征在于：第一批处理的粉煤灰流程包含粉煤灰的再燃步骤。

3.根据权利要求1所述的一种粉煤灰的收集及余炭成分利用装置及方法，其特征在于：其中，向处理单元中输入第一批和第二批次的粉煤灰过程是连续的，不间断的。

4.根据权利要求1所述的一种粉煤灰的收集及余炭成分利用装置及方法，其特征在于：所述系统还包括粉煤灰输入分流器。

5.根据权利要求1所述的一种粉煤灰的收集及余炭成分利用装置及方法，其特征在于：所述三批次的粉煤灰处理流程中，至少有一次的处理流程可降低该批粉煤灰中的余炭含量。