Способ получения микросфер из водной суспензии летучей золы тэс

 

Использование: производство теплоизоляционной засыпки с температурой применения до 1200°С для теплоизоляции тепловых агрегатов в металлургии, стройиндустрии, химической промышленности и др. отраслях. Сущность: способ получения микросфер из водной суспензии летучей золы ТЭС включает гидросепарацию летучей золы ТЭС при избыточном давлении не менее 1,5 Атм, обезвоживание посредством сушки и выделения фракции микросфер ≅ 0.3 мм . Получение микросферы характеризуется коэффициентом теплопроводности 0,085 В/м К при 25°С и 0,3 В/м К при 1000°С. 2 табл.

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов и может использоваться в качестве теплоизоляционной засыпки с температурой применения до 1200^оС для теплоизоляции тепловых агрегатов в металлургии, стройиндустрии, химической промышленности и др. отраслях.

Известно, что в золах ТЭС содержатся алюмосиликатные полые микросферы, обладающие теплоизоляционными качествами: при насыпной массе 375-400 кг/м³ коэффициент теплопроводности составляет 0,097-0,113 Вт/м ^.К при их содержании 3-4% в золе ТЭС [1].

Известен способ выделения полых микросфер за счет флотации [2], выбранный в качестве прототипа, как наиболее близкий по технической сущности.

Известен по а. с. N 1576514, кл. С 04 В 33/00 способ выделения полых микросфер за счет флотации, заключающийся в том, что зола ТЭС при попадании в воду разделяется по плотности, микросферы всплывают и попадают на периферию золоотвала, откуда могут собираться для использования.

Однако, как показали исследования, качество выделенной таким образом микросферы низкое по двум причинам. В такой микросфере содержится до 5% примесей в виде частиц несгоревшего кокса, сама микросфера зачастую дефективная, т. к. имеет микротрещины, сколы и другие дефекты. Во-вторых, в относительно крупных фракциях микросферы более 0,3 мм до 30% сфер имеют вплавленные частицы кокса. При использовании такой микросферы в качестве теплоизоляционной засыпки от воздействия температуры возможно возгорание отдельных участков засыпки (т.е. сгорание кокса), возникновение каверн и ухудшение теплоизоляции. Кроме того, бракованные сферы с нарушенной герметичностью как непористый, плотный материал имеют высокую теплопроводность (λ≈0,20-0,35 Вт/м ^. К в зависимости от величины разрушений) в сравнении с нормальными микросферами.

Согласно изобретению в известном способе изготовления теплоизоляционной засыпки из золы ТЭС посредством флотации, предлагается флотационное разделение золы ТЭС осуществлять в воде при избыточном давлении не менее 1,5 атм. , полученную микросферу сушат, удаляют из нее фракции более 0,3 мм, а оставшуюся используют в качестве теплоизоляционной засыпки. Такое осуществление способа обеспечивает удаление из микросферы примесей (они под давлением насыщаются водой и тонут), бракованных сфер (через трещины они насыщаются водой и также тонут) и сфер с вплавленными частицами кокса, т.к. исследования показали, что 98% таких сфер имеют фракцию более 0,3 мм. Полученная таким способом микросфера имеет λ = 0,085-0,1 Вт/м ^. К, одинаковый цвет, полную герметичность.

В качестве примера конкретного применения - описание способа изготовления теплоизоляционной засыпки из золы Троицкой ГРЭС, полученной от спекания Экибастузского угля.

Химсостав золы и микросфер приведен в табл. 1, причем приведен химсостав очищенной микросферы.

При использовании предлагаемого способа золу ГРЭС помещали в герметичный металлический сосуд и создавали давление воды в сосуде.

Содержание остаточного топлива в микросфере Троицкой ГРЭС: Давление воды/ атм 0,5 1,0 1,2 1,4 1,5 1,6 1,8 2,0 Потери при прокаливании/% 4,8 3,7 1,5 0,8 0 0 0 0 Измерение потерь при прокаливании проводилось с точностью до 0,1%.

Таким образом, избыточное давление не менее 1,5 атм способствует полной очистке микросфер от коксовых примесей. Причем давление также способствует разделению полых микросфер и силикатных частиц с капиллярной пористостью, которые совместно всплывают при обычной флотации.

Затем отделенную микросферу высушивали в сушильном шкафу при 105^оС в течение 2 ч и на ситах отделяли фракцию крупнее 0,3 мм. Для удаления вплавленного в сферы кокса микросферу фракции менее 0,3 мм и более 3 мм при 700^оС в течение 2 ч прогревали в тонком слое. По количеству получившихся бракованных сфер (с нарушенной герметичностью) судили о содержании частиц с вплавленным коксом. В микросферах фракции менее 0,3 мм забраковано 3-4% микросфер, в микросферах фракции более 0,3 мм забраковано до 10-15% сфер. Разбраковку производили флотацией под давлением. Таким образом, разделение по фракциям дополнительно отделяет качественные сферы от сфер с примесями.

Свойства полученной микросферы представлены в табл. 2.

Табл. 2 показывает, что микросфера превосходит диатомитовую крошку и перлитовый песок по максимальной температуре применения, пеностекло бесщелочное также по температуре применения, пеностекло высококремнеземистое по меньшей теплопроводности. Кроме того, теплопроводность засыпки с температурой растет менее интенсивно, чем у аналогичных материалов.

Использование предлагаемого способа позволит изготавливать качественную полую микросферу из золошлаковых отходов энергетики, свойства которой сопоставимы или превосходят свойства лучших теплоизоляционных засыпок. Это обеспечит ее широкое использование.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОСФЕР ИЗ ВОДНОЙ СУСПЕНЗИИ ЛЕТУЧЕЙ ЗОЛЫ ТЭС, включающий гидросепарацию летучей золы ТЭС, отделение всплывших микросфер и их обезвоживание, отличающийся тем, что гидросепарацию осуществляют при избыточном давлении не менее 1,5 атм, а из обезвоженных посредством сушки микросфер выделяют фракцию 0,3 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3