新增内容]-粉煤灰高效脱炭及资源化开发

1、粉煤灰高效脱炭及资源化开发粉煤灰高效脱炭及资源化开发完成单位：中国矿业大学 徐州市亿龙机电科技有限公司 国家煤加工与洁净化工程技术研究中心 韶关市曲江区乌石港有限公司汇 报 人：曹亦俊二零一二十一月资源背景废弃的资源废弃的资源资源量资源量：堆存：120亿吨，新排灰：34亿吨/年 未燃炭含量约10亿吨低级别灰低级别灰成品灰成品灰资资源源化化加加工工烧失量高、粒度粗、活性低烧失量高、粒度粗、活性低能源浪费，资源损失有机质含量降低、粒度变细、活性提高有机质含量降低、粒度变细、活性提高未燃炭回收、粉煤灰性能提高 （需水量比下降、抗压强度增强、浆体密实度增加）应用应用：建筑、材料、能源回收、井下充填综合

2、利用率综合利用率：约30% （65%： “十一五”资源综合利用指导意见）资源背景综合利用水平综合利用水平粉煤灰综合利用粉煤灰综合利用管理办法管理办法广东省资源综合广东省资源综合利用管理办法利用管理办法高级别灰产量低下与多数电厂粉煤灰烧失量不达标，是影响我国粉煤灰综合利用的巨大障碍鼓励政策 燃烧脱炭：将燃煤企业排放的高炭灰再次放入燃烧装置燃烧（美国Vortec公司）。工艺控制难度大工艺控制难度大。 流态化分选脱炭：中国矿业大学和清华大学：先分级、后分选。适用于粗粒级适用于粗粒级。 电选脱炭：中国矿业大学、西安建筑科技大学、河南农业大学。水分要求、细水分要求、细粒效率低。粒效率低。干法湿法浮选脱碳

3、研究始于上世纪80年代，研究领域多集中在资源开发和设备应用层面。研究单位：（高校、科研院所、电力企业）泡沫稳定性差、药剂消耗多、精煤灰分高基于粉煤灰中未燃炭与灰成分表面性质的差异，浮选手段（湿法分选）是粉煤灰中未燃炭脱除的合理途径，但这同时也是粉煤灰脱炭领域典型的技术难题。技术背景 未燃炭可浮性差未燃炭可浮性差技术难点经过1000以上的高温燃烧以后，未燃炭的表面物理化学性质发生较大变化，如挥发分减少、表面疏松多孔、氧化严重等，另外某些杂质在高温熔融后吸附于炭质颗粒表面，使未燃炭的可浮性变差。 矿物组成的特殊性矿物组成的特殊性粉煤灰的矿物组成以玻璃体、未燃炭、石英、莫来石为主。体系中不存在水对矿

4、物的溶解行为，也缺少自然矿物浮选中的细泥效应，这些特征成为粉煤灰浮选脱炭体系泡沫稳定性差的潜在影响因素。这种现象在粉煤灰脱炭实践中也得到验证。低活性低活性非晶质非晶质总体思路 针对由粉煤灰的自然属性引起的浮选脱炭技术难点，本项目以提高难浮未燃炭的表面疏水性、矿化效率和浮选体系泡沫稳定性为目的，从分选过程强化和分选系统工程设计两个方面进行了相关技术开发和工程应用！未燃炭难浮、体系泡沫稳定性差矿物组成高温燃烧气泡发生器性能测试平台气泡发生器性能测试平台p主要研究内容：循环压力与微泡制造充气量与微泡制造气泡发生器结构与性能关系微泡制造技术的效果评定气泡尺寸调控因素研究3.3 基于气泡尺寸调控的微泡制

5、造技术微泡发生技术强化难浮未燃炭的回收FCSMC-200mm4000mm循环泵变频器涡轮流量计气含率测控箱思路与目标思路与目标n 循环压力对气泡大小的影响循环泵是旋流-静态微泡浮选柱的唯一能量来源，循环压力大小与气泡尺寸大小有着重要关系。 （充气量：1.5m3/h，无起泡剂）a：循环压力 0.02 MPab：循环压力 0.11 MPa c：循环压力 0.24 MPa随着循环压力增大，气泡的数量增多，尺寸变小2mm2mm2mm 循环压力与微泡制造n 气泡发生器结构对气泡大小的影响（单孔和三孔）循环流量(m3/h)孔径(mm)出口背压(Pa)单孔603220000三孔602220000试验基本条件

6、88.4%97.6%三孔三孔单孔单孔气泡质量气泡质量：单孔气泡发生器有利于微泡的形成 气泡发生器结构与性能关系 微泡制造技术的效果评定设备条件运行参数浮选浓度20%循环泵压力0.20 Mpa充气流量0.200.25m3/h泡沫层厚度300350mm试验基本条件设备产品产率/%灰分/%烧失量/% 炭脱除率/%浮选柱精炭37.80 62.13 37.87 尾灰62.20 97.87 2.13 91.53 合计100.00 84.36 15.64 浮选机精炭34.5760.6939.31尾灰65.4396.353.6585.04 合计10084.0215.98微泡发生平台旋流-静态微泡浮选柱3.5

7、主要技术创新点创新创新1 1：以强化捕收和粘性起泡为特征的药剂强化分选技术的提出及应用。通过强化捕收作用和粘性起泡剂的使用，起泡剂用量降低40%，运行成本大幅降低。创新创新2 2：开发了基于高剪切和强制混合的高效调浆技术。通过高剪切能量输入和矿浆强制循环，强化了体系药剂分散和未燃炭颗粒的表面疏水性，炭脱除率提高约6个百分点。创新创新3 3：开发了基于气泡尺寸调控的微泡发生装置。并在粉煤灰柱式脱炭实践中成功应用，有效提高了难浮未燃炭的矿化效率。创新创新4 4：构建了以细泥循环为主的高效水循环系统。其特征在于稳定浮选泡沫、保证产品水分、降低浮选药耗三个方面。4.1 系统概述工程实施地点韶关市东和建

8、材有限公司系统规模脱炭系统：80万吨/年深加工系统：60万吨/年(扩能改造)技术指标脱炭系统： 尾灰烧失量5%，尾灰水分20%； 精煤水分20%深加工系统：烧失量 5%，水分 1%，45m筛余 12项目名称韶关粉煤灰高效脱炭及资源化开发主体设备主体设备列表列表4.2 粉煤灰高效脱炭系统开发p 工艺流程及设备配置（a） 原料准备系统照片（b）浮选脱炭系统照片（c） 浓缩系统照片（d） 过滤系统照片（e） 水循环系统照片（f） 尾灰堆厂及烘运系统照片设计现场照片 全厂集中控制系统系统特点系统特点：可靠、灵活、实用、易操作系统功能系统功能： 设备状态实时查看 集中/就地控制 现场数据实时更新 数据归

9、档 通讯报警p 控制系统设计控制目标控制策略加药量给矿量给矿浓度浮选柱液位压力限位-变频调节（ZL 201010244932.2）提高测量精度、尾矿高位排放、过流部件耐磨 工艺参数自控系统安全生产调度指挥科学决策8个生产单元视频监控点+视频服务器 视频监控系统4.3 低炭灰产品深加工系统主体设备主体设备列表列表与80万吨/年高效脱炭系统配套，对脱炭灰实施烘干、球磨和分级处理。4.4 系统运行情况粉煤灰高效脱炭及资源化开发生产线 项目于2010年6月开始工业调试，于2010年7月正式运行。运行指标如下：表1 高效脱炭系统指标表2 低炭灰深加工系统指标生产线实际运行情况浮浮 选选过过 滤滤浓浓 缩

10、缩沉沉 降降生产现场运行照片指标名称指标名称 指标参数指标参数 国标要求国标要求 处理能力处理能力 脱炭系统 80万吨/年 - 深加工系统 60万吨/年 - 浮选精炭浮选精炭 发热量/kcal/kg 3200 - 浮选尾灰浮选尾灰 烧失量/% 3.08- 低炭灰（深低炭灰（深加工后）加工后） 烧失量/% 3.145% (GB1596-2005)-级粉煤灰标准需水量比/% 9295% 45m筛余/% 8.812% 含水量/% 0.261% 低炭灰产品达到GB1596-2005（用于水泥和混凝土中的粉煤灰）级粉煤灰标准；浮选精炭可作为二次能源回收利用。主要技术指标主要技术指标知识产权情况知识产权情

11、况授权（申请）授权（申请）项目名称项目名称知识产权知识产权类别类别国（区）别国（区）别申申 请请 号号授授 权权 号号强制混合调浆设备及强制混合调浆设备及方法方法 发明专利 中国 200910030154.4 CN 101543738 B 一种压差一种压差-变频联合控变频联合控制浮选柱液位的方法制浮选柱液位的方法 发明专利 中国 201010244932.2 审核中 一种煤泥水混凝药剂一种煤泥水混凝药剂的定量方法的定量方法 发明专利 中国 201110092888.2 审核中 一种浮选精煤浓缩过一种浮选精煤浓缩过滤脱水工艺滤脱水工艺 发明专利 中国 201110317601.1 审核中 一种浮

12、选柱稳流装置一种浮选柱稳流装置 实用新型 中国 201020131166.4 CN 201644233 U 研究成果成功应用于韶关市东和建材有限公司80万吨/年粉煤灰高效脱炭及资源化利用生产线。基于该项技术的粉煤灰高效脱炭系统在湖北黄石和贵州六盘水地区的多家粉煤灰综合利用企业也已开工建设。p 项目推广情况项目推广情况达产年产量：精炭20多万吨；成品灰50多万吨；产品销售价格：精炭200220元/吨；成品灰160180元/吨；2010.06至2012.07，企业净利润达5482万元。p 企业经济效益企业经济效益p 社会环境效益社会环境效益有利于减少环境污染，有利于减少环境污染，改善生态环境，提高

13、人改善生态环境，提高人民生活质量和健康水平民生活质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场竞争力，能源资的市场竞争力，能源资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实使用成本了煤炭的真实使用成本构建了以电厂为中心的构建了以电厂为中心的区域循环经济新模式，区域循环经济新模式，为粉煤灰资源化提供了为粉煤灰资源化提供了新的成功典范新的成功典范u 为粉煤灰的资源化提供了新的技术途径和成功典范为粉煤灰的资源化提供了新的技术途径和成功典范大宗烧失量不合格的低级别电厂原灰成为制约我国粉煤灰综合利用的最大障碍，基于该成果的粉煤灰高效柱式脱炭技术及资源化加工技术，可有效缓解这一现状，大幅提