專利名稱：：利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)漂珠的方法及其設(shè)備，尤其涉及一種利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的方法及其設(shè)備。本發(fā)明制備的漂珠主要作為塑料和橡膠的填料、優(yōu)質(zhì)保溫材料、建筑材料和先進復合材料等，屬于材料制造及應用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：-.目前國內(nèi)外基本都采用比重法直接從煤灰中分離漂珠，但由于粉煤灰中的漂珠含量一般只有1-2%左右，因此生產(chǎn)效率^f艮低，而且產(chǎn)品質(zhì)量(包括粒度、成分、漂珠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等)難以控制，產(chǎn)量也不高。如"BTHorsfield,Treatmentofmetaloxides,美國專利法1871792"介紹的一種利用高速氣流純化熔化的金屬氧化物的方法(如氧化硅材料等)，其粒度大小和均勻性難以控制。"Ho-SungKim，Anozzleforproductionofcenospherefrommoltenash，澳洲專利"介紹的一種特殊設(shè)計的噴嘴從重熔的電廠灰生產(chǎn)漂珠，其中的生產(chǎn)裝置難以工程化，一是高溫材料問題難以解決，二是產(chǎn)率過低。"CharlesD.Hendricks,JacksonC.Koo,SanRamon;AllanRosencwaig:Methodforintroductionofgases'into'microspheres,美國專利4297798"介紹的一種向微球中引入氣體的方法和裝置，對漂珠的生產(chǎn)具有一定的借鑒意義，但方法難以應用于漂珠的生產(chǎn)。我國是以煤炭為主要一次能源的國家，煤炭產(chǎn)量列世界首位，大部分電力依靠燃煤產(chǎn)生，每年由于燃煤產(chǎn)生大量的煤灰，如不進行有效利用，既浪費資源，又污染環(huán)境。我國近幾年每年的煤炭產(chǎn)量為22-24億噸，按平均10-15%灰含量計，每年至少產(chǎn)生2-3億多噸煤灰，其中大部分為飛灰，因此每年有大量的煤灰需要處理。我國目前煤灰的利用水平4艮低，僅用于制水泥、路基材料等，利用率還達不到總量的10%。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的由于我國每年燃煤產(chǎn)生大量的煤灰，如不進行有效利用，既浪費資源，又污染環(huán)境。但目前煤灰的利用水平很低，僅用于制水泥、路基材料等，利用率還達不到總量的10%。目前采用的比重法直接從煤灰中分離漂珠，存在生產(chǎn)效率及產(chǎn)量很低，產(chǎn)品質(zhì)量難以控制等問題。本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的方法及其設(shè)備，其方法是通過下述步驟實現(xiàn)的釆用自行設(shè)計的利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的設(shè)備，將粒度為200p以下的飛灰裝在飛灰倉中；將燃料氣罐中的燃料氣經(jīng)由燃料氣入口，并攜帶來自飛灰倉中的飛灰進入噴嘴的內(nèi)管；經(jīng)噴嘴的出口進入燃燒室；小型空分機產(chǎn)生的純氧由入口進入噴嘴的外管，經(jīng)噴嘴的出口進入燃燒室；燃料氣與純氧在燃燒室中混合并燃燒，燃燒室中的燃燒區(qū)溫度為1500-2200°C，產(chǎn)生的高溫將飛灰顆粒熔化成分散的液滴，同時其中的可燃組分與氧燃燒，從而在熔化的飛灰顆粒中產(chǎn)生氣泡；熔化的飛灰顆粒在燃燒室的后半部分冷卻凝固，從而形成中空的漂珠；漂珠隨氣流經(jīng)燃燒室出口進入氣固分離器進行分離，其中漂珠進入漂珠產(chǎn)品倉，氣體則由尾氣排放口排出。利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的設(shè)備主要包括燃料氣罐、飛灰倉、噴嘴、小型空分機、燃燒室、氣固分離器和尾氣排放口；所述燃料氣罐、飛灰倉和小型空分機經(jīng)噴嘴與燃燒室連通，燃燒室出口經(jīng)氣固分離器與尾氣排;改口連通，在氣固分離器下方設(shè)有漂珠產(chǎn)品倉；所述噴嘴由同心耐熱的內(nèi)管和外管構(gòu)成，所述內(nèi)管為燃料氣和飛灰的進料管，由燃料氣罐的燃氣入口和飛灰倉與噴嘴的內(nèi)管連通；所述外管為純氧的進氣管，由小型空分機的純氧進口與噴嘴的外管連通；所述噴嘴的內(nèi)管和外管的自由端口伸進燃燒室內(nèi)為噴嘴的出口。本發(fā)明的有益效果釆用自行設(shè)計的利用飛灰生產(chǎn)漂珠的設(shè)備和方法，使飛灰重燃將粉煤灰轉(zhuǎn)化成高附加值的產(chǎn)品漂珠，生產(chǎn)設(shè)備和工藝非常筒單，生產(chǎn)效率高，具有很強的實用性。由于漂珠的用途纟艮廣，可作為塑料和橡膠的填料、優(yōu)質(zhì)保溫材料、建筑材料和先進復合材料等。因此本發(fā)明具有很好的市場應用前景和產(chǎn)業(yè)化前景。本發(fā)明具有以下特點(l)裝置和工藝簡單，高效率，低成本。本發(fā)明在工藝和設(shè)備的設(shè)計上采用了獨特的思路。在自行設(shè)計的利用飛灰生產(chǎn)漂珠的設(shè)備采用燃氣做為送粉劑，將飛灰直接送入燃燒室。在燃燒室中飛灰在燃氣和純氧產(chǎn)生的高溫高速氣流中直接融化飛灰成為液滴，從而生產(chǎn)出漂珠產(chǎn)品。(2)利用飛灰中的未燃碳和過量的氧燃燒產(chǎn)生的氣體生成漂珠的中孔，既降低飛灰的碳含量，又提高漂珠的生產(chǎn)率。純化過程與生產(chǎn)過程一起完成。(3)生產(chǎn)的漂珠沒有大粒度顆粒，經(jīng)過分級后，直接產(chǎn)出高品質(zhì)的漂珠產(chǎn)品o(4)利用飛灰重燃過程生產(chǎn)漂珠，是直接利用燃燒過程的熱，熱效率高，飛灰轉(zhuǎn)化成漂珠的轉(zhuǎn)化率可達到60%以上。(5)投資小，見效快，投資回收期短。以年產(chǎn)6萬噸漂珠的中小廠為例，產(chǎn)業(yè)化投資預算為設(shè)備約8000萬元，年純經(jīng)濟效益為8200萬元，當年可收回投資，還可安置就業(yè)人員12-15人。圖1利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖具體實施例方式參看圖1,利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的方法及其設(shè)備，其方法是通過下述步驟實現(xiàn)的將粒度為200p以下的飛灰裝在飛灰倉3中；將燃料氣罐1中的燃料氣經(jīng)由燃料氣入口2,并攜帶來自飛灰倉3中的飛灰進入噴嘴4的內(nèi)管4-2;經(jīng)噴嘴4的出口7進入燃燒室8;小型空分機5產(chǎn)生的純氧由入口6進入噴嘴4的外管4-1，經(jīng)噴嘴4的出口7進入燃燒室8;燃料氣與純氧在燃燒室8中混合并燃燒，燃燒室8中的燃燒區(qū)溫度為1500-2200°C,產(chǎn)生的高溫將飛灰顆粒熔化成分散的液滴，同時其中的可燃組分與氧燃燒，從而在熔化的飛灰顆粒中產(chǎn)生氣泡；熔化的飛灰顆粒在燃燒室8的后半部分冷卻凝固，從而形成中空的漂珠；漂珠隨氣流經(jīng)燃燒室出口9進入氣固分離器IO進行分離，其中漂珠進入漂珠產(chǎn)品倉11,氣體則由尾氣排放口13排出。利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的設(shè)備，主要包括燃料氣罐1、飛灰倉3、噴嘴4、小型空分機5、燃燒室8、氣固分離器IO和尾氣排放口13;所述燃料氣罐l、飛灰倉3和小型空分機5經(jīng)噴嘴4與燃燒室8連通，燃燒室出口9經(jīng)氣固分離器10與尾氣排放口13連通，在氣固分離器10下方設(shè)有漂珠產(chǎn)品倉11;所述噴嘴4由同心的耐熱內(nèi)管4-2和外管4-1構(gòu)成，所述內(nèi)管4-2為燃料氣和飛灰的進料管，由燃料氣罐1的燃氣入口2和飛灰倉3與噴嘴4的內(nèi)管4-2連通；所述外管為純氧的進氣管，由小型空分才幾5的純氧進口6與噴嘴4的外管4-2連通；所述噴嘴4的內(nèi)管4-2和外管4-1的自由端口伸進燃燒室8內(nèi)為噴嘴出口7。在所述噴嘴4位于燃燒室8的入口端處裝有旋流器。在所述氣固分離器IO與尾氣排放口13之間裝有引風機12。實施例利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的設(shè)備由燃料氣罐、飛灰倉、噴嘴、小型空分機、燃燒室、氣固分離器和尾氣排放口等主要部分組成。將電廠燃燒產(chǎn)生的粒度為200p以下的飛灰裝在飛灰倉3中，燃料氣罐1中的燃料氣如曱烷或乙炔等由燃料氣入口2進入噴嘴4,并攜帶飛灰由噴嘴的出口7進入燃燒室8。噴嘴4由同心管組成，內(nèi)管4-2為燃料氣和飛灰的進料管。外管4-l為純氧的進氣口。小型空分機5產(chǎn)生的純氧由純氧的入口6進入噴嘴，也由噴嘴的出口7進入燃燒室。燃料氣與純氧在燃燒室8中混合并燃燒，燃燒室中的燃燒區(qū)溫度為1500-2200°C，產(chǎn)生的高溫將飛灰顆粒熔化成分散的液滴，同時其中的可燃組分與氧燃燒，從而在熔化的飛灰顆粒中產(chǎn)生氣泡。熔化的飛灰顆粒在燃燒室8的后半部分冷卻凝固，從而形成中空的漂珠。漂珠隨氣流經(jīng)燃燒室出口9進入氣固分離器10進行分離，其中漂珠進入漂珠產(chǎn)品倉11,氣體則由引風機12送入尾氣排放口13。利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的設(shè)備主要包括燃料氣罐l、飛灰倉3、噴嘴4、小型空分機5、燃燒室8、氣固分離器IO和尾氣排放口13;其核心部件為噴嘴部件4,噴嘴4由同心耐熱鋼管構(gòu)成，內(nèi)管4-2為燃料氣和飛灰的進料管。外管4-1為純氧的進口。純氧經(jīng)噴嘴4外管4-1的出口7進入燃燒室8,燃料氣與飛灰的混合物則由噴嘴4內(nèi)管4-2的出口74進入燃燒室8。噴嘴在燃燒室8的入口端加有旋流器，以保證氧氣進入燃燒室后產(chǎn)生足夠強的渦流，從而與燃燒氣和飛灰的混合物進行充分混合。利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的方法及其設(shè)備的投資和經(jīng)濟效益預算表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>以年產(chǎn)6萬噸漂珠的中小廠為例，產(chǎn)業(yè)化投資預算為設(shè)備約8000萬元,年純經(jīng)濟效益為8200萬元，當年可收回投資，安置就業(yè)人員12-15人。權(quán)利要求1、利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的方法，是通過下述步驟實現(xiàn)的將粒度為200μ以下的飛灰裝在飛灰倉(3)中；將燃料氣罐(1)中的燃料氣經(jīng)由燃料氣入口(2)，并攜帶來自飛灰倉(3)中的飛灰進入噴嘴(4)的內(nèi)管(4-2)；經(jīng)噴嘴(4)的出口(7)進入燃燒室(8)；小型空分機(5)產(chǎn)生的純氧由入口(6)進入噴嘴(4)的外管(4-1)，經(jīng)噴嘴(4)的出口(7)進入燃燒室(8)；燃料氣與純氧在燃燒室(8)中混合并燃燒，燃燒室(8)中的燃燒區(qū)溫度為1500-2200℃，產(chǎn)生的高溫將飛灰顆粒熔化成分散的液滴，同時其中的可燃組分與氧燃燒，從而在熔化的飛灰顆粒中產(chǎn)生氣泡；熔化的飛灰顆粒在燃燒室(8)的后半部分冷卻凝固，從而形成中空的漂珠；漂珠隨氣流經(jīng)燃燒室出口(9)進入氣固分離器(10)進行分離，其中漂珠進入漂珠產(chǎn)品倉(11)，氣體則由尾氣排放口(13)排出。2、利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的設(shè)備，主要包括燃料氣罐(l)、飛灰倉(3)、噴嘴(4)、小型空分機(5)、燃燒室(8)、氣固分離器(10)和尾氣排放口(13),所述燃料氣罐(1)、飛灰倉(3)和小型空分機(5)經(jīng)噴嘴(4)與燃燒室(8)連通，燃燒室出口(9)經(jīng)氣固分離器(10)與尾氣排放口(13)連通，在氣固分離器(10)下方設(shè)有漂珠產(chǎn)品倉(11);其特征在于所述噴嘴(4)由同心的耐熱內(nèi)管(4-2)和外管(4-1)構(gòu)成，所述燃料氣罐(1)的燃氣入口(2)和飛灰倉(3)與噴嘴(4)的內(nèi)管(4-2)連通；所述小型空分機(5)的純氧進口(6)與噴嘴(4)的外管(4-2)連通；所述噴嘴(4)的內(nèi)管(4-2)和外管(4-l)的自由端口伸進燃燒室(8)內(nèi)為噴嘴的出口(7)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的設(shè)備，其特征在于所述噴嘴(4)在燃燒室(8)的入口端設(shè)有旋流器。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的設(shè)備，其特征在于所述氣固分離器(10)與尾氣排放口(13)之間設(shè)有引風機(12)。全文摘要利用電廠飛灰生產(chǎn)漂珠的方法及其設(shè)備，是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的燃煤產(chǎn)生大量的煤灰，不能有效利用，既浪費資源，又污染環(huán)境以及目前采用的比重法直接從煤灰中分離漂珠，生產(chǎn)效率及產(chǎn)量低，產(chǎn)品質(zhì)量難以控制等問題而設(shè)計的。采用自行設(shè)計的利用飛灰生產(chǎn)漂珠的設(shè)備，以燃氣作為送粉劑(飛灰)的方法，將飛灰直接送入燃燒室。在燃燒室中飛灰在燃氣和純氧產(chǎn)生的高溫高速氣流中直接融化飛灰成為液滴，從而生產(chǎn)出漂珠產(chǎn)品。使飛灰重燃將粉煤灰轉(zhuǎn)化成高附加值的產(chǎn)品漂珠，其生產(chǎn)設(shè)備和工藝非常簡單，生產(chǎn)效率高，具有很強的實用性。由于漂珠的用途很廣，可作為塑料和橡膠的填料、優(yōu)質(zhì)保溫材料、建筑材料和先進復合材料等。因此本發(fā)明具有很好的市場應用前景和產(chǎn)業(yè)化前景。文檔編號C04B18/08GK101524695SQ200910011038公開日2009年9月9日申請日期2009年4月3日優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日發(fā)明者余江龍,李先春申請人:沈陽航空工業(yè)學院