CN210230981U - 一种催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，包括：灰渣回转转化单元、沉淀分离单元和结晶分离单元；灰渣回转转化单元中设置有分流器，用以分别与气化炉的出渣口、硫酸铵输送管线、空气输送管线、水输送管线和CO2输送管线连通，以使灰渣与硫酸铵的混合物依次进行焙烧和淬冷解离操作；沉淀分离单元的进口与灰渣回转转化单元的第一出口相连通；结晶分离单元的进口与淀分离单元的滤液出口连通；结晶分离单元的硫酸铵排出口与灰渣回转转化单元的硫酸铵进口连通；结晶分离单元的滤液出口用以与备煤单元连通。本实用新型大大降低了催化剂回收液中的杂质离子含量，提高了回收催化剂纯度；同时实现了灰渣的高附加值利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及天然气技术领域，具体而言，涉及一种催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统。
背景技术
随着经济的迅速发展以及环保规定的日益严格，对天然气这一清洁能源的需求量呈爆炸式增长。催化气化技术是洁净高效利用煤的一种重要方式，采用催化气化技术，煤在相对较低的温度下与气化剂在催化剂的催化作用下进行气化反应，生成高浓度的甲烷。
催化剂的加入可降低反应温度、提高反应速率，但因催化剂成本较高，需对灰渣中的催化剂进行回收处理循环使用。气化后含催化剂灰渣的主要成分为碳酸钾，钾、钙、镁、铁等的硅铝酸盐、硅酸盐及氧化物等形式。现有技术通过水洗回收回其中的可溶性钾，通过消解将不可溶性钾转化为可溶性钾回收，得到富含钾的催化剂回收液进行循环使用，但回收回的溶液中含有其他杂质离子如Mg离子、Fe离子、Al离子和硫酸根等，回收过程中无法从回收液中去除，导致催化剂回收液重新负载在炉煤进入气化炉后催化活性降低。另外，回收完催化剂后得到的废灰渣主要成分为钙的硅铝酸盐、硫酸盐，导致作为建材使用性能及环保性能较差，资源化利用效果不佳。
发明内容
鉴于此，本实用新型提出了一种催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，旨在解决现有催化剂回收后活性较低且灰渣中的有用物质得不到有效利用的问题。
本实用新型提出了一种催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，包括：灰渣回转转化单元、沉淀分离单元和结晶分离单元；其中，所述灰渣回转转化单元中设置有分流器，用以分别与气化炉空气输送管线、水输送管线和CO2输送管线连通，以使进入所述灰渣回转转化单元的灰渣与硫酸铵的混合物依次进行焙烧和淬冷解离操作；所述沉淀分离单元的进口与所述灰渣回转转化单元的第一出口相连通，用以从所述灰渣回转转化单元排出的渣液中分离出沉淀物和滤液；所述结晶分离单元的进口与所述淀分离单元的滤液出口连通，用以对所述滤液进行结晶分离；所述结晶分离单元的硫酸铵排出口与所述灰渣回转转化单元的硫酸铵进口连通；所述结晶分离单元的滤液出口用以与备煤单元连通，以将经结晶分离得到的催化剂回收液输送至所述备煤单元中。
进一步地，上述催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统中，所述灰渣回转转化单元包括：进料器、旋转筒体、托轮、驱动装置和若干分流器；其中，所述进料器的物料进口用于分别与硫酸铵输送管线和气化炉的出渣口连通，所述进料器的物料出口与所述旋转筒体的物料进口连通；各所述分流器均套接在所述旋转筒体的外壁上且各所述分流器沿所述旋转筒体的轴向排布，用以向所述旋转筒体中输送空气、CO2和水；所述托轮套设于所述旋转筒体外壁，且所述旋转筒体相对所述托轮可转动，所述驱动装置的输出轴与所述托轮连接，用以驱动所述托轮带动所述旋转筒体旋转。
进一步地，上述催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统中，所述旋转筒体上还设置有若干喷嘴；其中，各所述喷嘴环绕所述旋转筒体的外周设置且插入所述旋转筒体内部，每个所述分流器分别与所述旋转筒体上同一圆周面上的若干喷嘴连通，用以向各所述喷嘴中输送空气、CO2和水。
进一步地，上述催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统中，所述喷嘴为由内管和外管组成的夹套式结构。
进一步地，上述催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统中，所述分流器包括：并列设置的第一分流环管和第二分流环管；其中，所述第一分流环管的进口通过第二旋转接头与水输送管线连通，所述第一分流环管的出口与所述喷嘴的内管连通；所述第二分流环管的进口通过第一旋转接头与空气输送管线或CO2输送管线连通，所述第二分流环管的出口与所述喷嘴的外管连通。
进一步地，上述催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统中，所述第一沉淀分离单元包括：沉淀单元、输送单元和固液分离单元；其中，
所述沉淀单元的进口通过灰渣渣浆分离单元与所述灰渣回转转化单元的渣液排出口连通，所述沉淀单元的出口与所述输送单元的进口连通，所述输送单元的出口与所述固液分离单元的进口连通，所述固液分离单元的滤液出口与所述结晶分离单元的进口连通。
进一步地，上述催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统中，所述灰渣渣浆分离单元通过渣浆泵与所述灰渣回转转化单元连通，用以从所述灰渣渣浆中分离出水泥添加剂和渣液。
进一步地，上述催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统中，所述沉淀分离单元至少为两组，各组所述沉淀分离单元呈串级设置。
进一步地，上述催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统中，还包括：煅烧单元，所述煅烧单元的进口与第一级所述沉淀分离单元的固液分离单元的沉淀物出口连通，用以对该级所述固液分离单元分离的第一级沉淀物进行煅烧。
进一步地，上述催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统中，还包括：CO2吸收单元，所述CO2吸收单元的进口与第二级所述沉淀分离单元的固液分离单元的沉淀物出口连通，用以使该级所述固液分离单元分离的第二级沉淀物进行碳酸化反应。
进一步地，上述催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统中，还包括：氨气吸收塔；其中，所述氨气吸收塔的第一进口用于与水输送管线连通，所述氨气吸收塔的第二进口与所述灰渣回转转化单元的第二出口连通，所述氨气吸收塔的氨水出口与所述沉淀分离单元连通。
本实用新型提供的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，通过灰渣回转转化单元中的分流器，将空气、水和二氧化碳输送至灰渣回转转化单元中，使得灰渣与硫酸铵的混合物依次进行焙烧和淬冷解离操作后得到含有杂质金属离子的催化剂渣液，将该渣液经过沉淀分离单元进行沉淀过滤处理后，再通过结晶分离单元处理，得到高纯催化剂回收液，大大降低了催化剂回收液中杂质离子含量，提高了催化剂回收液的纯度及催化性能；同时，通过沉淀分离单元处理得到的沉淀物可以作为建材的高纯原材料，实现了灰渣的高附加值利用，大大提高了废物灰渣的利用价值。另外，将二氧化碳温室气体有效固定于固态灰渣中，实现了煤化工温室气体的减排及资源化利用。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本实用新型实施例提供的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统的原理示意图；
图2为本实用新型实施例提供的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统中灰渣回转转化单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
参阅图1，本实用新型实施例的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统包括：灰渣回转转化单元1、沉淀分离单元和结晶分离单元4；其中，所述灰渣回转转化单元1中设置有分流器，用以分别与空气输送管线、水输送管线和CO2输送管线连通，以使进入所述灰渣回转转化单元的灰渣与硫酸铵的混合物依次进行焙烧和淬冷解离操作；所述沉淀分离单元的进口与所述灰渣回转转化单元1的第一出口连通，用以从所述灰渣回转转化单元排出的渣液中分离出沉淀物和滤液；所述结晶分离单元的进口与所述沉淀分离单元的滤液出口连通，用以对滤液进行结晶分离；所述结晶分离单元的硫酸铵排出口与所述灰渣回转转化单元的硫酸铵进口连通；所述结晶分离单元4的滤液出口用以与备煤单元连通，以将经结晶分离得到的催化剂回收液输送至所述备煤单元中。
具体而言，气化炉中排出的含催化剂及残碳灰渣进入可以通过高压渣斗和变压渣斗进入灰渣回转转化单元1中，其中，高压渣斗的进渣口用于与气化炉的出渣口连通。灰渣回转转化单元1的硫酸铵进口与硫酸铵输送管线连通，使得灰渣与硫酸铵混合，其中，硫酸铵输送管线可以与外界硫酸铵存储罐连通，也可以与结晶分离单元中结晶的硫酸铵排出口连通；灰渣回转转化单元1中分流器15的气体入口与空气输送管线连通，使得灰渣与硫酸铵的混合物在灰渣回转转化单元中进行充分焙烧，将灰渣中的K、Ca、Mg、Al、Fe等杂质离子转化成为相应金属的硫酸盐。分流器的进水口与水输送管线连通，通入灰渣回转转化单元1的水对焙烧后的高温灰渣(200-400℃固相物料)进行淬冷解离，淬冷有利于固相物料的破碎及更快速、高效的在水中解离，得到含有K离子、Mg离子、Al离子、Fe离子、硫酸根等的水解液。分流器15的气体入口还与CO2输送管线连通，通入灰渣回转转化单元1的CO2与水混合，促使水以水雾形式与灰渣回转转化单元1中的固相物料充分接触，以便于固相物料更充分的发生水解反应，此外，二氧化碳还可以同不溶性固相灰渣中的硫酸钙吸收二氧化碳转化为碳酸钙，碳酸钙同未水解的灰渣中的二氧化硅颗粒混合，作为碳酸钙水泥添加剂使用，生产的水泥纯度高、性能好。
本实施例还包括：氨气吸收塔5；其中，所述氨气吸收塔5的第一进口用于与水输送管线连通，所述氨气吸收塔5的第二进口与所述灰渣回转转化单元1的第二出口连通，所述氨气吸收塔的氨水出口与所述沉淀分离单元连通。灰渣回转转化单元1中灰渣与硫酸铵混合焙烧后产生的含氨气混合气可以经第二出口排出至氨气吸收塔5中，氨气经从水输送管线输送至氨气吸收塔5中的水吸收后得到氨水，氨水可以通过氨气吸收塔的氨水出口输送至后续的沉淀分离单元中。
本实施例中，可以只设置一组沉淀分离单元，通过间歇操作逐次将渣液中的金属杂质离子转化为沉淀作为工业附加产物，同时提高可回收催化液的纯度。为了提高催化剂回收效率，本实施例中，沉淀分离单元至少为两组，各组所述沉淀分离单元呈串级设置。当设置多组沉淀分离单元时，每组沉淀分离单元的一个进口均与氨气吸收塔连通，以通过氨气吸收塔中的氨水将滤液中的杂质金属离子转化为不同的沉淀物；最后一组沉淀分离单元的滤液出口与结晶分离单元连通。以两组沉淀分离单元为例，本实施例中各单元的连通关系如下：
第一级沉淀分离单元的第一进口与灰渣回转转化单元1的第一出口连通，可以接收其排出的渣液(含有K离子、Mg离子、Al离子、Fe离子、硫酸根等的水解液)，渣液与输送至第一级沉淀分离单元的氨水混合后，可以促进第一级沉淀物和第一级滤液的生成，第一级沉淀物可以为氢氧化铝沉淀，可以用于生产氧化铝，第一级滤液可以为含硫酸铵及K离子、Mg离子、Fe离子的滤液。
第二级沉淀分离单元的第一进口与第一级沉淀分离单元的滤液出口连通，可以接收其排出的第一级滤液，第一级滤液与输送至第一级沉淀分离单元的氨水混合后，可以促进第二级沉淀物和第二滤液的生成，第二级沉淀物可以为氢氧化镁及铁的氢氧化物沉淀，可以用于生产碳酸镁以及铁的碳酸盐，第二次滤液可以为富含硫酸铵及K离子的滤液。
经第二级沉淀分离单元的滤液出口向结晶分离单元4中输送含K离子的溶液液及硫酸铵溶液，经结晶分离单元4的结晶操作，硫酸铵先结晶出来，将之分离出来经灰渣回转转化单元1的硫酸铵进口返回灰渣回转转化单元1中循环使用，剩余滤液为高纯浓度的含K离子的催化剂回收液，经过结晶分离单元的滤液出口输送至备煤单元中，大大提高了催化剂的活性，将催化剂输送至备煤单元负载于炉煤上循环使用，可保证较好的催化效果。
由以上可以得出，本实用新型提供的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，通过灰渣回转转化单元中的分流器，将空气、水和二氧化碳输送至灰渣回转转化单元中，使得灰渣与硫酸铵的混合物依次进行焙烧和淬冷解离操作后得到含有杂质金属离子的催化剂渣液，将该渣液经过沉淀分离单元进行沉淀过滤处理后，再通过结晶分离单元处理，得到高纯催化剂回收液，大大降低了催化剂回收液中杂质离子的含量，提高了催化剂回收液的纯度及催化性能；同时通过沉淀分离单元的处理，得到的沉淀物可以作为建材的高纯原材料，实现了灰渣的高附加值利用，大大提高了废物灰渣的利用价值。另外，将二氧化碳温室气体有效固定于固态灰渣中，实现了煤化工温室气体的减排及资源化利用。
参阅图2，所述灰渣回转转化单元1包括：进料器11、旋转筒体12、托轮13、驱动装置14和若干分流器15；其中，所述进料器11的物料进口用于分别与硫酸铵输送管线和气化炉的出渣口连通，所述进料器11的物料出口与所述旋转筒体的物料进口连通；各所述分流器15均套接在所述旋转筒体12的外壁上且各所述分流器15沿所述旋转筒体12的轴向排布，用以向所述旋转筒体12中输送空气、CO2和水；所述托轮13套设于所述旋转筒体12外壁，且所述旋转筒体12相对所述托轮13可转动，所述驱动装置14的输出轴与所述托轮13连接，用以驱动所述托轮13带动所述旋转筒体12旋转。
具体而言，进料器11可以竖直设置，以便于与变压渣斗连接。进料器11为螺旋进料器，即上部为斗状进口部，下部为圆柱形结构，圆柱形结构的中部安装有转轴，转轴上安装有呈螺旋状分布的叶片，斗状结构上部开设有含催化剂灰渣入口和硫酸铵粉末入口，两物料在进料器11中充分混合均匀后进入旋转筒体12中。
旋转筒体12可以为水平放置的圆筒状结构，托轮13可以套设在旋转筒体12靠近中部的位置，以支撑旋转筒体12并在驱动装置14的驱动下带动旋转筒体12旋转，旋转筒体12与进料器11通过一连接管段连通，该连接管段的下侧设置有尾气出口，以将灰渣与硫酸铵反应放出的氨气排出至氨气吸收塔5中，旋转筒体12远离上述连接管段的一侧设置有渣液出口，以与后续的沉淀分离单元连通。
旋转筒体12上套接有多个并列设置的分流器15，每个分流器15沿旋转筒体12的轴向依次排开，以将空气输送管线、二氧化碳输送管线或水输送管线均匀输送至旋转筒体12中，其中，分流器15的气体入口可以通空气也可通CO2，使用时，根据实际情况进行切换。通过向旋转筒体12中注入空气，可促进含催化剂灰渣与硫酸铵的混合颗粒的焙烧反应；向旋转筒体12中注入水和二氧化碳，可促进含催化剂灰渣与硫酸铵的混合颗粒的焙烧产物的淬冷和解离。焙烧操作时，旋转筒体12在托轮13的带动下不断旋转，进入的含催化剂灰渣、硫酸铵混合颗粒在离心力作用下贴近旋转筒体12的侧壁，与通入旋转筒体12的空气充分接触、均匀混合的同时充分换热、反应，避免了含催化剂灰渣同气固介质接触不良导致的催化燃烧、催化剂烧结、挥发损失等不良现象的产生。
进一步的，旋转筒体12上还设置有若干喷嘴16；其中，各所述喷嘴16环绕所述旋转筒体12的外周设置且插入所述旋转筒体12内部，每个所述分流器15分别与所述旋转筒体上同一圆周面上的若干喷嘴16连通，用以向各所述喷嘴16中输送空气、CO2和水。
具体而言，旋转筒体12上与每个分流器15对应的壁面沿周向设置多个喷嘴16，且各个喷嘴16的入口伸入旋转筒体12内。本实施例中，通过分流器15将空气输送管线、二氧化碳输送管线或水输送管线与喷嘴16连通，以经过喷嘴16向旋转筒体12中喷射空气、CO2和水。
每个分流器15的第一进口可以通过第一旋转接头6与空气或CO2输送管线连通，再经分流器15的第一出口与喷嘴的进口连通；每个分流器15的第二进口可以通过第二旋转接头7和水输送管线连通，再经分流器15的第二出口与喷嘴16的进口连通，在实现向喷嘴16中输送空气、CO2和水输送的同时也能保证随着旋转筒体12的旋转而旋转。
更具体的，所述喷嘴16为由内管和外管组成的夹套式结构。所述分流器15包括：并列设置的第一分流环管151和第二分流环管152；其中，所述第二分流环管152的进口通过第一旋转接头6与空气输送管线或CO2输送管线连通，所述第二分流环管152上的出口与所述喷嘴16的外管连通；第二分流环管152管壁上可以设有开口，以通过管道实现第二分流环管152与喷嘴16外管的连通。所述第一分流环管151的进口通过第二旋转接头7与水输送管线连通，所述第一分流环管151的出口与所述喷嘴16的内管连通，第一分流环管151通过管道与喷嘴的内管连通时，可以在喷嘴的外管壁上设开口，以将连通管道穿设于该开口后与喷嘴的内管对接。
灰渣回转转化单元的工作过程如下：控制硫酸铵粉末的加入量，保持灰渣与硫酸铵的质量比为1:3-1:7，控制空气通入量，将焙烧温度控制在200-400℃，焙烧0.5～2h，得到固态渣，渣中K、Ca、Mg、Al、Fe等均已转化成为相应金属的硫酸盐，过程中产生的含氨气尾气经出口排出后通入氨气吸收塔，经水吸收得到氨水。当灰渣回转转化单元内灰渣焙烧充分后，关闭空气输送管线阀门，开启二氧化碳输送管线进入阀门、开启水通入阀门，将水及二氧化碳通入灰渣回转转化单元1的旋转筒体12中；水经过总管上的第二旋转接头7后进入分流器15的第一分流环管151中，分流器15与旋转筒体12一同旋转，分流器15通过管道与喷嘴16的内管连接，水经内管喷射进入旋转筒体12中；二氧化碳经过第一旋转接头6后进入分流器15的第二分流环管152中，分流器15与旋转筒体12一同旋转，第二分流环管152通过管道与喷嘴16的外管连接，二氧化碳经外管喷射进入旋转筒体12中，二氧化碳进入旋转筒体12中同内管喷入的水高速接触碰撞，促使水以水雾形式与旋转筒体12中的固相物料充分接触，以便于固相物料更充分的发生水解反应，得到含有K、Mg、Al、Fe、硫酸根等的水解液；另外二氧化碳通入还可以同未水解的固相渣中的硫酸钙反应，将之转化为碳酸钙、同未水解的灰渣中的二氧化硅颗粒混合，作为生产水泥的原料。焙烧操作后，将水喷射至200-400℃的固相物料上，淬冷有利于固相物料的破碎及更快速、高效的在水中解离，得到含有K、Mg、Al、Fe、硫酸根等的水解液。将灰渣回转转化单元得到的渣液从旋转筒体12另一侧的渣液出口排出，经渣浆泵送入灰渣渣浆分离单元进行固液分离处理，固态渣主要成分以碳酸钙及氧化硅为主，作为水泥添加剂使用，富含K、Mg、Al、Fe离子的滤液进入沉淀分离单元中进行分离。
上述各实施例中，所述沉淀分离单元包括：沉淀单元、输送单元和固液分离单元；其中，所述沉淀单元的第一进口通过灰渣渣浆分离单元8与所述灰渣回转转化单元1的渣液排出口连通，所述沉淀单元的第二进口与氨气吸收塔5的氨水出口连通，所述沉淀单元的出口与所述输送单元的进口连通，所述输送单元的出口与所述固液分离单元的进口连通，所述固液分离单元的滤液出口与结晶分离单元的进口连通。本实施例中，固液分离单元的滤液出口即为沉淀分离单元的滤液出口。
具体而言，所述灰渣渣浆分离单元8通过渣浆泵9与所述灰渣回转转化单元1连通，用以从所述灰渣渣浆中分离出水泥添加剂和渣液。这里的水泥添加剂即为碳酸钙及氧化硅的混合物。本实施例以两级沉淀分离单元为例进行说明：将灰渣回转转化单元1中的渣液及氨气吸收塔5产生的氨水通入第一级沉淀分离单元的沉淀单元中，通过控制氨水的通入量，使得溶液的pH值保持在5-7，反应10-50min，以促使第一级沉淀物氢氧化铝沉淀的生成，将该级沉淀单元中的浆液经输送单元输送至固液分离单元进行过滤处理，以将氢氧化铝沉淀和含硫酸铵及含K、Mg、Fe离子的滤液分离开，将含K、Mg、Fe离子的滤液输送至后续的第二级沉淀分离单元中。
为了对第一级沉淀物进行进一步的处理，本实施例还可以包括：煅烧单元，所述煅烧单元的进口与第一级所述沉淀分离单元的固液分离单元的沉淀物出口连通，用以对该级所述固液分离单元分离的第一级沉淀物进行煅烧。
本实施例中，将第一级固液分离单元分离的氢氧化铝沉淀输送至煅烧单元2中，控制煅烧温度为400-600℃，煅烧时间为0.5-1.5h，得到氧化铝，可以作为一种工业原料使用。
将第一级沉淀分离单元过滤处理后得到的富含K、Mg、Fe离子的滤液送入第二级沉淀分离单元的沉淀单元，同时通入部分氨气吸收塔5产生的氨水，控制溶液的pH值为9～11，反应10-50min，以促进氢氧化镁及铁的氢氧化物等第二级沉淀物的产生，将该级沉淀单元的浆液经输送单元送至该级固液分离单元进行过滤处理，将得到的氢氧化镁及铁的氢氧化物沉淀和富含硫酸铵及K离子的滤液分离开来。
为了对第二级沉淀物进行进一步的处理，本实施例还可以包括：CO2吸收单元3，所述CO2吸收单元3的进口与第二级沉淀分离单元的固液分离单元的沉淀物出口连通，用以使该级固液分离单元分离的第二级沉淀物进行碳酸化反应。将第二级固液分离单元分离的氢氧化镁及铁的氢氧化物沉淀送入CO2吸收单元3，按液固质量比为2-8，通入水形成浆液，通入二氧化碳气体，控制反应温度为室温-80℃，反应时间为10-60min，发生碳酸化反应，之后将浆液过滤得到主要成分是碳酸镁、铁的碳酸盐固体，可以作为工业原材料使用。
综上，本实用新型提供的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，通过灰渣回转转化中的分流器，将空气、水和二氧化碳输送至灰渣回转转化单元中，使得灰渣与硫酸铵的混合物依次进行焙烧和淬冷解离操作后得到含有杂质金属离子的催化剂渣液，将该渣液依次经过沉淀分离单元沉淀过滤处理后，通过结晶分离单元处理，得到高纯K离子催化剂回收液，大大降低了催化剂回收液中Ca、Al、Mg、Fe等杂质离子含量，提高了催化剂回收液的纯度及催化性能；同时通过沉淀分离单元处理得到的沉淀物可以作为建材的高纯原材料，实现了灰渣的高附加值利用。另外，将二氧化碳温室气体有效固定于固态灰渣中，实现了煤化工温室气体的减排及资源化利。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，其特征在于，包括：灰渣回转转化单元、沉淀分离单元和结晶分离单元；其中，
所述灰渣回转转化单元中设置有分流器，用以分别与空气输送管线、水输送管线和CO2输送管线连通，以使进入所述灰渣回转转化单元的灰渣与硫酸铵的混合物依次进行焙烧和淬冷解离操作；
所述沉淀分离单元的进口与所述灰渣回转转化单元的第一出口相连通，用以从所述灰渣回转转化单元排出的渣液中分离出沉淀物和滤液；
所述结晶分离单元的进口与所述淀分离单元的滤液出口连通，用以对所述滤液进行结晶分离；所述结晶分离单元的硫酸铵排出口与所述灰渣回转转化单元的硫酸铵进口连通；所述结晶分离单元的滤液出口用以与备煤单元连通，以将经结晶分离得到的催化剂回收液输送至所述备煤单元中。
2.根据权利要求1所述的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，其特征在于，所述灰渣回转转化单元包括：进料器、旋转筒体、托轮、驱动装置和若干分流器；其中，
所述进料器的物料进口用于分别与硫酸铵输送管线和气化炉的出渣口连通，所述进料器的物料出口与所述旋转筒体的物料进口连通；
各所述分流器均套接在所述旋转筒体的外壁上且各所述分流器沿所述旋转筒体的轴向排布，用以向所述旋转筒体中输送空气、CO2和水；
所述托轮套设于所述旋转筒体外壁，且所述旋转筒体相对所述托轮可转动，所述驱动装置的输出轴与所述托轮连接，用以驱动所述托轮带动所述旋转筒体旋转。
3.根据权利要求2所述的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，其特征在于，所述旋转筒体上还设置有若干喷嘴；其中，
各所述喷嘴环绕所述旋转筒体的外周设置且插入所述旋转筒体内部，每个所述分流器分别与所述旋转筒体上同一圆周面上的若干喷嘴连通，用以向各所述喷嘴中输送空气、CO2和水。
4.根据权利要求3所述的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，其特征在于，所述喷嘴为由内管和外管组成的夹套式结构。
5.根据权利要求4所述的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，其特征在于，所述分流器包括：并列设置的第一分流环管和第二分流环管；其中，
所述第一分流环管的进口通过第二旋转接头与水输送管线连通，所述第一分流环管的出口与所述喷嘴的内管连通；所述第二分流环管的进口通过第一旋转接头与空气输送管线或CO2输送管线连通，所述第二分流环管的出口与所述喷嘴的外管连通。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，其特征在于，所述沉淀分离单元包括：沉淀单元、输送单元和固液分离单元；其中，
所述沉淀单元的第一进口通过灰渣渣浆分离单元与所述灰渣回转转化单元的渣液排出口连通，所述沉淀单元的出口与所述输送单元的进口连通，所述输送单元的出口与所述固液分离单元的进口连通，所述固液分离单元的滤液出口与所述结晶分离单元的进口连通。
7.根据权利要求6所述的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，其特征在于，所述灰渣渣浆分离单元通过渣浆泵与所述灰渣回转转化单元连通，用以从所述灰渣渣浆中分离出水泥添加剂和渣液。
8.根据权利要求6所述的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，其特征在于，所述沉淀分离单元至少为两组，各组所述沉淀分离单元呈串级设置。
9.根据权利要求8所述的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，其特征在于，还包括：煅烧单元，所述煅烧单元的进口与第一级所述沉淀分离单元的固液分离单元的沉淀物出口连通，用以对该级所述固液分离单元分离的第一级沉淀物进行煅烧。
10.根据权利要求8所述的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，其特征在于，还包括：CO2吸收单元，所述CO2吸收单元的进口与第二级所述沉淀分离单元的固液分离单元的沉淀物出口连通，用以使该级所述固液分离单元分离的第二级沉淀物进行碳酸化反应。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统，其特征在于，还包括：氨气吸收塔；其中，
所述氨气吸收塔的第一进口用于与水输送管线连通，所述氨气吸收塔的第二进口与所述灰渣回转转化单元的第二出口连通，所述氨气吸收塔的氨水出口与沉淀分离单元连通。
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| CN201920818737.2U CN210230981U (zh) | 2019-05-31 | 2019-05-31 | 一种催化剂回收及灰渣高附加值提取利用系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN111826207A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-27 | 新奥科技发展有限公司 | 气化灰渣处理装置、方法及煤催化气化系统 |
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