新增內(nèi)容]-粉煤灰高效脫炭及資源化開發(fā)

1、粉煤灰高效脫炭及資源化開發(fā)粉煤灰高效脫炭及資源化開發(fā)完成單位：中國礦業(yè)大學(xué) 徐州市億龍機電科技有限公司 國家煤加工與潔凈化工程技術(shù)研究中心 韶關(guān)市曲江區(qū)烏石港有限公司匯 報 人：曹亦俊二零一二十一月資源背景廢棄的資源廢棄的資源資源量資源量：堆存：120億噸，新排灰：34億噸/年 未燃炭含量約10億噸低級別灰低級別灰成品灰成品灰資資源源化化加加工工燒失量高、粒度粗、活性低燒失量高、粒度粗、活性低能源浪費，資源損失有機質(zhì)含量降低、粒度變細、活性提高有機質(zhì)含量降低、粒度變細、活性提高未燃炭回收、粉煤灰性能提高 （需水量比下降、抗壓強度增強、漿體密實度增加）應(yīng)用應(yīng)用：建筑、材料、能源回收、井下充填綜合

2、利用率綜合利用率：約30% （65%： “十一五”資源綜合利用指導(dǎo)意見）資源背景綜合利用水平綜合利用水平粉煤灰綜合利用粉煤灰綜合利用管理辦法管理辦法廣東省資源綜合廣東省資源綜合利用管理辦法利用管理辦法高級別灰產(chǎn)量低下與多數(shù)電廠粉煤灰燒失量不達標(biāo)，是影響我國粉煤灰綜合利用的巨大障礙鼓勵政策 燃燒脫炭：將燃煤企業(yè)排放的高炭灰再次放入燃燒裝置燃燒（美國Vortec公司）。工藝控制難度大工藝控制難度大。 流態(tài)化分選脫炭：中國礦業(yè)大學(xué)和清華大學(xué)：先分級、后分選。適用于粗粒級適用于粗粒級。 電選脫炭：中國礦業(yè)大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)。水分要求、細水分要求、細粒效率低。粒效率低。干法濕法浮選脫碳

3、研究始于上世紀(jì)80年代，研究領(lǐng)域多集中在資源開發(fā)和設(shè)備應(yīng)用層面。研究單位：（高校、科研院所、電力企業(yè)）泡沫穩(wěn)定性差、藥劑消耗多、精煤灰分高基于粉煤灰中未燃炭與灰成分表面性質(zhì)的差異，浮選手段（濕法分選）是粉煤灰中未燃炭脫除的合理途徑，但這同時也是粉煤灰脫炭領(lǐng)域典型的技術(shù)難題。技術(shù)背景 未燃炭可浮性差未燃炭可浮性差技術(shù)難點經(jīng)過1000以上的高溫燃燒以后，未燃炭的表面物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生較大變化，如揮發(fā)分減少、表面疏松多孔、氧化嚴(yán)重等，另外某些雜質(zhì)在高溫熔融后吸附于炭質(zhì)顆粒表面，使未燃炭的可浮性變差。 礦物組成的特殊性礦物組成的特殊性粉煤灰的礦物組成以玻璃體、未燃炭、石英、莫來石為主。體系中不存在水對礦

4、物的溶解行為，也缺少自然礦物浮選中的細泥效應(yīng)，這些特征成為粉煤灰浮選脫炭體系泡沫穩(wěn)定性差的潛在影響因素。這種現(xiàn)象在粉煤灰脫炭實踐中也得到驗證。低活性低活性非晶質(zhì)非晶質(zhì)總體思路 針對由粉煤灰的自然屬性引起的浮選脫炭技術(shù)難點，本項目以提高難浮未燃炭的表面疏水性、礦化效率和浮選體系泡沫穩(wěn)定性為目的，從分選過程強化和分選系統(tǒng)工程設(shè)計兩個方面進行了相關(guān)技術(shù)開發(fā)和工程應(yīng)用！未燃炭難浮、體系泡沫穩(wěn)定性差礦物組成高溫燃燒氣泡發(fā)生器性能測試平臺氣泡發(fā)生器性能測試平臺p主要研究內(nèi)容：循環(huán)壓力與微泡制造充氣量與微泡制造氣泡發(fā)生器結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系微泡制造技術(shù)的效果評定氣泡尺寸調(diào)控因素研究3.3 基于氣泡尺寸調(diào)控的微泡制

5、造技術(shù)微泡發(fā)生技術(shù)強化難浮未燃炭的回收FCSMC-200mm4000mm循環(huán)泵變頻器渦輪流量計氣含率測控箱思路與目標(biāo)思路與目標(biāo)n 循環(huán)壓力對氣泡大小的影響循環(huán)泵是旋流-靜態(tài)微泡浮選柱的唯一能量來源，循環(huán)壓力大小與氣泡尺寸大小有著重要關(guān)系。 （充氣量：1.5m3/h，無起泡劑）a：循環(huán)壓力 0.02 MPab：循環(huán)壓力 0.11 MPa c：循環(huán)壓力 0.24 MPa隨著循環(huán)壓力增大，氣泡的數(shù)量增多，尺寸變小2mm2mm2mm 循環(huán)壓力與微泡制造n 氣泡發(fā)生器結(jié)構(gòu)對氣泡大小的影響（單孔和三孔）循環(huán)流量(m3/h)孔徑(mm)出口背壓(Pa)單孔603220000三孔602220000試驗基本條件

6、88.4%97.6%三孔三孔單孔單孔氣泡質(zhì)量氣泡質(zhì)量：單孔氣泡發(fā)生器有利于微泡的形成 氣泡發(fā)生器結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系 微泡制造技術(shù)的效果評定設(shè)備條件運行參數(shù)浮選濃度20%循環(huán)泵壓力0.20 Mpa充氣流量0.200.25m3/h泡沫層厚度300350mm試驗基本條件設(shè)備產(chǎn)品產(chǎn)率/%灰分/%燒失量/% 炭脫除率/%浮選柱精炭37.80 62.13 37.87 尾灰62.20 97.87 2.13 91.53 合計100.00 84.36 15.64 浮選機精炭34.5760.6939.31尾灰65.4396.353.6585.04 合計10084.0215.98微泡發(fā)生平臺旋流-靜態(tài)微泡浮選柱3.5

7、主要技術(shù)創(chuàng)新點創(chuàng)新創(chuàng)新1 1：以強化捕收和粘性起泡為特征的藥劑強化分選技術(shù)的提出及應(yīng)用。通過強化捕收作用和粘性起泡劑的使用，起泡劑用量降低40%，運行成本大幅降低。創(chuàng)新創(chuàng)新2 2：開發(fā)了基于高剪切和強制混合的高效調(diào)漿技術(shù)。通過高剪切能量輸入和礦漿強制循環(huán)，強化了體系藥劑分散和未燃炭顆粒的表面疏水性，炭脫除率提高約6個百分點。創(chuàng)新創(chuàng)新3 3：開發(fā)了基于氣泡尺寸調(diào)控的微泡發(fā)生裝置。并在粉煤灰柱式脫炭實踐中成功應(yīng)用，有效提高了難浮未燃炭的礦化效率。創(chuàng)新創(chuàng)新4 4：構(gòu)建了以細泥循環(huán)為主的高效水循環(huán)系統(tǒng)。其特征在于穩(wěn)定浮選泡沫、保證產(chǎn)品水分、降低浮選藥耗三個方面。4.1 系統(tǒng)概述工程實施地點韶關(guān)市東和建

8、材有限公司系統(tǒng)規(guī)模脫炭系統(tǒng)：80萬噸/年深加工系統(tǒng)：60萬噸/年(擴能改造)技術(shù)指標(biāo)脫炭系統(tǒng)： 尾灰燒失量5%，尾灰水分20%； 精煤水分20%深加工系統(tǒng)：燒失量 5%，水分 1%，45m篩余 12項目名稱韶關(guān)粉煤灰高效脫炭及資源化開發(fā)主體設(shè)備主體設(shè)備列表列表4.2 粉煤灰高效脫炭系統(tǒng)開發(fā)p 工藝流程及設(shè)備配置（a） 原料準(zhǔn)備系統(tǒng)照片（b）浮選脫炭系統(tǒng)照片（c） 濃縮系統(tǒng)照片（d） 過濾系統(tǒng)照片（e） 水循環(huán)系統(tǒng)照片（f） 尾灰堆廠及烘運系統(tǒng)照片設(shè)計現(xiàn)場照片 全廠集中控制系統(tǒng)系統(tǒng)特點系統(tǒng)特點：可靠、靈活、實用、易操作系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能： 設(shè)備狀態(tài)實時查看 集中/就地控制 現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時更新 數(shù)據(jù)歸

9、檔 通訊報警p 控制系統(tǒng)設(shè)計控制目標(biāo)控制策略加藥量給礦量給礦濃度浮選柱液位壓力限位-變頻調(diào)節(jié)（ZL 201010244932.2）提高測量精度、尾礦高位排放、過流部件耐磨 工藝參數(shù)自控系統(tǒng)安全生產(chǎn)調(diào)度指揮科學(xué)決策8個生產(chǎn)單元視頻監(jiān)控點+視頻服務(wù)器 視頻監(jiān)控系統(tǒng)4.3 低炭灰產(chǎn)品深加工系統(tǒng)主體設(shè)備主體設(shè)備列表列表與80萬噸/年高效脫炭系統(tǒng)配套，對脫炭灰實施烘干、球磨和分級處理。4.4 系統(tǒng)運行情況粉煤灰高效脫炭及資源化開發(fā)生產(chǎn)線 項目于2010年6月開始工業(yè)調(diào)試，于2010年7月正式運行。運行指標(biāo)如下：表1 高效脫炭系統(tǒng)指標(biāo)表2 低炭灰深加工系統(tǒng)指標(biāo)生產(chǎn)線實際運行情況浮浮 選選過過 濾濾濃濃 縮

10、縮沉沉 降降生產(chǎn)現(xiàn)場運行照片指標(biāo)名稱指標(biāo)名稱 指標(biāo)參數(shù)指標(biāo)參數(shù) 國標(biāo)要求國標(biāo)要求 處理能力處理能力 脫炭系統(tǒng) 80萬噸/年 - 深加工系統(tǒng) 60萬噸/年 - 浮選精炭浮選精炭 發(fā)熱量/kcal/kg 3200 - 浮選尾灰浮選尾灰 燒失量/% 3.08- 低炭灰（深低炭灰（深加工后）加工后） 燒失量/% 3.145% (GB1596-2005)-級粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)需水量比/% 9295% 45m篩余/% 8.812% 含水量/% 0.261% 低炭灰產(chǎn)品達到GB1596-2005（用于水泥和混凝土中的粉煤灰）級粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)；浮選精炭可作為二次能源回收利用。主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo)知識產(chǎn)權(quán)情況知識產(chǎn)權(quán)情

11、況授權(quán)（申請）授權(quán)（申請）項目名稱項目名稱知識產(chǎn)權(quán)知識產(chǎn)權(quán)類別類別國（區(qū)）別國（區(qū)）別申申 請請 號號授授 權(quán)權(quán) 號號強制混合調(diào)漿設(shè)備及強制混合調(diào)漿設(shè)備及方法方法 發(fā)明專利 中國 200910030154.4 CN 101543738 B 一種壓差一種壓差-變頻聯(lián)合控變頻聯(lián)合控制浮選柱液位的方法制浮選柱液位的方法 發(fā)明專利 中國 201010244932.2 審核中 一種煤泥水混凝藥劑一種煤泥水混凝藥劑的定量方法的定量方法 發(fā)明專利 中國 201110092888.2 審核中 一種浮選精煤濃縮過一種浮選精煤濃縮過濾脫水工藝濾脫水工藝 發(fā)明專利 中國 201110317601.1 審核中 一種浮

12、選柱穩(wěn)流裝置一種浮選柱穩(wěn)流裝置 實用新型 中國 201020131166.4 CN 201644233 U 研究成果成功應(yīng)用于韶關(guān)市東和建材有限公司80萬噸/年粉煤灰高效脫炭及資源化利用生產(chǎn)線。基于該項技術(shù)的粉煤灰高效脫炭系統(tǒng)在湖北黃石和貴州六盤水地區(qū)的多家粉煤灰綜合利用企業(yè)也已開工建設(shè)。p 項目推廣情況項目推廣情況達產(chǎn)年產(chǎn)量：精炭20多萬噸；成品灰50多萬噸；產(chǎn)品銷售價格：精炭200220元/噸；成品灰160180元/噸；2010.06至2012.07，企業(yè)凈利潤達5482萬元。p 企業(yè)經(jīng)濟效益企業(yè)經(jīng)濟效益p 社會環(huán)境效益社會環(huán)境效益有利于減少環(huán)境污染，有利于減少環(huán)境污染，改善生態(tài)環(huán)境，提高

13、人改善生態(tài)環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量和健康水平民生活質(zhì)量和健康水平提高了粉煤灰建筑材料提高了粉煤灰建筑材料的市場競爭力，能源資的市場競爭力，能源資源的二次回收有效降低源的二次回收有效降低了煤炭的真實使用成本了煤炭的真實使用成本構(gòu)建了以電廠為中心的構(gòu)建了以電廠為中心的區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟新模式，區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟新模式，為粉煤灰資源化提供了為粉煤灰資源化提供了新的成功典范新的成功典范u 為粉煤灰的資源化提供了新的技術(shù)途徑和成功典范為粉煤灰的資源化提供了新的技術(shù)途徑和成功典范大宗燒失量不合格的低級別電廠原灰成為制約我國粉煤灰綜合利用的最大障礙，基于該成果的粉煤灰高效柱式脫炭技術(shù)及資源化加工技術(shù)，可有效緩解這一現(xiàn)狀，大幅提