專(zhuān)利名稱(chēng):發(fā)電廠粉煤灰空心玻璃微珠濕法分選系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明是發(fā)電廠粉煤灰空心玻璃微珠濕法分選系統(tǒng)，國(guó)際上分選微珠的權(quán)威設(shè)備是美國(guó)的干法(專(zhuān)利號(hào)U.S Patent 1，115，256)和濕法(專(zhuān)利號(hào)U.S Patent 4，121，945)分選系統(tǒng)，而我國(guó)的大多數(shù)電廠均是濕排灰，而國(guó)外的大多數(shù)電廠都是干排灰，所以國(guó)外分選設(shè)備均是以干灰為原料的，國(guó)內(nèi)已有仿其原理設(shè)計(jì)的設(shè)備問(wèn)世(干選設(shè)備，如錦州公安局為主，航天部、水電部協(xié)助，在太原第二發(fā)電廠試驗(yàn)鑒定的;濕選設(shè)備，如冶金部長(zhǎng)沙礦冶研究所搞的。)。據(jù)應(yīng)用這些設(shè)備的單位反應(yīng)，這兩種設(shè)備分別有以下不足之處干選設(shè)備1.日處灰量只有30噸/臺(tái));2.運(yùn)輸量大，把灰送到烘干設(shè)備，烘干后再送至分選設(shè)備，運(yùn)走分選后剩下的尾灰。3.耗能大，烘干1噸灰需要150公斤煤，還要用電;4.二次污染嚴(yán)重，由于粉煤灰處于干、粉狀態(tài)，工作和運(yùn)輸極易飛揚(yáng)，污染環(huán)境;5.成本高，以武漢為例，分選1噸微珠約150元;6.分選出的成品含微珠低于55%，所以干選設(shè)備在我國(guó)普及有一定困難。而濕選設(shè)備也由于1.干灰為原料，并經(jīng)篩分;2.選1噸灰要用2磅煤油及其它浮選劑;3.由于用浮選劑，微珠表面被污染，作再制品時(shí)，必須清洗干凈，費(fèi)時(shí)費(fèi)錢(qián);4.設(shè)備過(guò)于復(fù)雜(如專(zhuān)利U.S Patent 4，121，945有50道工序。);5.分選出的微珠純度很低;6.設(shè)備昂貴，250萬(wàn)美元一臺(tái)。所上述濕分設(shè)備在我國(guó)推廣也很困難。
本發(fā)明是針對(duì)我國(guó)電廠以濕法排灰為主而研制的，克服了干選之不足，其優(yōu)點(diǎn)如下1.處理量大，日處1000噸/臺(tái)(以干灰重量計(jì));2.無(wú)需人工運(yùn)輸，由于本系統(tǒng)可安裝在灰場(chǎng)排灰口、加壓鉆內(nèi)、排灰泵前、除塵器下及排灰溝上，灰漿自動(dòng)流入分選系統(tǒng)工作，分選后的尾灰仍流入原貯灰場(chǎng)所;3.無(wú)二次污染，由于粉煤灰均處于灰漿狀態(tài)下工作，又是自動(dòng)流入分選設(shè)備;4.灰漿直接流入設(shè)備，無(wú)需烘干，不另消耗能源;6.純度高，含珠率大于75%。工序簡(jiǎn)單，全系統(tǒng)加上三臺(tái)水泵，才是美國(guó)專(zhuān)利的1/3;7.成本低，全套設(shè)備及技術(shù)服務(wù)費(fèi)用僅30萬(wàn)元人民幣。
空心玻璃微珠是以三氧化二鋁和二氧化硅為主，并有少量的氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂、二氧化硫等構(gòu)成的粒徑0.2～350微米的中空玻璃小球。球內(nèi)空腔容有氮及二氧化碳，所以它是一種耐高溫、耐摩、保溫、隔熱、隔音、吸音及電氣絕緣性能都非常好的多功能材料，特別是電氣絕緣性能更為突出(一般絕緣體的電阻隨溫度升高而降低，微珠則相反，它隨溫度的升高而增大。)。
因此，微珠除可作高級(jí)保溫、隔熱、防火、耐摩、吸音制品外，還非常適合作高溫高電壓場(chǎng)合的絕緣體。
航天部門(mén)曾采用人造玻璃微珠作人造衛(wèi)星、火箭等的復(fù)合材料。人造珠售價(jià)高達(dá)300～500元/公斤，而從粉煤灰中提取的多用途空心玻璃微珠成本不超過(guò)0.05元/公斤。煤灰微珠國(guó)際市場(chǎng)售價(jià)約450美元/噸，國(guó)內(nèi)售價(jià)為200～300元/噸。
我國(guó)電廠年排灰量已達(dá)4500萬(wàn)噸，均排入江、湖、河、海或買(mǎi)地建灰場(chǎng)堆放，造成嚴(yán)重污染，而煤灰內(nèi)含微珠約為20～50%，即使平均從粉煤灰中只分選1%的微珠，每年也可分選出45萬(wàn)噸。若出口可創(chuàng)匯兩億美元。若制成微珠制品，效益更大，以微珠保溫磚為例，售價(jià)最高達(dá)4500元/噸，用于各種工業(yè)(油、電、煤)爐上，節(jié)能可達(dá)25～56%，本所已研制出40余種微珠制品(另立題申報(bào))。所以微珠分選具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
本發(fā)明基于粉煤灰中各種物質(zhì)的顆粒的形狀和粒徑的差異，以及顆粒在灰漿中流動(dòng)時(shí)形成的運(yùn)動(dòng)軌跡和分層原理進(jìn)行分選的。玻璃微珠分選系統(tǒng)，如附圖所示。該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)半年的試運(yùn)轉(zhuǎn)完全符合設(shè)計(jì)要求。
本發(fā)明的工作原理及工藝流程如附圖所示。
由于電廠粉煤灰灰漿，經(jīng)由供漿系統(tǒng)(可以是灰場(chǎng)排灰口、加壓站、排灰泵前、除塵器下及排灰溝上)在外力(勢(shì)能或其它能)作用下，以一定的速度進(jìn)入旋流初選器。灰漿在旋流初選器內(nèi)產(chǎn)生旋流，顆粒在離心力的作用下，被甩向外壁，由于灰漿內(nèi)的顆粒大小、比重、形狀不同，產(chǎn)生的離心力也各異，重顆粒向外壁靠近，輕顆粒移向中心，從而分出層次。這樣，灰漿在旋流初選器中，將大部分水、細(xì)灰粒及比重小的漂珠沿旋流器的中心向上經(jīng)溢流口流出，流進(jìn)漂珠篩選器。在漂珠篩選器中，水和細(xì)灰粒，透過(guò)濾網(wǎng)流入排灰系統(tǒng)排掉，而漂珠由于粒徑大而留于篩選器內(nèi)，由漂珠出口流出。而從旋流初選器底流口流出的含有大量微珠及各種雜質(zhì)的濃縮灰漿，流入懸浮床，在懸浮床內(nèi)，灰漿混入介質(zhì)水流中，從前端向后端緩慢流動(dòng)。在懸浮床的底部裝有介質(zhì)流管，管上鉆有很多小孔。由專(zhuān)用水泵向管內(nèi)輸水，噴水的方向及大小可以控制，用以導(dǎo)引灰漿中各顆粒向后面溢流口流動(dòng)。由于各種形狀及比重各異的顆粒受到介質(zhì)流的作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡、距離也各不相同，這樣，灰漿在懸浮床內(nèi)形成層流。最上層的是輕而圓的微珠，中間是重而小的微珠，最下層是多角形的雜質(zhì)。帶有雜質(zhì)的上層的微珠沿懸浮床后部的溢流口流入收集槽，用水泵輸入一級(jí)旋流分選器。懸浮床下層的雜質(zhì)經(jīng)底部排水管排進(jìn)排灰系統(tǒng)排掉。
由水泵輸入一級(jí)旋流分選器帶有雜質(zhì)的微珠，在離心力的作用下，重而大的雜質(zhì)經(jīng)底流口流入排灰系統(tǒng)排掉。小而輕的雜質(zhì)和微珠，沿上溢流口進(jìn)入二級(jí)旋流分選器進(jìn)一步精選。在二級(jí)旋流分選器內(nèi)，同樣由于離心力的作用，其中小而輕的雜質(zhì)和大部分水，經(jīng)上溢流口流入排灰系統(tǒng)排掉。較純的微珠和小部分水，經(jīng)底流口流入濾機(jī)。在濾機(jī)內(nèi)，重而小的雜質(zhì)及極小的微珠和水一起，由濾機(jī)底部流入排灰系統(tǒng)排掉。這時(shí)從濾機(jī)排出的微珠純度已達(dá)75%以上，即可直接作商品出售。但為了進(jìn)一步純化和去掉水份，可再將濾機(jī)排出的微珠送進(jìn)烘干爐。微珠在烘干爐內(nèi)隨著溫度上升，水份逐漸蒸發(fā)，微珠集團(tuán)也隨著分散。集團(tuán)內(nèi)的雜質(zhì)，燃燒轉(zhuǎn)換成玻璃體，微珠更進(jìn)一步純化，這時(shí)微珠純度可達(dá)85%以上。
對(duì)粒徑和純度都要求嚴(yán)格的漂珠，從漂珠篩選器流出后，進(jìn)入水選機(jī)1，其中比重(指容重，后同)，比漂珠大的粗碳粒等雜質(zhì)沉于機(jī)底，由下部出口排出(這些粗碳粒經(jīng)再加工后即是用途廣泛的精碳，也可作高級(jí)活性碳。)比重小的漂珠從上出口進(jìn)入篩分機(jī)1，在流態(tài)下按要求從各個(gè)不同粒徑的出口排出，進(jìn)入烘干爐1，隨著爐溫升高，水份逐漸蒸發(fā)，部分殘留雜質(zhì)燃燒轉(zhuǎn)化成玻璃體。出爐后的漂珠，即是純度很高、每種粒徑相近的精漂珠。要求嚴(yán)的微珠，從二級(jí)旋流分選器出來(lái)后，不直接進(jìn)入濾機(jī)，而是進(jìn)入水選機(jī)2，除去比微珠比重小的細(xì)碳粒，經(jīng)篩選機(jī)2，在流態(tài)下分成各種粒徑，再進(jìn)入濾機(jī)，除去水份，進(jìn)入烘干爐2，如只對(duì)粒徑有要求的商品，這時(shí)可直接出爐出售，對(duì)要求更高，如作電場(chǎng)頻蔽或?qū)Т挪牧嫌玫奈⒅椋伤瓦M(jìn)磁選機(jī)，分成磁性微珠和不帶磁性的微珠。如對(duì)粒徑要求特別小時(shí)，可送進(jìn)風(fēng)選機(jī)，從風(fēng)選機(jī)出來(lái)后，粒徑一般小于10微米，風(fēng)選機(jī)一次可分兩級(jí)。從理論上講可循環(huán)分選下去，分成很小的微珠。
權(quán)利要求
一種發(fā)電廠粉煤灰空心玻璃微珠濕法分選系統(tǒng)，包括一供漿系統(tǒng)(可以是灰場(chǎng)排灰口、加壓站、排灰泵前、除塵器下、排灰灰溝上)、初選旋流器、一漂珠篩選器、一懸浮床、兩套水選機(jī)、兩套篩分機(jī)、兩套烘干爐、兩套旋流分選器、一濾機(jī)、一磁選機(jī)、一風(fēng)選機(jī)等。本發(fā)明改進(jìn)包括電廠粉煤灰灰漿通過(guò)供漿系統(tǒng)，借助于灰漿由高處流下的勢(shì)能或電廠排灰系統(tǒng)的動(dòng)能，自動(dòng)流入旋流初級(jí)分選器，在離心力作用下，將大部分水、細(xì)灰排走，比重小的漂珠送進(jìn)漂珠篩選器；兩套水選機(jī)灰漿在液態(tài)下，按比重選出微珠和碳粒；兩套篩分機(jī)灰漿在液態(tài)下，按預(yù)定粒徑分開(kāi)；兩套烘干爐，蒸發(fā)水分，散開(kāi)微珠集團(tuán)，將殘留雜質(zhì)化成玻璃體；懸浮床，以水作介質(zhì)流。使灰漿分層提純；兩套旋流分選器，借助離心力，提純微珠；風(fēng)選機(jī)，分出超細(xì)微珠。分選微珠后剩下的尾灰全部自動(dòng)排入原排灰場(chǎng)所。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明是發(fā)電廠粉煤灰空心玻璃微珠濕法分選系統(tǒng)，利用電廠粉煤灰變廢為寶的新型系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要技術(shù)是要求解決把粉煤灰漿液中的圓形空心玻璃微珠與其它雜質(zhì)及大量的水分離出來(lái)。本發(fā)明是應(yīng)用粉煤灰中各類(lèi)顆粒的形狀特征在懸浮漿水中流動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡所形成的分層原理，分選出玻璃微珠。微珠是極好的耐高溫、耐摩擦、隔熱、隔音、保溫、吸音、絕緣的好材料，廣泛用于航天、航海、建材、保溫、塑料、防火器材等行業(yè)的各種產(chǎn)品中，微珠被稱(chēng)為劃時(shí)代的新興多功能材料。
文檔編號(hào)B03B5/28GK87104411SQ87104411
公開(kāi)日1988年5月11日 申請(qǐng)日期1987年6月29日
發(fā)明者余安邦 申請(qǐng)人:余安邦導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan