CN87104411A - 发电厂粉煤灰空心玻璃微珠湿法分选系统 - Google Patents

Abstract

本发明是发电厂粉煤灰空心玻璃微珠湿法分选系统，利用电厂粉煤灰变废为宝的新型系统。系统的主要技术是要求解决把粉煤灰浆液中的圆形空心玻璃微珠与其它杂质及大量的水分离出来。本发明是应用粉煤灰中各类颗粒的形状特征在悬浮浆水中流动时的运动轨迹所形成的分层原理，分选出玻璃微珠。微珠是极好的耐高温、耐摩擦、隔热、隔音、保温、吸音、绝缘的好材料，广泛用于航天、航海、建材、保温、塑料、防火器材等行业的各种产品中，微珠被称为划时代的新兴多功能材料。

Description

本发明是发电厂粉煤灰空心玻璃微珠湿法分选系统，国际上分选微珠的权威设备是美国的干法（专利号：U.S    Patent    1，115，256）和湿法（专利号：U.S    Patent    4，121，945）分选系统，而我国的大多数电厂均是湿排灰，而国外的大多数电厂都是干排灰，所以国外分选设备均是以干灰为原料的，国内已有仿其原理设计的设备问世（干选设备，如锦州公安局为主，航天部、水电部协助，在太原第二发电厂试验鉴定的;湿选设备，如冶金部长沙矿冶研究所搞的。）。据应用这些设备的单位反应，这两种设备分别有以下不足之处：干选设备1.日处灰量只有30吨/台）;2.运输量大，把灰送到烘干设备，烘干后再送至分选设备，运走分选后剩下的尾灰。3.耗能大，烘干1吨灰需要150公斤煤，还要用电;4.二次污染严重，由于粉煤灰处于干、粉状态，工作和运输极易飞扬，污染环境;5.成本高，以武汉为例，分选1吨微珠约150元;6.分选出的成品含微珠低于55%，所以干选设备在我国普及有一定困难。而湿选设备也由于：1.干灰为原料，并经筛分;2.选1吨灰要用2磅煤油及其它浮选剂;3.由于用浮选剂，微珠表面被污染，作再制品时，必须清洗干净，费时费钱;4.设备过于复杂（如专利：U.S    Patent    4，121，945有50道工序。）;5.分选出的微珠纯度很低;6.设备昂贵，250万美元一台。所上述湿分设备在我国推广也很困难。

本发明是针对我国电厂以湿法排灰为主而研制的，克服了干选之不足，其优点如下：1.处理量大，日处1000吨/台（以干灰重量计）;2.无需人工运输，由于本系统可安装在灰场排灰口、加压钻内、排灰泵前、除尘器下及排灰沟上，灰浆自动流入分选系统工作，分选后的尾灰仍流入原贮灰场所;3.无二次污染，由于粉煤灰均处于灰浆状态下工作，又是自动流入分选设备;4.灰浆直接流入设备，无需烘干，不另消耗能源;6.纯度高，含珠率大于75%。工序简单，全系统加上三台水泵，才是美国专利的1/3;7.成本低，全套设备及技术服务费用仅30万元人民币。

空心玻璃微珠是以三氧化二铝和二氧化硅为主，并有少量的氧化铁、氧化钙、氧化镁、二氧化硫等构成的粒径0.2～350微米的中空玻璃小球。球内空腔容有氮及二氧化碳，所以它是一种耐高温、耐摩、保温、隔热、隔音、吸音及电气绝缘性能都非常好的多功能材料，特别是电气绝缘性能更为突出（一般绝缘体的电阻随温度升高而降低，微珠则相反，它随温度的升高而增大。）。

因此，微珠除可作高级保温、隔热、防火、耐摩、吸音制品外，还非常适合作高温高电压场合的绝缘体。

航天部门曾采用人造玻璃微珠作人造卫星、火箭等的复合材料。人造珠售价高达300～500元/公斤，而从粉煤灰中提取的多用途空心玻璃微珠成本不超过0.05元/公斤。煤灰微珠国际市场售价约450美元/吨，国内售价为200～300元/吨。

我国电厂年排灰量已达4500万吨，均排入江、湖、河、海或买地建灰场堆放，造成严重污染，而煤灰内含微珠约为20～50%，即使平均从粉煤灰中只分选1%的微珠，每年也可分选出45万吨。若出口可创汇两亿美元。若制成微珠制品，效益更大，以微珠保温砖为例，售价最高达4500元/吨，用于各种工业（油、电、煤）炉上，节能可达25～56%，本所已研制出40余种微珠制品（另立题申报）。所以微珠分选具有极大的经济效益和社会效益。

本发明基于粉煤灰中各种物质的颗粒的形状和粒径的差异，以及颗粒在灰浆中流动时形成的运动轨迹和分层原理进行分选的。玻璃微珠分选系统，如附图所示。该系统经过半年的试运转完全符合设计要求。

本发明的工作原理及工艺流程如附图所示。

由于电厂粉煤灰灰浆，经由供浆系统（可以是灰场排灰口、加压站、排灰泵前、除尘器下及排灰沟上）在外力（势能或其它能）作用下，以一定的速度进入旋流初选器。灰浆在旋流初选器内产生旋流，颗粒在离心力的作用下，被甩向外壁，由于灰浆内的颗粒大小、比重、形状不同，产生的离心力也各异，重颗粒向外壁靠近，轻颗粒移向中心，从而分出层次。这样，灰浆在旋流初选器中，将大部分水、细灰粒及比重小的漂珠沿旋流器的中心向上经溢流口流出，流进漂珠筛选器。在漂珠筛选器中，水和细灰粒，透过滤网流入排灰系统排掉，而漂珠由于粒径大而留于筛选器内，由漂珠出口流出。而从旋流初选器底流口流出的含有大量微珠及各种杂质的浓缩灰浆，流入悬浮床，在悬浮床内，灰浆混入介质水流中，从前端向后端缓慢流动。在悬浮床的底部装有介质流管，管上钻有很多小孔。由专用水泵向管内输水，喷水的方向及大小可以控制，用以导引灰浆中各颗粒向后面溢流口流动。由于各种形状及比重各异的颗粒受到介质流的作用，其运动轨迹、距离也各不相同，这样，灰浆在悬浮床内形成层流。最上层的是轻而圆的微珠，中间是重而小的微珠，最下层是多角形的杂质。带有杂质的上层的微珠沿悬浮床后部的溢流口流入收集槽，用水泵输入一级旋流分选器。悬浮床下层的杂质经底部排水管排进排灰系统排掉。

由水泵输入一级旋流分选器带有杂质的微珠，在离心力的作用下，重而大的杂质经底流口流入排灰系统排掉。小而轻的杂质和微珠，沿上溢流口进入二级旋流分选器进一步精选。在二级旋流分选器内，同样由于离心力的作用，其中小而轻的杂质和大部分水，经上溢流口流入排灰系统排掉。较纯的微珠和小部分水，经底流口流入滤机。在滤机内，重而小的杂质及极小的微珠和水一起，由滤机底部流入排灰系统排掉。这时从滤机排出的微珠纯度已达75%以上，即可直接作商品出售。但为了进一步纯化和去掉水份，可再将滤机排出的微珠送进烘干炉。微珠在烘干炉内随着温度上升，水份逐渐蒸发，微珠集团也随着分散。集团内的杂质，燃烧转换成玻璃体，微珠更进一步纯化，这时微珠纯度可达85%以上。

对粒径和纯度都要求严格的漂珠，从漂珠筛选器流出后，进入水选机1，其中比重（指容重，后同），比漂珠大的粗碳粒等杂质沉于机底，由下部出口排出（这些粗碳粒经再加工后即是用途广泛的精碳，也可作高级活性碳。）比重小的漂珠从上出口进入筛分机1，在流态下按要求从各个不同粒径的出口排出，进入烘干炉1，随着炉温升高，水份逐渐蒸发，部分残留杂质燃烧转化成玻璃体。出炉后的漂珠，即是纯度很高、每种粒径相近的精漂珠。要求严的微珠，从二级旋流分选器出来后，不直接进入滤机，而是进入水选机2，除去比微珠比重小的细碳粒，经筛选机2，在流态下分成各种粒径，再进入滤机，除去水份，进入烘干炉2，如只对粒径有要求的商品，这时可直接出炉出售，对要求更高，如作电场频蔽或导磁材料用的微珠，可送进磁选机，分成磁性微珠和不带磁性的微珠。如对粒径要求特别小时，可送进风选机，从风选机出来后，粒径一般小于10微米，风选机一次可分两级。从理论上讲可循环分选下去，分成很小的微珠。

Claims (1)

1. 一种发电厂粉煤灰空心玻璃微珠湿法分选系统，包括一供浆系统(可以是灰场排灰口、加压站、排灰泵前、除尘器下、排灰灰沟上)、初选旋流器、一漂珠筛选器、一悬浮床、两套水选机、两套筛分机、两套烘干炉、两套旋流分选器、一滤机、一磁选机、一风选机等。

   本发明改进包括：电厂粉煤灰灰浆通过供浆系统，借助于灰浆由高处流下的势能或电厂排灰系统的动能，自动流入旋流初级分选器，在离心力作用下，将大部分水、细灰排走，比重小的漂珠送进漂珠筛选器；两套水选机灰浆在液态下，按比重选出微珠和碳粒；两套筛分机灰浆在液态下，按预定粒径分开；两套烘干炉，蒸发水分，散开微珠集团，将残留杂质化成玻璃体；悬浮床，以水作介质流。使灰浆分层提纯；两套旋流分选器，借助离心力，提纯微珠；风选机，分出超细微珠。分选微珠后剩下的尾灰全部自动排入原排灰场所。