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一种灰制备系统及制备工艺

申请号 CN202111260084.9 申请日 2021-10-27 公开(公告)号 CN114130553B 公开(公告)日 2024-03-29
申请人 中国石油化工集团有限公司; 中国石化集团茂名石油化工有限公司; 发明人 杨勇; 邓雨生; 郑文凯; 江均桂; 卢晓斌; 梁树雄;
摘要 本 发明 涉及矿物分离技术领域,公开了一种 粉 煤 灰 制备系统及工艺,其中粉煤灰制备系统包括粉煤灰库、炉渣库、脉动气流分选床、摩擦器、高压静电分选机、三通溜槽、中速磨和旋 风 分级器。原始粉煤灰先进入脉动气流分选床内粗选,分选出的重产物为粉煤灰产品的主要来源,轻产物再经过摩擦器摩擦荷电与高压静电分选机精选实现粉煤灰中可燃炭的脱除;经两级分选后的可燃炭返还 锅炉 燃烧;部分原始炉渣经过中速磨 研磨 后掺入脱炭后的粉煤灰中以生产高品质粉煤灰产品。本发明适用于燃煤锅炉系统粉煤灰脱炭提质,通过“一粗一精”两级分选及掺灰工艺,既能实现炭资源的循环利用,又能生产出高品质的粉煤灰产品,利于燃煤锅炉系统节能降炭及提效目的的实现。
权利要求

1.一种灰制备系统,其特征在于,包括粉煤灰库、脉动气流分选床、第一旋分级器、摩擦器、高压静电分选机、炉渣库、三通溜槽、中速磨、第二旋风分级器、炉渣收集库和粉煤灰收集库,所述粉煤灰库的出料口与所述脉动气流分选床的入料口相连接,所述脉动气流分选床设有轻产物出料口和重产物出料口,其中,所述轻产物出料口与所述摩擦器的入料口相连接,所述重产物出料口与所述粉煤灰收集库相连接,所述摩擦器的出料口与所述高压静电分选机的入料口连接,所述高压静电分选机设有负极端出料口和正极端出料口,其中所述负极端出料口与锅炉入料口相连接,所述正极端出料口与所述粉煤灰收集库相连接,所述脉动气流分选床的顶部还开设有气体出口,所述气体出口与所述第一旋风分级器相连接,所述第一旋风分级器的底流口同样与所述摩擦器的入料口相连接,所述炉渣库的出料口与中速磨入料口连接,所述中速磨的出料口与第二旋风分级器相连接,所述第二旋风分级器的底流口与所述粉煤灰收集库相连接。
2.一种粉煤灰制备工艺,其特征在于,采用如权利要求1所述的粉煤灰制备系统实现,其包括如下步骤:
S1、将原始粉煤灰送入粉煤灰库;
S2、将粉煤灰库中的原始粉煤灰送入脉动气流分选机内粗选;
S3、将脉动气流分选机分离出的重产物送入粉煤灰收集库;
S4、将脉动气流分选机分离出的轻产物送入摩擦器摩擦荷电;
S5、第一旋风分级器捕集并回收脉动气流分选床的扬析颗粒;
S6、将经过摩擦器摩擦荷电的轻产物送入高压静电分选机;
S7、高压静电分选机对轻产物进行分选,将高压静电分选机的负极端产物聚集送入锅炉,将高压静电分选机的正极端产物聚集送入粉煤灰收集库;
S8、将原始炉渣送入炉渣库;
S9、将炉渣库中的部分原始炉渣通过三通溜槽送入中速磨,将其他原始炉渣送入炉渣收集库;
S10、使用中速磨对原始炉渣进行研磨
S11、使用第二旋风分级器对中速磨研磨后的炉渣进行气固分离,将研磨后的细粒炉渣送入粉煤灰收集库中。
3.根据权利要求2所述的粉煤灰制备工艺,其特征在于,所述脉动气流分选机的脉动气
3
频率范围为0.5-10Hz,分选密度为1.8-2.2g/cm。
4.根据权利要求2所述的粉煤灰制备工艺,其特征在于,所述高压静电分选机的正极板激励电压为0-100kV,负极板激励电压为-100~0kV。
5.根据权利要求2所述的粉煤灰制备工艺,其特征在于,所述中速磨的出料粒径不大于
45μm。
6.根据权利要求2所述的粉煤灰制备工艺,其特征在于,所述中速磨可更换为球磨机、棒磨机或风扇磨。

说明书全文

一种灰制备系统及制备工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及矿物分离技术领域,特别是涉及一种粉煤灰制备系统以及制备工艺。

背景技术

[0002] 粉煤灰是在煤炭燃烧过程中由烟气携带并经集尘器补集的微细灰粒,属于燃煤锅炉系统的主要固体废弃物之一。现有技术中由于燃料性质波动及燃烧技术限制,锅炉内燃料并不能完全燃烧,因此粉煤灰中含炭率偏高,目前国内粉煤灰含炭率约在0.63%~29.97%左右。粉煤灰中过高的含炭率,不仅造成燃炭资源的巨大浪费,还会降低粉煤灰的品质,限制粉煤灰的高价值利用。因此,粉煤灰的脱炭提质是现阶段提升粉煤灰综合利用率的有效手段。
[0003] 目前,粉煤灰脱炭提质技术主要以浮选和摩擦电选为主。浮选具有分选效率高、处理量大等优点,但需要增加污处理以及选后产品脱水等环节,工艺相对复杂。与浮选相比,摩擦电选是一种简单、高效的干法分选技术,已经广泛应用在废弃塑料回收、矿石盐提纯、磷矿分选等领域,但是摩擦电选也面临着处理量小、能耗高等缺点。实际上,粉煤灰属于人工火山灰粒状物料,颗粒含水量极低且颗粒之间不存在吸附团聚现象,这些属性为粉煤灰摩擦电选法创造了有利条件。
[0004] 另外,燃煤锅炉所产生的炉渣的化学成分与粉煤灰相近,主要包含石英莫来石长石等。炉渣具有粒径粗、含炭量少、产量大(约为粉煤灰产量的1/2)等特点,但是炉渣的市场售价却不及粉煤灰的1/5。如何提升炉渣的综合利用率,也是目前亟需解决的问题。

发明内容

[0005] 为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种粉煤灰制备系统及制备工艺,其具有工艺灵活高效、分选精度高、无二次污染等优点。
[0006] 基于此,本发明提供了一种粉煤灰制备系统,其包括粉煤灰库、脉动气流分选床、第一旋分级器、摩擦器、高压静电分选机、炉渣库、三通溜槽、中速磨、第二旋风分级器、炉渣收集库和粉煤灰收集库,所述粉煤灰库的出料口与所述脉动气流分选床的入料口相连接,所述脉动气流分选床设有轻产物出料口和重产物出料口,其中,所述轻产物出料口与所述摩擦器的入料口相连接,所述重产物出料口与所述粉煤灰收集库相连接,所述摩擦器的出料口与所述高压静电分选机的入料口连接,所述高压静电分选机设有负极端出料口和正极端出料口,其中所述负极端出料口与锅炉入料口相连接,所述正极端出料口与所述粉煤灰收集库相连接,所述脉动气流分选床的顶部还开设有气体出口,所述气体出口与所述第一旋风分级器相连接,所述第一旋风分级器的底流口同样与所述摩擦器的入料口相连接,所述炉渣库的出料口与中速磨入料口连接,所述中速磨的出料口与第二旋风分级器相连接,所述第二旋风分级器的底流口与所述粉煤灰收集库相连接。
[0007] 本发明还提供了一种粉煤灰制备工艺,其采用上述的粉煤灰制备系统,具体运行步骤包括:
[0008] S1、将原始粉煤灰送入粉煤灰库;
[0009] S2、将粉煤灰库中的原始粉煤灰送入脉动气流分选机内粗选;
[0010] S3、将脉动气流分选机分离出的重产物送入粉煤灰收集库;
[0011] S4、将脉动气流分选机分离出的轻产物送入摩擦器摩擦荷电;
[0012] S5、第一旋风分级器捕集并回收脉动气流分选床的扬析颗粒;
[0013] S6、将经过摩擦器摩擦荷电的轻产物送入高压静电分选机;
[0014] S7、高压静电分选机对轻产物进行分选,将高压静电分选机的负极端产物聚集送入锅炉,将高压静电分选机的正极端产物聚集送入粉煤灰收集库;
[0015] S8、将原始炉渣送入炉渣库;
[0016] S9、将炉渣库中的部分原始炉渣通过三通溜槽送入中速磨中,将其他原始炉渣送入炉渣收集库中;
[0017] S10、使用中速磨对原始炉渣进行研磨
[0018] S11、使用第二旋风分级器对中速磨进行气固分离,将研磨后的细粒炉渣送入粉煤灰收集库中。
[0019] 本申请的一些实施例中,所述脉动气流分选机的脉动气流频率范围为0.5-10Hz,3
分选密度为1.8-2.2g/cm。
[0020] 本申请的一些实施例中,所述高压静电分选机的正极板激励电压为0-100kV,负极板激励电压为-100~0kV。
[0021] 本申请的一些实施例中,所述中速磨的出料粒径不大于45μm。
[0022] 本申请的一些实施例中,所述中速磨可更换为球磨机、棒磨机或风扇磨。
[0023] 本发明实施例提供了一种粉煤灰制备系统及制备工艺,与现有技术相比,其有益效果在于:
[0024] 本发明提供了一种粉煤灰制备系统及制备工艺,其采用脉动气流分选床粗选及摩擦电选精选的两级分选工艺,实现降低粉煤灰含炭率、提升粉煤灰品质及促进可燃炭循环利用的多重目的。同时,考虑到原始炉渣具有含炭率低、粒径粗且经济效益低等特性,通过对炉渣研磨分级并将其掺入粉煤灰中,实现了炉渣的高价值利用。具体而言,本发明通过脉动气流分选床粗选工艺,弥补了摩擦电选处理量低、成本高等缺点;分选出的轻产物热值高,更具有循环掺烧价值,而粉煤灰产品含炭量低,其综合利用价值更高;通过研磨分级及掺灰工艺,实现了炉渣的高价值利用;系统外排气体全部经过旋风分级器处理,有效降低固体粉尘的排放。附图说明
[0025] 图1为本发明实施例的粉煤灰制备系统的结构示意图。
[0026] 图中,1、粉煤灰库;2、脉动气流分选床;3、第一旋风分级器;4、摩擦器;5、高压静电分选机;6、炉渣库;7、三通溜槽;8、中速磨;9、第二旋风分级器;10、粉煤灰收集库;11、炉渣收集库;12、锅炉。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
[0028] 应当理解的是,本发明中采用术语“前”、“后”等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语,这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区别开。例如,在不脱离本发明范围的情况下“前”信息也可以被称为“后”信息,“后”信息也可以被称为“前”信息。
[0029] 如图1所示,本发明实施例提供了一种粉煤灰制备系统,其包括粉煤灰库1、脉动气流分选床2、第一旋风分级器3、摩擦器4、高压静电分选机5、炉渣库6、三通溜槽7、中速磨8、第二旋风分级器9、炉渣收集库11和粉煤灰收集库10,粉煤灰库1的出料口与脉动气流分选床2的入料口相连接,脉动气流分选床2设有轻产物出料口和重产物出料口,其中轻产物出料口与摩擦器4的入料口相连接,重产物出料口与粉煤灰收集库10相连接,摩擦器4的出料口与高压静电分选机5的入料口相连接,高压静电分选机5设有负极端出料口和正极端出料口,负极端出料口与锅炉12入料口相连接,正极端出料口与粉煤灰收集库10相连接,脉动气流分选床2的顶部还开设有气体出口,气体出口与第一旋风分级器3相连接,第一旋风分级器3的底流口同样与摩擦器4的入料口相连接,炉渣库6的出料口与中速磨8的入料口连接,中速磨8的出料口与第二旋风分级器9相连接,第二旋风分级器9的底流口与粉煤灰收集库10相连接。
[0030] 进一步的,本发明还提供了一种采用上述粉煤灰制备系统的粉煤灰制备工艺,其包括如下步骤:
[0031] S1、将原始粉煤灰送入粉煤灰库;
[0032] S2、将粉煤灰库中的原始粉煤灰送入脉动气流分选机内粗选;
[0033] S3、将脉动气流分选机分离出的重产物送入粉煤灰收集库;
[0034] S4、将脉动气流分选机分离出的轻产物送入摩擦器摩擦荷电;
[0035] S5、第一旋风分级器捕集并回收脉动气流分选床的扬析颗粒;
[0036] S6、将经过摩擦器摩擦荷电的轻产物送入高压静电分选机;
[0037] S7、高压静电分选机对轻产物进行分选,将高压静电分选机的负极端产物聚集送入锅炉,将高压静电分选机的正极端产物聚集送入粉煤灰收集库;
[0038] S8、将原始炉渣送入炉渣库;
[0039] S9、将炉渣库中的部分原始炉渣通过三通溜槽送入中速磨中,将其他原始炉渣送入炉渣收集库中;
[0040] S10、使用中速磨对原始炉渣进行研磨;
[0041] S11、使用第二旋风分级器对中速磨进行气固分离,将研磨后的细粒炉渣送入粉煤灰收集库中。
[0042] 基于上述结构和工艺,原始粉煤灰通过输送的方式由粉煤灰库1进入脉动气流分选机内粗选,分离出的重产物进入粉煤灰收集库10,为高品质粉煤灰产品的主要来源,轻产物则进入摩擦器4摩擦荷电,脉动气流分选床2的扬析颗粒通过第一旋风分级器3捕集并回收;轻产物中的炭颗粒及灰颗粒经摩擦器4摩擦后分别携带正、负极性电荷,进入高压静电分选机5后,在电场力和重力的共同作用下发生异向偏转离析,炭颗粒富集在负极板区域,而灰颗粒富集在正极区域,其中负极板区排料作为可燃炭产品,将返回锅炉12燃烧;另外一方面,原始灰渣从炉渣库6通过重力卸料,经过三通溜槽7分流,部分灰渣直接进入炉渣收集库11作为灰渣产品,而另一部分灰渣进入中速磨8研磨并通过第二旋风分级器9进行气固分离,研磨分级后的细粒炉渣与脉动气流分选床2筛选的的重产物及高压静电分选机5的正极端产物在粉煤灰收集库10中发生混合,产出最终的高品质粉煤灰产品。
[0043] 进一步的,为了提升分选效果,在本申请的一些实施例中,脉动气流分选机的脉动3
气流频率范围优选为0.5-10Hz,分选密度优选为1.8-2.2g/cm。
[0044] 同样的,为了提升分选效果,在本申请的一些实施例中,高压静电分选机5的正极板激励电压调节范围为0-100kV,负极板激励电压调节范围为-100~0kV。
[0045] 可选的,为了提升粉煤灰品质,在本申请的一些实施例中,中速磨8的出料粒径不大于45μm。同时中速磨8可根据实际生产及市场供应情况,更换为球磨机、棒磨机或风扇磨等。
[0046] 另外,为了保证粉煤灰的最终品质,整个过程中可燃炭产品的含炭量应控制在20%以上,高品质粉煤灰的含炭量则应控制在5%以下且45μm筛上率不应超过10%。
[0047] 综上所述,本发明提供了一种粉煤灰制备系统,其包括粉煤灰库、脉动气流分选床、第一旋风分级器、摩擦器、高压静电分选机、炉渣库、三通溜槽、中速磨、第二旋风分级器、炉渣收集库和粉煤灰收集库,粉煤灰库的出料口与脉动气流分选床的入料口相连接,脉动气流分选床设有轻产物出料口和重产物出料口,其中轻产物出料口与摩擦器的入料口相连接,重产物出料口与粉煤灰收集库相连接,摩擦器的出料口与高压静电分选机的入料口相连接,高压静电分选机设有负极端出料口和正极端出料口,负极端出料口与锅炉入料口相连接,正极端出料口与粉煤灰收集库相连接,脉动气流分选床的顶部还开设有气体出口,气体出口与第一旋风分级器相连接,第一旋风分级器的底流口同样与摩擦器的入料口相连接,炉渣库的出料口与中速磨的入料口连接,中速磨的出料口与第二旋风分级器相连接,第二旋风分级器的底流口与粉煤灰收集库相连接。与现有技术相比,该粉煤灰制备系统的结构设计巧妙、分选效果好。
[0048] 本发明还提供了一种粉煤灰制备工艺,其采用了上述的粉煤灰制备系统,同样具有分选效果好等优点。
[0049] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。