Способ разделения ценосфер летучих зол тепловых электростанций

Авторы патента:

B03B9/04 - для топочных и доменных шлаков, отходов литейного производства или литейных шлаков

Владельцы патента RU 2328347:

ООО "Микросфера" (RU)

Изобретение относится к классификации порошковых материалов и может быть использовано при переработке техногенных отходов, преимущественно ценосфер летучих зол тепловых электростанций, для получения широкого ассортимента полых алюмосиликатных микросфер с заданными свойствами. Способ разделения ценосфер летучих зол тепловых электростанций включает гравитационное разделение ценосфер в нисходящем потоке водной среды с выделением пыли, осколков, перфорированных ценосфер и неперфорированных ценосфер различной насыпной плотности. Неперфорированные ценосферы последовательно пропускают через три колонных аппарата навстречу водному потоку с получением тяжелой фракции насыпной плотности 0,42-0,46 г/см³, средней фракции насыпной плотности 0,35-0,41 г/см³ и легкой фракции насыпной плотности 0,28-0,35 г/см³ путем отбора продуктов с нижних и верхних частей аппаратов. При этом в каждом последующем аппарате повышают скорость подачи воды относительно предыдущего значения. Технический результат - повышение степени гидродинамического разделения и получение фракций ценосфер с насыпной плотностью менее 0,3 г/см³. 1 ил., 1 табл.

Заявляемое техническое решение относится к классификации порошковых материалов и может быть использовано при переработке техногенных отходов, преимущественно ценосфер летучих зол тепловых электростанций, для получения широкого ассортимента полых алюмосиликатных микросфер с заданными свойствами.

Известен способ разделения ценосфер летучих зол тепловых электростанций [Пат. РФ №2212276, В03В 7/00], в котором с целью повышения степени разделения и снижения пожароопасности процесса разделение ценосфер проводят путем гранулометрической классификации и гравитационного разделения в водной среде на продукты различной крупности и плотности. Гранулометрическую классификацию проводят путем рассева на ситах, а гравитационное разделение осуществляют в нисходящем потоке водной среды при скорости потока 50-80 м/ч с получением легкого продукта насыпного веса 0,3-0,35 г/см³, тяжелого продукта насыпного веса 0,35-0,45 г/см³ и перфорированных ценосфер. Дополнительно проводят аэродинамическое разделение продукта насыпного веса 0,3-0,35 г/см³ в восходящем потоке воздуха при скорости потока 0,1-0,4 м/с с получением легкого продукта насыпного веса 0,1-0,3 г/см³ и тяжелого продукта насыпного веса более 0,3 г/см³. Предварительно из исходного материала выделяют пыль и разрушенные ценосферы путем гидросепарации исходного материала с получением легкого и тяжелого продуктов и выводом тяжелого продукта. Для выделения перфорированных ценосфер проводят дегазацию легкого продукта гидросепарации с последующим заполнением перфорированных ценосфер водой и их осаждением в виде тяжелого продукта. Перфорированные ценосферы подвергают гравитационному разделению, а для получения продуктов заданного содержания магнитного компонента исходный материал или конечные продукты подвергают магнитной сепарации.

В указанном способе для получения легких фракций ценосфер с насыпной плотностью менее 0,3 г/см³ дополнительно используется аэродинамическая сепарация продуктов гидродинамического разделения, что наиболее целесообразно лишь в случае получения легких фракций с насыпной плотностью менее 0,25 г/см³. Применение аэродинамической сепарации вызывает необходимость дополнительной сушки продуктов гидродинамической стадии и делает процесс гравитационного разделения многостадийным. Недостатками указанного способа являются многостадийность разделения ценосфер по плотности и низкая степень разделения ценосфер на стадии гидродинамического разделения. Способ выбран за прототип.

Целью заявляемого технического решения является повышение степени гидродинамического разделения ценосфер и получение на этой стадии фракций ценосфер с насыпной плотностью менее 0,3 г/см³.

Указанная цель достигается тем, что гравитационное разделение ценосфер осуществляют в нисходящем потоке водной среды с выделением: пыли, осколков, перфорированных ценосфер и неперфорированных ценосфер различной насыпной плотности, при этом неперфорированные ценосферы последовательно пропускают через три колонных аппарата навстречу водному потоку, движущемуся со скоростью 5-30 см/мин, с получением тяжелой фракции насыпной плотности 0,42-0,46 г/см³, средней фракции насыпной плотности 0,35-0,41 г/см³ и легкой фракции насыпной плотности 0,28-0,35 г/см³ путем отбора продуктов с нижних и верхних частей аппаратов, при этом в каждом последующем аппарате повышают скорость подачи воды относительно предыдущего значения.

На чертеже изображена принципиальная схема гидродинамического разделения ценосфер энергетических зол, включающая в себя: 1 - дозатор ценосфер; 2 - загрузочную воронку; 3 - сборник отходов; 4 - подогреватель пульпы; 5.1-5.3 - разделительные колонны; 6 - мешалку с электроприводом; 7.1-7.5 - фильтры.

Сущность заявляемого технического решения поясняется схемой, приведенной на чертеже, и состоит в регулировании линейной скорости подаваемого в колонны разделения нисходящего потока воды (V_i, см/мин), которая определяется как отношение расхода воды на сливе из колонны (Q_в, см³/мин) к площади сечения колонны (S_к, см²). Исходный концентрат ценосфер через дозатор (1) и загрузочную воронку (2) вместе с водой в виде пульпы со скоростью V₀ непрерывно подается в нижнюю часть емкости (3), оборудованной мешалкой (6). Наиболее тяжелая фракция, преимущественно осколки (продукт «отходы»), осаждается на дно бака и непрерывно или периодически выводится на фильтр (7-1). Вода, содержащая мелкие взвеси пыли, сливается в канализацию или же после дополнительной очистки может быть возвращена в процесс.

Всплывшая фракция ценосфер в виде пульпы через переливную трубу сверху поступает на подогреватель (4), нагревается до 95-98°С и подается в нижнюю часть колонны (5-1), где смешивается с поступающей сверху холодной водой (V₁≈V₀) и охлаждается до 30-35°С. При этом полые перфорированные частицы (продукт «перфорированные ценосферы») охлаждаются, заполняются водой и оседают на дно колонны, откуда непрерывно выводятся на фильтр (7-2). Неперфорированные ценосферы всплывают наверх и через переливную трубу выводятся в нижнюю часть колонны (5-2). За счет дополнительной подачи воды сверху увеличивают скорость нисходящего водного потока до значения V₂(V₂>V₁), что вызывает осаждение части ценосфер в качестве тяжелого продукта (продукт «тяжелая фракция»), который непрерывно выводится через низ колонны на фильтр (7-3) и периодически убирается. Более легкие ценосферы всплывают наверх и через переливную трубу поступают в нижнюю часть колонны (5-3), где аналогично за счет создания более высокой скорости потока воды V₃(V₃>V₂) более тяжелые ценосферы (продукт «средняя фракция») выводятся непрерывно через низ на фильтр (7-4). Оставшаяся легкая фракция (продукт «легкая фракция») поднимается вверх и через переливную трубу со скоростью V₄ (V₄≈V₀=V₁) выводится на фильтр (7-5). Таким образом, в качестве целевых продуктов выделяется фракция перфорированных ценосфер, а также тяжелая, средняя и легкая фракции, плотность которых определяется насыпной плотностью исходного концентрата ценосфер (ρ_н, г/см³) и линейными скоростями нисходящего потока воды.

Возможность осуществления заявляемого технического решения с получением продуктов различной насыпной плотности, в том числе с ρ_н<0,3 г/см³, подтверждается примерами разделения ценосфер Томь-Усинской ГРЭС и Новосибирской ТЭЦ-5 по вышеописанной схеме (см. таблицу).

В случае использования исходного сырья с меньшей плотностью или же при повторном разделении продуктов, а также при варьировании линейных скоростей водного потока возможно получение фракций ценосфер с насыпной плотностью менее 0,27 г/см³при их наличии в загружаемом сырье. В общем случае из концентратов ценосфер с насыпной плотностью менее 0,55 г/см, преимущественно 0,40-0,42 г/см³, значения насыпной плотности трех продуктов гидродинамического разделения укладываются в интервалы 0,42-0,46 г/см³ (тяжелая фракция), 0,35-0,41 г/см³ (средняя фракция) и 0,28-0,35 г/см³ (легкая фракция).

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Пат. РФ №2212276 «Способ разделения ценосфер летучих зол тепловых электростанций». МПК В03В 7/00. Оп. 20.09.2003. - прототип

Таблица
Результаты гидродинамического разделения концентратов ценосфер
Пример	Наименование и характеристика сырья	Продукты и параметры гидродинамического разделения
Пример	Наименование и характеристика сырья	Отходы	Перфорированные ценосферы	Тяжелая фракция	Средняя фракция	Легкая фракция
выход, %	ρ_н, г/см³	V₀, см/мин	выход, %	ρ_н, г/см³	V₁, см/мин	выход, %	ρ_н, г/см³	V₂, см/мин	выход, %	ρ_н, г/см³	V₃, см/мин	выход, %	ρ_н, г/см³	V₄, см/мин
1	Томь-Усинская ГРЭС, концентрат ценосфер, ρ_н=0,41 г/см³	4,2	0,74	V₀₁	5,2	0,42	V₁₁	21	0,46	V₂₁	42,8	0,40	V₃₁	22,8	0,32	V₄₁
2	То же	3,9	0,75	V₀₂	5,9	0,41	V₁₂	23	0,45	V₂₂	43,8	0,41	V₃₂	21,4	0,32	V₄₂
3	То же	4,7	0,74	V₀₃	5,9	0,42	V₁₃	25,8	0,45	V₂₃	42,7	0,40	V₃₃	20	0,28	V₄₃
4	Новосибирская ТЭЦ-5, продукт ситового разделения концентрата ценосфер -0,17+0,1 мм, ρ_н=0,40 г/см³	2,2	0,75	V₀₄	5,4	0,42	V₁₄	19,3	0,45	V₂₄	39,1	0,41	V₃₄	34	0,33	V₄₄

Способ разделения ценосфер летучих зол тепловых электростанций, включающий гравитационное разделение ценосфер в нисходящем потоке водной среды с выделением пыли, осколков, перфорированных ценосфер и неперфорированных ценосфер различной насыпной плотности, отличающийся тем, что, с целью повышения степени гидродинамического разделения и получения фракций ценосфер с насыпной плотностью менее 0,3 г/см³, неперфорированные ценосферы последовательно пропускают через три колонных аппарата навстречу водному потоку с получением тяжелой фракции насыпной плотности 0,42-0,46 г/см³, средней фракции насыпной плотности 0,35-0,41 г/см³ и легкой фракции насыпной плотности 0,28-0,35 г/см³ путем отбора продуктов с нижних и верхних частей аппаратов, при этом в каждом последующем аппарате повышают скорость подачи воды относительно предыдущего значения.

Изобретение относится к области переработки твердых отходов. .

Способ переработки шлака // 2298586

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при переработке металлургических шлаков. .

Способ переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций // 2296624

Изобретение относится к переработке золошлаковых отходов тепловых электростанций. .

Способ обработки остатков от сжигания из сжигательной установки // 2258867

Изобретение относится к способу обработки остатков от сжигания из сжигательной установки, в частности установки для сжигания отходов, при котором топливо сжигают на колосниковой решетке и образующиеся при этом остатки от сжигания за счет соответствующего регулирования процесса сжигания доводят до повышенной температуры.

Способ обработки остатков от сжигания из сжигательной установки // 2258180

Изобретение относится к способу обработки остатков от сжигания из сжигательной установки, в частности установки для сжигания отходов, при котором топливо сжигают на колосниковой решетке, образующиеся при этом остатки от сжигания гасят в мокром шлакоудалителе и выгружают из него.

Устройство для разделения пульпы // 2248244

Изобретение относится к разделению материалов по плотности методом флотации и может быть использовано, например, для выделения полых микросфер из золошлаковой пульпы ТЭЦ, ГЭС, ГРЭС.

Способ переработки шлака углеродистого феррохрома // 2181778

Изобретение относится к металлургии, именно к способам переработки шлака. .

Способ и устройство для отделения более твердого материала от менее твердого материала // 2162369

Способ и устройство для утилизации пыли, образующейся при восстановлении железной руды // 2135424

Изобретение относится к способу утилизации пыли, образующейся при восстановлении железной руды. .

Способ обогащения медьсодержащих шлаков // 2130808

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогащению сырья техногенных месторождений, а именно к флотации медьсодержащих шлаков отражательных печей.

Способ удаления несгоревшего углерода из золы-уноса // 2343984

Изобретение относится к способу удаления несгоревшего углерода из золы-уноса, образующейся на электростанциях, работающих на угле, и т.п., и к эффективному использованию золы-уноса и удаленного несгоревшего углерода

Способ переработки золы и/или шлака котельных и теплоэлектростанций // 2344887

Изобретение относится к способам переработки твердых промышленных отходов, в частности золы и/или шлака котельных и теплоэлектростанций (ТЭС)

Способ переработки отвального распадающегося шлака // 2347622

Изобретение относится к области черной металлургии и, в частности, касается переработки отвальных распадающихся шлаков, и может быть использовано для утилизации отходов металлургических производств, в частности отвальных распадающихся шлаков доменного, сталеплавильного и ферросплавного производств

Способ и технологическая линия для переработки золошлаковых отходов из отвалов системы гидрозолоудаления тепловых электростанций // 2363885

Изобретение относится к области удаления и переработки продуктов сгорания и может быть использовано на тепловых электростанциях, работающих на каменноугольных топливах

Способ переработки металлургических шлаков и технологическая линия (варианты) для его осуществления // 2377324

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к переработке металлургических шлаков, используемых в стройиндустрии, в частности в дорожном строительстве, в бетонных работах и др., к получению или обогащению магнитного железосодержащего продукта, используемого в доменной плавке для замены железорудного сырья, в выплавке стали и при производстве агломерата

Способ обработки металлургического шлака // 2426803

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству чугуна, стали и ферросплавов

Способ переработки отвального доменного и мартеновского шлака // 2448172

Изобретение относится к металлургии, а именно к переработке металлургических отходов доменного и мартеновского шлаков

Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов - продуктов сжигания угольного топлива // 2489214

Изобретение относится к области удаления и переработки продуктов сгорания и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных, работающих на каменноугольных топливах

Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов - продуктов сжигания угольного топлива // 2494816

Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов - продуктов сжигания угольного топлива, содержащая оборудованную приемным бункером систему транспортирования золошлаковых отходов из отвала, дозатор-питатель золошлаковых отходов, связанный со смесителем, соединенным с источником разжижающей среды линией подачи, средства классификации золошлаковых частиц, систему отвода обезвоженных масс от классифицированных фракций частиц на утилизацию, при этом приемный бункер снабжен первым активным измельчителем, размещенным в его полости перед выпускным отверстием, причем его выход посредством первого транспортера связан с металлокамневыделителем, выполненным с возможностью дополнительного измельчения золошлаковых отходов, в свою очередь золошлаковый выход металлокамневыделителя посредством второго транспортера связан с дозатором-питателем золошлаковых отходов, кроме того, средства классификации золошлаковых частиц выполнены в виде гидроциклонов, при этом песковый вход первого из них подключен к пульповому выходу смесителя посредством первого трубопровода, снабженного первым песковым насосом, причем выход легкой и мелкой фракции первого гидроциклона посредством второго трубопровода связан со входом флотационной установки, а песковый выход первого гидроциклона открыт в накопительный бак, выход которого связан со входом дезинтегратора, выход которого связан с Песковым входом второго гидроциклона, выход легкой и мелкой фракции которого сообщен со вторым трубопроводом, а его песковый выход посредством второго пескового насоса сообщен с накопительным баком, кроме того, выход флотированного материала флотационной установки сообщен со сборником недожога, а камерный выход флотационной установки сообщен со входом гидроциклона первой ступени осветления, жидкостный выход которого связан со входом гидроциклона второй ступени осветления, при этом песковые выходы гидроциклонов первой и второй ступеней осветления сообщены со сборником зольной фракции, причем жидкостный выход гидроциклона второй ступени осветления сообщен с баком сбора осветленной воды, выход которого через насос осветленной воды связан со смесителем и патрубком подвода воды в верхний участок первого трубопровода, кроме того, первый трубопровод дополнительно сообщен со смесителем посредством рециркуляционного трубопровода. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

Способ переработки высокоглиноземистых шлаков алюмотермического производства ферросплавов // 2511556

Изобретение относится к горной, металлургической и строительной промышленности и может быть использовано при утилизации шлаков ферросплавного производства. В способе дробление шлака осуществляют до фракции -10,0+0,0 мм с последующим его грохочением на три фракции: -10,0+1,0 мм, -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм, причем фракцию -10,0+1,0 мм подвергают дополнительному дроблению и возвращают на грохочение, затем каждую из двух фракций: -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм раздельно сушат, а затем двумя разделенными потоками подвергают сначала электросепарации с разделением на проводниковые и непроводниковые фракции, затем каждую из полученных фракций подвергают последовательно сначала слабомагнитной, а затем сильномагнитной сепарации с выделением сильномагнитной фракции в виде железного скрапа и крупной и мелкой фракций металлической фазы ферросплавов и выделением немагнитной непроводниковой фракции в виде высокоглиноземистого концентрата. Изобретение позволяет получать 4,42% по выходу концентрата металлофазы с содержанием Ti 34,4% и Fe 46,4%, что по всем компонентам удовлетворяет ГОСТу на порошок ферротитана марки ФТи35с5. 1 табл, 1 ил.