电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子的回收装置和回收方法

摘要

本发明涉及一种电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子的回收装置和回收方法。目前还没有漂珠连续生产能力强的回收粉煤灰及炉底渣中空粒子的设备和方法。本装置的特点是：包括电站煤粉炉、渣浆池、脱水仓、缓冲水池、冲洗泵、冲洗泵房前池和锅炉省煤器，锅炉省煤器和空气预热器均连接在渣浆池上，缓冲水池和浓缩机连接，冲洗泵房前池通过安装有冲洗泵的管路分别连接到脱水仓和缓冲水池中。本方法的特点是：电站煤粉炉中的炉底渣破碎；脱水仓中的溢流水自流到浓缩机中，溢流水的表面产生漂珠颗粒，形成混合物B；混合物B经过净化分级提质装置制得漂珠产品。本发明的工艺操作简便，运行成本低，漂珠连续生产能力强。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子的回收装置和回收方法，主要用于回收电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子，电站锅炉尾部受热面包括省煤器和空气预热器。

背景技术

粉煤灰和炉渣是火力发电厂的副产品，我国每年产生的粉煤灰数量巨大，综合利用率低，大量的粉煤灰堆积在灰场，不仅占用大量的耕地，而且污染环境，所以实现粉煤灰资源化综合利用已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决我国电力生产环境污染和资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是目前火力发电行业面临解决的主要任务之一。

传统的粉煤灰及炉渣磨细分选工艺主要针对相应区域的水泥和混凝土行业生产一二级商品粉煤灰，但是这种工艺容易受水泥等相关行业供需关系、市场价格以及输运半径等方面的影响，而且由于缺乏基础实验研究和粉煤灰建材制品的品质不稳定，进一步阻碍了粉煤灰的利用。特别是对于电站锅炉省煤器、空气预热器粉煤灰及炉底渣，其平均粒径较大，含有较多耐磨且强度较高的空心微珠，直接进行磨细处理，不仅增加粉煤灰磨机电耗，而且对设备的磨损程度较为严重。

针对电厂周边区域市场的粉煤灰总容量需求，将省煤器和空气预热器产生的粗灰直接收集，进行中空粒子工艺处理，生产空心漂珠比重小、导热系数小、耐高温、耐磨、强度高、具有较高电阻率和较好的电阻热效应，在化工、机械、建筑材料、宇肮工业及深海作业、低温工程中有着广泛的应用，而且目前在国内外市场需求旺盛。

现在也有回收粉煤灰及炉底渣中空粒子的方法，如公开日为2008年11月19日，公开号为CN101306926的中国专利，公开了一种从粉煤灰或炉渣中提取漂珠的方法，该方法包括从粉煤灰或炉渣中精铁矿砂的筛选工序、漂珠的浮选工序、预脱硅工序、白炭黑生产的工艺流程、氧化铝生产的工艺流程和利用废渣生产水泥的工艺流程。该方法需要对炉渣进行研磨，并从干粉煤灰或炉渣中磁选出精铁矿砂后，加入氢氧化钠溶液后搅拌，操作较为复杂。

综上所述，目前还没有工艺操作简便，运行成本低，漂珠连续生产能力强，推广前景好的高效的回收电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子的设备和方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种工艺操作简便，运行成本低，漂珠连续生产能力强，推广前景好的电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子的回收装置和回收方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子的回收装置的特点在于：包括电站煤粉炉、冷渣斗、刮板捞渣机、碎渣机、渣浆池、脱水仓、缓冲水池、浓缩机、收集池、净化分级提质装置、冲洗泵、冲洗泵房前池、渣浆泵、密封冷却水泵、控制阀、分配箱、泥浆泵、锅炉省煤器和空气预热器，所述电站煤粉炉通过管路连接在冷渣斗上，所述冷渣斗和刮板捞渣机连接，所述刮板捞渣机通过管路分别连接在碎渣机和渣浆池上，所述碎渣机通过管路连接在渣浆池上，所述锅炉省煤器和空气预热器均通过管路连接在渣浆池上，所述渣浆池通过安装有渣浆泵的管路连接到分配箱上，该分配箱通过安装有控制阀的管路连接到脱水仓上，所述脱水仓通过管路分别连接在缓冲水池和浓缩机上，所述浓缩机中的漂珠收集区通过管路连接在收集池上，所述缓冲水池和浓缩机通过管路连接，该缓冲水池的底部和浓缩机的底部通过安装有泥浆泵的管路连接到分配箱上，所述收集池通过管路连接在净化分级提质装置上，该净化分级提质装置和缓冲水池均通过管路连接在冲洗泵房前池上，所述冲洗泵房前池通过安装有冲洗泵的管路分别连接到脱水仓和缓冲水池中，该冲洗泵房前池通过安装有密封冷却水泵的管路分别连接到冷渣斗和渣浆池中。

作为优选，本发明所述控制阀为气动闸板阀。

一种电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子的回收方法的特点在于：该回收方法包括以下步骤：

(1)电站煤粉炉中的炉底渣落入冷渣斗中，经密封冷却水冷却后由刮板捞渣机排至碎渣机内进行破碎，破碎后落入渣沟，随同锅炉水封槽溢流水、捞渣机溢流水和捞渣机冲洗水一并自流到渣浆池中，得混合物A；

(2)将锅炉省煤器和空气预热器中的粉煤灰采用湿排方式输送到渣浆池中，与渣浆池中的混合物A混合，将渣浆池中的物质搅拌均匀，得渣浆水混合物；

(3)由渣浆泵将渣浆池中的渣浆水混合物输送至分配箱，由控制阀切换至脱水仓，渣浆水混合物在脱水仓中沉淀脱水后，将剩余残渣运至用户或灰场储存；

(4)脱水仓中的溢流水自流到浓缩机中，在机械搅拌的作用下，溢流水的表面产生漂珠颗粒，这些漂珠颗粒随水进入浓缩机的漂珠收集区中形成混合物B，位于漂珠收集区中的漂珠颗粒和水形成的混合物B进入收集池；

(5)位于收集池中的漂珠颗粒和水形成的混合物B经过净化分级提质装置制得漂珠产品，净化分级提质装置形成的水输送至冲洗泵房前池；

(6)浓缩机中的剩余的溢流水和析水自流至缓冲水池中，经过进一步澄清冷却后，再自流至冲洗泵房前池；位于冲洗泵房前池中的水分成两路流出，其中，一路由冲洗泵连接至脱水仓和缓冲水池反冲洗管路中进行冲洗使用，另一路由密封冷却水泵送往冷渣斗及渣浆池中进行循环使用；

(7)浓缩机和缓冲水池底部排出的高浓度渣浆以及地面收集的冲渣污水、少量脱水仓析水、以及缓冲池事故状态下的溢流水一并由泥浆泵输送至分配箱，再进入脱水仓进行循环利用。

作为优选，本发明所述步骤(3)中，渣浆水混合物在脱水仓中沉淀脱水后，将剩余残渣定期用自卸汽车运至用户或灰场储存。

作为优选，本发明所述控制阀为气动闸板阀。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：回收装置的结构设计合理，回收中空粒子的效率高，能够循环使用水资源，有利于节能减排。回收方法充分发挥了资源高效利用的经济及社会效益，使粉煤灰物尽其用，具有广泛的应用和推广价值。

电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉渣粒径分布较广，空心漂珠含量一般为1wt%~3wt%，通过回收方法得到比重较小的空心微珠具有强度高、隔热性好、耐高温、耐磨和电绝缘性好等特性，在化工、冶金、机械、建筑材料、宇肮工业及深海作业、低温工程中有着广泛的用途。本发明中的回收方法的开发设计综合考虑了中空粒子形成的机理、中空粒子在飞灰及渣中含量分布，煤质因素对中空粒子生成的影响等因素，该回收方法与传统磨细分选工艺相比，具有产品附加值高、经济效益显著、不受区域市场供求关系和产品运输半径限制等优势。

电站锅炉炉底渣采用水力排渣系统，经冷渣斗、碎渣机最终进入渣浆池中进行搅拌。电站锅炉尾部受热面省煤器和空气预热器的粉煤灰一般平均粒径较大，采用干灰气力输送系统容易造成管路磨损堵塞，空心微珠含量较多，宜采用湿法排灰方式，最终送入渣浆池与炉底渣混合搅拌。

渣浆池中的浆液通过渣浆泵输送到脱水仓分配箱。浆液经分配箱切换进入指定的脱水仓，脱水仓尺寸结构应根据尾部受热面粉煤灰和排渣量进行设计。脱水仓可以配有渣水过滤膜、析水管路、反冲洗管路、沉渣料位计、溢流管路、气动闸板阀和排渣斗。

脱水仓溢流水及底部析水进入浓缩机，通过搅拌，表面悬浮物进入浓缩机的漂珠收集区，溢流水进入缓冲池净化。缓冲水池的溢流水通过地下管路流入集水池，通过冲洗泵连接反冲洗水系统，剩余的通过密封冷却水泵打入锅炉排渣口水封槽，而缓冲水池底部较高浓度的渣浆液继续进入脱水仓循环。

脱水仓排渣可以直接出售，而位于浓缩机的漂珠收集区中的空心微珠要进一步经漂洗和分级提质装置处理，以提高产品的附加值。脱水仓、浓缩机和缓冲水池地面的冲洗污水进入污水池，最终返回脱水仓再利用。

本发明是针对电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣的高效经济回收处理方式，该回收装置可以包括粉煤灰水力排灰系统、渣浆输送系统、脱水沉降系统、浓缩浮选系统、缓冲净化系统、空心微珠收集及分级提质系统、反冲洗系统。

附图说明

图1是本发明实施例中电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子的回收装置的结构示意图。

图2是本发明实施例中电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子的回收方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图2，本实施例中电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子的回收装置包括电站煤粉炉1、冷渣斗2、刮板捞渣机3、碎渣机4、渣浆池5、脱水仓6、脱水仓7、缓冲水池8、浓缩机9、收集池10、净化分级提质装置11、冲洗泵12、冲洗泵房前池13、渣浆泵15、密封冷却水泵16、控制阀17、分配箱18、泥浆泵19、锅炉省煤器21和空气预热器22，其中，控制阀17为气动闸板阀。

本实施例中的电站煤粉炉1通过管路连接在冷渣斗2上，电站煤粉炉1中的炉底渣能够落入冷渣斗2中。冷渣斗2和刮板捞渣机3连接，刮板捞渣机3通过管路分别连接在碎渣机4和渣浆池5上，碎渣机4通过管路连接在渣浆池5上，由刮板捞渣机3将炉底渣排至碎渣机4内进行破碎，破碎后落入渣沟，并随同锅炉水封槽溢流水、捞渣机溢流水和捞渣机冲洗水一并自流到渣浆池5中。

本实施例中的锅炉省煤器21和空气预热器22均通过管路连接在渣浆池5上，该锅炉省煤器21和空气预热器22中的粉煤灰可以采用湿排方式输送到渣浆池5中。

本实施例中的渣浆池5通过安装有渣浆泵15的管路连接到分配箱18上，可以通过渣浆泵15将渣浆池5中的渣浆水混合物输送至分配箱18，该安装有渣浆泵15的管路上还安装有用于控制渣浆水混合物流量的阀14。

分配箱18通过安装有控制阀17的管路连接到脱水仓6或7上，通过气动闸板阀17能够将分配箱18中的渣浆水混合物切换至脱水仓6或7中。脱水仓6通过管路分别连接在缓冲水池8和浓缩机9上，脱水仓7也通过管路分别连接在缓冲水池8和浓缩机9上。

在浓缩机9中设置有漂珠收集区，该浓缩机9中的漂珠收集区通过管路连接在收集池10上。缓冲水池8和浓缩机9通过管路连接，该缓冲水池8的底部和浓缩机9的底部通过安装有泥浆泵19的管路连接到分配箱18上。

收集池10通过管路连接在净化分级提质装置11上，该净化分级提质装置11和缓冲水池8均通过管路连接在冲洗泵房前池13上。冲洗泵房前池13通过安装有冲洗泵12的管路分别连接到脱水仓6、脱水仓7和缓冲水池8中，该冲洗泵房前池13通过安装有密封冷却水泵16的管路分别连接到冷渣斗2和渣浆池5中。

本实施例中电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子的回收装置用于回收电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子，电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子的回收方法包括以下步骤。

(1)电站煤粉炉1中的炉底渣落入冷渣斗2中，经密封冷却水冷却后由刮板捞渣机3排至碎渣机4内进行破碎，破碎后落入渣沟，随同锅炉水封槽溢流水、捞渣机溢流水和捞渣机冲洗水一并自流到渣浆池5中，得混合物A。

(2)将锅炉省煤器21和空气预热器22中的粉煤灰采用湿排方式输送到渣浆池5中，与渣浆池5中的混合物A混合，将渣浆池5中的物质搅拌均匀，得渣浆水混合物。

(3)由渣浆泵15将渣浆池5中的渣浆水混合物输送至分配箱18，由气动闸板阀17切换至脱水仓6或7，渣浆水混合物在脱水仓6或7中沉淀脱水后，根据沉渣料位计指示数据将剩余残渣定期用自卸汽车运至用户或灰场储存。

(4)脱水仓6或7中的溢流水自流到浓缩机9中，在机械搅拌的作用下，溢流水的表面产生漂珠颗粒，这些漂珠颗粒随水进入浓缩机9的漂珠收集区中形成混合物B，位于漂珠收集区中的漂珠颗粒和水形成的混合物B进入收集池10。

(5)位于收集池10中的漂珠颗粒和水形成的混合物B经过净化分级提质装置11制得漂珠产品，该漂珠产品即为本回收方法所要回收的电站锅炉尾部受热面粉煤灰及炉底渣中空粒子。本实施例中的净化分级提质装置11能够连续生产附加值更高的漂珠产品，净化分级提质装置11形成的水输送至冲洗泵房前池13。

(6)浓缩机9中的剩余的溢流水和析水自流至缓冲水池8中，经过进一步澄清冷却后，再自流至冲洗泵房前池13；位于冲洗泵房前池13中的水分成两路流出，其中，一路由冲洗泵12连接至脱水仓6、脱水仓7和缓冲水池反冲洗管路中进行冲洗使用，另一路由密封冷却水泵16送往冷渣斗2及渣浆池5中进行循环使用。

(7)浓缩机9和缓冲水池8底部排出的高浓度渣浆以及地面收集的冲渣污水、少量脱水仓析水、以及缓冲池事故状态下的溢流水一并由泥浆泵19输送至分配箱18，再进入脱水仓6或7进行循环利用。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。