一种粉煤灰制备系统及制备工艺的制作方法

1.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：

2.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。
3.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，但需要增加污水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、钾矿石盐提纯、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。
4.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、钙长石等。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。


技术实现要素：

5.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。
6.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，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。
7.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：
8.s1、将原始粉煤灰送入粉煤灰库；
9.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；
10.s3、将脉动气流分选机分离出的重产物送入粉煤灰收集库；
11.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；
12.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；
13.s6、将经过摩擦器摩擦荷电的轻产物送入高压静电分选机；
14.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；
15.s8、将原始炉渣送入炉渣库；
16.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；
17.s10、使用中速磨对原始炉渣进行研磨；
18.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。
19.本技术的一些实施例中，所述脉动气流分选机的脉动气流频率范围为0.5－10hz，分选密度为1.8－2.2g/cm3。
20.本技术的一些实施例中，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。
21.本技术的一些实施例中，所述中速磨的出料粒径不大于45μm。
22.本技术的一些实施例中，所述中速磨可更换为球磨机、棒磨机或风扇磨。
23.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：
24.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
25.图1为本发明实施例的粉煤灰制备系统的结构示意图。
26.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
27.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。
28.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。
29.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。
30.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：
31.s1、将原始粉煤灰送入粉煤灰库；
32.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；
33.s3、将脉动气流分选机分离出的重产物送入粉煤灰收集库；
34.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；
35.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；
36.s6、将经过摩擦器摩擦荷电的轻产物送入高压静电分选机；
37.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；
38.s8、将原始炉渣送入炉渣库；
39.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；
40.s10、使用中速磨对原始炉渣进行研磨；
41.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。
42.基于上述结构和工艺，原始粉煤灰通过气力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。
43.进一步的，为了提升分选效果，在本技术的一些实施例中，脉动气流分选机的脉动气流频率范围优选为0.5－10hz，分选密度优选为1.8－2.2g/cm3。
44.同样的，为了提升分选效果，在本技术的一些实施例中，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。
45.可选的，为了提升粉煤灰品质，在本技术的一些实施例中，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。
46.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％。
47.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。
48.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。
49.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。