發電廠粉煤灰空心玻璃微珠濕法分選系統的制作方法

專利名稱:發電廠粉煤灰空心玻璃微珠濕法分選系統的制作方法
本發明是發電廠粉煤灰空心玻璃微珠濕法分選系統，國際上分選微珠的權威設備是美國的干法(專利號U.SPatent1，115，256)和濕法(專利號U.SPatent4，121，945)分選系統，而我國的大多數電廠均是濕排灰，而國外的大多數電廠都是干排灰，所以國外分選設備均是以干灰為原料的，國內已有仿其原理設計的設備問世(干選設備，如錦州公安局為主，航天部、水電部協助，在太原第二發電廠試驗鑒定的;濕選設備，如冶金部長沙礦冶研究所搞的。)。據應用這些設備的單位反應，這兩種設備分別有以下不足之處干選設備1.日處灰量只有30噸/臺);2.運輸量大，把灰送到烘干設備，烘干后再送至分選設備，運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;4.二次污染嚴重，由于粉煤灰處于干、粉狀態，工作和運輸極易飛揚，污染環境;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%，所以干選設備在我國普及有一定困難。而濕選設備也由于1.干灰為原料，并經篩分;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，必須清洗干凈，費時費錢;4.設備過于復雜(如專利U.SPatent4，121，945有50道工序。);5.分選出的微珠純度很低;6.設備昂貴，250萬美元一臺。所上述濕分設備在我國推廣也很困難。
本發明是針對我國電廠以濕法排灰為主而研制的，克服了干選之不足，其優點如下1.處理量大，日處1000噸/臺(以干灰重量計);2.無需人工運輸，由于本系統可安裝在灰場排灰口、加壓鉆內、排灰泵前、除塵器下及排灰溝上，灰漿自動流入分選系統工作，分選后的尾灰仍流入原貯灰場所;3.無二次污染，由于粉煤灰均處于灰漿狀態下工作，又是自動流入分選設備;4.灰漿直接流入設備，無需烘干，不另消耗能源;6.純度高，含珠率大于75%。工序簡單，全系統加上三臺水泵，才是美國專利的1/3;7.成本低，全套設備及技術服務費用僅30萬元人民幣。
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、二氧化硫等構成的粒徑0.2～350微米的中空玻璃小球。球內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合的絕緣體。
航天部門曾采用人造玻璃微珠作人造衛星、火箭等的復合材料。人造珠售價高達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0.05元/公斤。煤灰微珠國際市場售價約450美元/噸，國內售價為200～300元/噸。
我國電廠年排灰量已達4500萬噸，均排入江、湖、河、海或買地建灰場堆放，造成嚴重污染，而煤灰內含微珠約為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45萬噸。若出口可創匯兩億美元。若制成微珠制品，效益更大，以微珠保溫磚為例，售價最高達4500元/噸，用于各種工業(油、電、煤)爐上，節能可達25～56%，本所已研制出40余種微珠制品(另立題申報)。所以微珠分選具有極大的經濟效益和社會效益。
本發明基于粉煤灰中各種物質的顆粒的形狀和粒徑的差異，以及顆粒在灰漿中流動時形成的運動軌跡和分層原理進行分選的。玻璃微珠分選系統，如附圖所示。該系統經過半年的試運轉完全符合設計要求。
本發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，經由供漿系統(可以是灰場排灰口、加壓站、排灰泵前、除塵器下及排灰溝上)在外力(勢能或其它能)作用下，以一定的速度進入旋流初選器。灰漿在旋流初選器內產生旋流，顆粒在離心力的作用下，被甩向外壁，由于灰漿內的顆粒大小、比重、形狀不同，產生的離心力也各異，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、細灰粒及比重小的漂珠沿旋流器的中心向上經溢流口流出，流進漂珠篩選器。在漂珠篩選器中，水和細灰粒，透過濾網流入排灰系統排掉，而漂珠由于粒徑大而留于篩選器內，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的濃縮灰漿，流入懸浮床，在懸浮床內，灰漿混入介質水流中，從前端向后端緩慢流動。在懸浮床的底部裝有介質流管，管上鉆有很多小孔。由專用水泵向管內輸水，噴水的方向及大小可以控制，用以導引灰漿中各顆粒向后面溢流口流動。由于各種形狀及比重各異的顆粒受到介質流的作用，其運動軌跡、距離也各不相同，這樣，灰漿在懸浮床內形成層流。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。帶有雜質的上層的微珠沿懸浮床后部的溢流口流入收集槽，用水泵輸入一級旋流分選器。懸浮床下層的雜質經底部排水管排進排灰系統排掉。
由水泵輸入一級旋流分選器帶有雜質的微珠，在離心力的作用下，重而大的雜質經底流口流入排灰系統排掉。小而輕的雜質和微珠，沿上溢流口進入二級旋流分選器進一步精選。在二級旋流分選器內，同樣由于離心力的作用，其中小而輕的雜質和大部分水，經上溢流口流入排灰系統排掉。較純的微珠和小部分水，經底流口流入濾機。在濾機內，重而小的雜質及極小的微珠和水一起，由濾機底部流入排灰系統排掉。這時從濾機排出的微珠純度已達75%以上，即可直接作商品出售。但為了進一步純化和去掉水份，可再將濾機排出的微珠送進烘干爐。微珠在烘干爐內隨著溫度上升，水份逐漸蒸發，微珠集團也隨著分散。集團內的雜質，燃燒轉換成玻璃體，微珠更進一步純化，這時微珠純度可達85%以上。
對粒徑和純度都要求嚴格的漂珠，從漂珠篩選器流出后，進入水選機1，其中比重(指容重，后同)，比漂珠大的粗碳粒等雜質沉于機底，由下部出口排出(這些粗碳粒經再加工后即是用途廣泛的精碳，也可作高級活性碳。)比重小的漂珠從上出口進入篩分機1，在流態下按要求從各個不同粒徑的出口排出，進入烘干爐1，隨著爐溫升高，水份逐漸蒸發，部分殘留雜質燃燒轉化成玻璃體。出爐后的漂珠，即是純度很高、每種粒徑相近的精漂珠。要求嚴的微珠，從二級旋流分選器出來后，不直接進入濾機，而是進入水選機2，除去比微珠比重小的細碳粒，經篩選機2，在流態下分成各種粒徑，再進入濾機，除去水份，進入烘干爐2，如只對粒徑有要求的商品，這時可直接出爐出售，對要求更高，如作電場頻蔽或導磁材料用的微珠，可送進磁選機，分成磁性微珠和不帶磁性的微珠。如對粒徑要求特別小時，可送進風選機，從風選機出來后，粒徑一般小于10微米，風選機一次可分兩級。從理論上講可循環分選下去，分成很小的微珠。
權利要求
一種發電廠粉煤灰空心玻璃微珠濕法分選系統，包括一供漿系統(可以是灰場排灰口、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、兩套篩分機、兩套烘干爐、兩套旋流分選器、一濾機、一磁選機、一風選機等。本發明改進包括電廠粉煤灰灰漿通過供漿系統，借助于灰漿由高處流下的勢能或電廠排灰系統的動能，自動流入旋流初級分選器，在離心力作用下，將大部分水、細灰排走，比重小的漂珠送進漂珠篩選器；兩套水選機灰漿在液態下，按比重選出微珠和碳粒；兩套篩分機灰漿在液態下，按預定粒徑分開；兩套烘干爐，蒸發水分，散開微珠集團，將殘留雜質化成玻璃體；懸浮床，以水作介質流。使灰漿分層提純；兩套旋流分選器，借助離心力，提純微珠；風選機，分出超細微珠。分選微珠后剩下的尾灰全部自動排入原排灰場所。
專利摘要
本發明是發電廠粉煤灰空心玻璃微珠濕法分選系統，利用電廠粉煤灰變廢為寶的新型系統。系統的主要技術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及大量的水分離出來。本發明是應用粉煤灰中各類顆粒的形狀特征在懸浮漿水中流動時的運動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、防火器材等行業的各種產品中，微珠被稱為劃時代的新興多功能材料。
文檔編號B03B5/28GK87104411SQ87104411
公開日1988年5月11日 申請日期1987年6月29日
發明者余安邦 申請人:余安邦