RU2173816C1 - Способ жидкого шлакоудаления - Google Patents
Способ жидкого шлакоудаленияInfo
- Publication number
- RU2173816C1 RU2173816C1 RU2000108507A RU2000108507A RU2173816C1 RU 2173816 C1 RU2173816 C1 RU 2173816C1 RU 2000108507 A RU2000108507 A RU 2000108507A RU 2000108507 A RU2000108507 A RU 2000108507A RU 2173816 C1 RU2173816 C1 RU 2173816C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- granules
- water bath
- jets
- compressed air
- Prior art date
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N al2o3 Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 241000711969 Chandipura virus Species 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- ZSLUVFAKFWKJRC-UHFFFAOYSA-N thorium Chemical compound [Th] ZSLUVFAKFWKJRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способам удаления шлака из топки промышленного парогенератора и может быть использовано на теплоэнергетических станциях. Способ заключается в том, что на выходе из летки топки формируют пленку расплавленного шлака, которую разбивают встречными струями перегретой воды. Этим создают гранулы шлака до попадания шлака в водяную ванну, далее, воздействуя на полученные гранулы несимметричными струями сжатого воздуха, производят пространственную сепарацию гранул по их весовым характеристикам, перенося сжатым воздухом более легкие гранулы в водяную ванну, а более тяжелые гранулы собирают вне пределов водяной ванны. Причем образование гранул с тяжелыми металлами производят с добавками флюса, например марганца. Использование изобретения позволяет унифицировать технологические свойства шлака. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам удаления шлака из топки промышленного парогенератора и может быть использовано на теплоэнергетических станциях. Известен способ, при котором удаление шлака, образующегося при сгорании твердого органического топлива (угли, сланцы), осуществляется в твердом или жидком состояниях [1-4].
Твердое шлакоудаление недостаточно эффективно, ввиду больших сил сцепления, возникающих между частицами шлака и шлакующимися поверхностями. Удаление затвердевших частиц шлака с поверхностей сопряжено со значительными затратами энергетических и материальных ресурсов. Кроме того, после нескольких очисток от шлака поверхности быстро изнашиваются. Этим недостатком не обладают способы жидкого шлакоудаления.
Наиболее близким по технической сущности является способ жидкого шлакоудаления, описанный в работе [1, с.457 (прототип)]. По этому способу минеральная часть пыли твердого топлива разогревается в процессе сжигания до температуры выше температуры плавления и в жидком состоянии оседает на теплоизолированные стенки, истекает на слабонаклонный под топки, где образуется ванна, наполненная шлаком. Твердые частицы шлака, попадающие в ванну, плавятся в ней, а жидкие растворяются. Из ванны жидкий шлак удаляется через круглую или овальную летку в емкость с водой, в которой вследствие резкого снижения температуры и возникающих термических напряжений затвердевает и раскалывается, образуя частицы неправильной произвольной формы размером до 20 мм. Образующиеся частицы шлака шнеком направляются на дробильное устройство и далее через багерную насосную станцию - на шлакозолоотвал.
Описанный способ имеет ряд существенных недостатков.
Сразу на выходе из летки формируется ряд струй из жидкого шлака. Диаметры этих струй могут достигать нескольких сантиметров. Попадая в ванну с водой, такая струя претерпевает резкое охлаждение на внешней поверхности, граничащей с водой, а затем застывает в виде отдельных комков шлака неправильной формы, содержащих внутри различные составляющие шлака в эвтектическом состоянии. Повышенное содержание тяжелых металлов (особенно урана и тория) в шлаке может препятствовать использованию его в строительстве и приводить к повышению радиационного фона. Кроме того, состав шлаков зависит от сорта исходного топлива, и поэтому шлаки различаются по технологическим характеристикам, что также затрудняет их применение в качестве сырья при производстве строительных материалов. Существенным недостатком является и то, что образующиеся твердые частицы шлака имеют неправильную произвольную форму и острые грани. Поскольку материал частиц стеклоподобен и имеет высокую твердость, это приводит к повышенному износу пульпопроводов, по которым шлак транспортируется на шлакозолоотвалы (многокилометровые трубы пульпопровода в некоторых случаях истираются за полгода).
Целью предлагаемого изобретения является разделение шлака на две части, в одну из которых концентрируют ценные тяжелые металлы, а в другую - легкие и сравнительно безопасные отходы минеральной составляющей, что снижает радиоактивность основной части шлака, используемого как сырье для производства строительных материалов, унифицирует технологические свойства шлака и снижает его абразивные свойства.
Поставленная цель достигается тем, что на выходе из летки формируют пленку расплавленного шлака, которую разбивают встречными струями перегретой воды, создают гранулы шлака до попадания шлака в водяную ванну, воздействуя на полученные гранулы несимметричными струями сжатого воздуха, производят пространственную сепарацию гранул по их весовым характеристикам, перенося сжатым воздухом более легкие гранулы в водяную ванну, а более тяжелые гранулы собирают вне пределов водяной ванны. Причем образование гранул с тяжелыми металлами производят с добавками флюса, например марганца.
На чертеже приведен эскиз одного из устройств, поясняющий способ жидкого шлакоудаления.
Устройство содержит наклонный под 1 топки 2, заканчивающийся леткой 3, с небольшим углом конусности (угол между вертикалью и образующей конуса ∝ ≈ 3-5o). Трубопровод 4 заканчивается кольцом 5, охватывающим периметр выходного отверстия летки 3. Через перфорацию на внутренней поверхности кольца 5 впрыскивается перегретая вода 6. Труба 7 с соплами служит для подвода сжатого воздуха 8. В емкость 9 собираются тяжелые гранулы образовавшегося шлака, которые выводятся через канал 10. Ванна 11 с отводом 12 предназначена для сбора более легких составляющих шлакообразований.
Способ жидкого шлакоудаления осуществляют следующим образом. Минеральную часть пыли твердого топлива разогревают в процессе сжигания в топке 2 (фиг. 1) до температуры выше температуры плавления и направляют вниз с помощью гравитационных сил, образуя на поде 1 шлаковую ванну. На выходе из летки 3 формируют пленочное течение потока расплавленного шлака за счет создания небольшой конусности летки 3. Как показывают эксперименты, на действующей ТЭЦ без этой конусности практически невозможно обеспечить пленочное течение расплавленного шлака. Так, на выходе из наклонного пода 1 в вертикальную летку 3 без конусности в начале летки 3 сразу осуществляется скручивание шлака в струи, которые могут достигать в диаметре нескольких сантиметров. Разбить и равномерно охладить такие струи достаточно сложно. Поэтому, хотя разные составляющие шлака имеют разные коэффициенты поверхностного натяжения, тем не менее, при термическом ударе, который возникает в результате взаимодействия струй шлака с водой в ванне, эти составляющие оказываются связанными в единый конгломерат застывшей поверхностью шлаковой струи. И чтобы отделить тяжелые и легкие составляющие шлака, эти застывшие комки шлака необходимо или вторично расплавить, или хотя бы механически перемолоть. И то, и другое требует дополнительных затрат. Потому для осуществления предлагаемого способа жидкого шлакоудаления обеспечивают пленочное течение шлака по поверхности летки 3. В дальнейшем на пленку шлака по всему периметру выходного отверстия летки 3 воздействуют струями перегретой воды 6, выходящими навстречу друг другу из перфорированного кольца 5. Толщина пленки жидкого шлака на выходе из летки 3 в этом случае не превышает нескольких миллиметров, поэтому в образующихся за счет термического удара гранулах происходит частичное разделение шлака на две компоненты, одна из которых содержит более легкие компоненты (CaO, SiO2), а другая тяжелые металлические составляющие, включая радиоактивные и редкоземельные элементы (FeO, Fe2О3, UO2 и др.). Струи сжатого воздуха 8 заканчивают это разделение, вынося легкие гранулы шлака в ванну 11, при этом более тяжелые гранулы шлака попадают в емкость 9. Для получения более мелких гранул шлака в перегретую воду 6 добавляют флюс, который препятствует образованию крупных частиц шлака. Этим флюсом может служить любой дешевый компонент отходов, не образующий при застывании прочного металлического сплава. Например, если в шлаке преобладают окислы железа, то флюсом могут служить мелкий порошок, содержащий окись алюминия или марганца. И наоборот, стружки окиси железа или окалина металлургического производства будут препятствовать образованию крупных гранул, содержащих окись алюминия. Поскольку большинство частиц будет иметь сферическую форму, резко снижается коррозия труб пульпопровода. Согласно предлагаемому способу достаточно просто получить и унификацию состава легкого шлака, который применяется при производстве строительных материалов, за счет добавки золы этого же топлива, которая содержит по отношению к шлаку повышенное содержание CaO [5] .
Источники информации
1. Хзмалян Д.М., Каган Я.А. Теория горения и топочные устройства. - М.: Энергия, 1976, с.452-473.
1. Хзмалян Д.М., Каган Я.А. Теория горения и топочные устройства. - М.: Энергия, 1976, с.452-473.
2. Волков В.И. Способ очистки поверхности нагрева. А.С. 634080, БИ N 43, 1978.
3. Волков В. И., Сеначин П.К. Способ удаления шлака с поверхности нагрева. А.С. 652430, БИ N 10, 1979.
4. Волков В. И, и др. Устройство для вибрационной очистки труб. А.С. 926509, БИ N 17, 1982.
5. Овчаренко Г.И. Золы углей КАТЭКа в строительных материалах. Красноярск: Изд. КрасГУ, 1991, с. 216.
Claims (2)
1. Способ жидкого шлакоудаления, в котором минеральную часть пыли твердого топлива разогревают в процессе сжигания до температуры выше температуры плавления и направляют образующийся жидкий шлак с помощью летки в водяную ванну, отличающийся тем, что на выходе из летки формируют пленку расплавленного шлака, которую разбивают встречными струями перегретой воды, гранулируют шлак до попадания его в водяную ванну, а затем, воздействуя на полученные гранулы несимметричными струями сжатого воздуха, производят пространственную сепарацию гранул по их весовым характеристикам, выдувая более легкие гранулы из струи шлака в водяную ванну.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в перегретую воду добавляют флюс, например раствор, содержащий марганец.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2173816C1 true RU2173816C1 (ru) | 2001-09-20 |
Family
ID=
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ХЗМАЛЯН Д.М. и другие. Теория горения и топочные устройства. -М.: Энергия, 1976, с. 457. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2070936C1 (ru) | Способ обработки газов и твердых частиц в кипящем слое и устройство для его осуществления | |
CN109112238A (zh) | 一种熔融钢渣螺旋破碎装置及方法 | |
CN105296694B (zh) | 一种含碳铁锌等团块用于高炉贮铁式主沟还原成铁水、锌等工艺方法 | |
CN106755665A (zh) | 一种利用高温熔渣处理垃圾焚烧飞灰的装置及方法 | |
ATE310208T1 (de) | Reaktor und verfahren zum vergasen und/oder schmelzen von stoffen | |
JP4456861B2 (ja) | 鉱物繊維の製造方法および製造装置 | |
CN110117164A (zh) | 一种对熔融冶炼渣玻璃粒化和余热回收的装置及方法 | |
CN101260472A (zh) | 不锈钢冶炼过程中不同成分粉尘分离的方法及系统 | |
RU2173816C1 (ru) | Способ жидкого шлакоудаления | |
US4153655A (en) | Products from molten fly ash and scrubber sludge including fly ash | |
US3049305A (en) | Process for recovering substantially clean magnetic metal pieces and magnetic oxides from steel plant debris | |
WO2013095197A1 (ru) | Способ переработки твердых радиоактивных отходов | |
CA2014347C (en) | Process to eliminate production of fly ash by wet bottom boilers | |
JP2007120842A (ja) | 灰溶融炉水砕水の処理方法とその装置 | |
JP4739041B2 (ja) | 石綿を含有する無機質系廃材の処理方法 | |
CN101395287B (zh) | 废料处理炉及方法 | |
CN206580845U (zh) | 一种利用高温熔渣处理垃圾焚烧飞灰的装置 | |
RU2178118C2 (ru) | Устройство для жидкого шлакоудаления | |
JP2010236787A (ja) | バイオマス粉砕方法とバイオマス溶融方法と溶融装置 | |
CA1140396A (en) | System for the removal of ash | |
JP2007064498A (ja) | 燃焼溶融炉 | |
CN106755662A (zh) | 炼钢转炉渣的资源回收装置及方法 | |
CN114891942B (zh) | 一种高炉协同处置利用含重金属类危废的方法 | |
JP2004209378A (ja) | 石炭灰の処理方法 | |
JP4191867B2 (ja) | 硬質人工骨材の製造方法 |