粉煤灰电选分离工艺技术是一种适应粉煤灰干收干排的处理技术。其原理是利用粉煤灰与碳粒表面电性的差异,在专用的高压分选电场和离心力场的作用下,实现碳—灰分离和控制细度的。
粉煤灰电选分离工艺技术,充分利用粉煤灰单体解离度和粉煤灰余温,流程简单、分离产品质量稳定、能耗低、投资小、生产成本低、经济效益高。由于这种工艺是一种干法处理过程,不会对粉煤灰的原有特性造成破坏。此外,电选不仅能使粉煤灰中的碳得到有效分离,而且能同时使脱碳灰的细度得到保证。值得指出的是,只要在流程上稍加强化,则电选分离工艺可在获得合格脱碳灰的同时,生产出可作民用或工业用的煤粉,实现粉煤灰的全部利用。
1.一次电选流程脱碳试验
这个流程比较简单,目标主要集中在得到合格的脱碳灰产品,其结果如表1所示。
表1
样品来源 |
原灰烧失( % ) |
脱 碳 灰 |
混 合 煤 粉 |
产 率( % ) |
烧失量( % ) |
产 率( % ) |
烧失量( % ) |
湖南 A 厂 |
18.99 |
77.48 |
6.47 |
22.52 |
62.07 |
湖南 B 厂 |
21.28 |
68.28 |
3.19 |
31.72 |
60.22 |
福建 A 厂 |
27.29 |
52.74 |
3.29 |
47.26 |
54.07 |
台湾 A 厂 |
8.88 |
74.8 |
4.31 |
25.2 |
22.45 |
台湾 B 厂 |
10.88 |
56.97 |
3.6 |
43.03 |
20.51 |
河南 A 厂 |
18.49 |
55.74 |
6.99 |
44.26 |
32.97 |
河南 A 厂 |
27.84 |
42.39 |
7.32 |
57.61 |
42.44 |
|
由表1可见,电选的脱碳效果十分明显:烧失量不同的原状粉煤灰均能通过一次电选作业就能实现碳—灰分离,产出烧失量合格(满足用户要求)的脱碳灰产品。
2.两次电选流程试验结果
要实现粉煤灰的全部综合利用,除了生产合格脱碳灰之外,还必须使煤粉产品达到民用或工业用煤的要求,因此,可根据用户的需要,采用不同电选流程。例如一次电选的混合煤粉(系煤粉与中间产品的混合物),有的烧失量高,有的烧失量已相当低(见表1),它们均可通过再次电选精选使烧失量得到进一步提高,达到可作民用或工业用煤要求的同时,再得一部分合格灰,提高脱炭灰的产率。这部分样品按一粗一精电选流程试验结果列于表2。
表2 一粗一精电选脱炭试验结果
样品来源 |
原灰烧失( % ) |
脱 碳 灰 |
煤 粉 |
产 率( % ) |
烧失量( % ) |
产 率( % ) |
烧失量( % ) |
湖南 A 厂 |
18.05 |
7 9 . 6 |
6. 18 |
2 0 . 3 |
6 4 . 5 7 |
福建 A 厂 |
2 7 . 63 |
55 . 30 |
4 . 64 |
44 .7 0 |
5 6. 07 |
河南 A 厂 |
18 . 4 9 |
66 . 62 |
7 . 18 |
33 . 18 |
4 1 . 31 |
|
对照表1与表2可知,在一次电选作业的基础上增加一次电选精选混合煤粉,可获得含碳量为40~50%左右的煤粉,其热值约为4000大卡左右,同时再次选出一部分脱碳灰,提高了脱碳灰的产率,实现了粉煤灰的全部利用。
3.电选分离对脱碳灰细度控制作用的试验研究
由于国标建材用粉煤灰除含碳量要求外,还对细度有要求,因此,必须考查电选对脱碳灰细度控制的效果。通过采用不同的电选机的操作参数,对某电厂烧失量 27.84%,325目筛余为37.20%的粉煤灰进行了电选分选试验研究。其结果列于表3。同时还将风选分级与电选分离的试验研究结果列于表4。
表3 电选脱碳和细度控制作用效果
序 号 |
脱 碳 灰 |
混 合 煤 粉 |
产 率( % ) |
烧失量( % ) |
325目筛余(%) |
产 率( % ) |
烧失量( % ) |
1 |
47.2 |
8.73 |
7.55 |
52.8 |
44.37 |
2 |
43.13 |
7.66 |
4.33 |
56.87 |
42.63 |
3 |
42.39 |
7.32 |
4.84 |
57.61 |
42.44 |
4 |
40.99 |
6.94 |
5.24 |
59.01 |
41.87 |
5 |
39.7 |
7.06 |
2.42 |
60.3 |
41.04 |
6 |
39.11 |
6.76 |
4.02 |
60.89 |
40.96 |
7 |
36.34 |
6.74 |
3.26 |
63.66 |
39.43 |
8 |
32.9 |
6.3 |
5.62 |
67.1 |
37.97 |
|
由表3可知,电选分选过程中,采用不同的操作条件,可实现既除去粉煤灰产品中的碳,又能控制其细度。细度控制效果优于风选机。
表4 风选分级和电选分级的试验研究结果
试验内容 |
试验号 |
原 状 灰 |
试 验 产 品 (分级细灰或脱碳灰) |
-45 μ m* 含量 % |
烧失量 % |
产 率 % |
-45 μ m* 含量 % |
-45 μ m* 收率 % |
烧失量 % |
烧失量 提高值 |
烧失量 增长率% |
风选分级 |
1 |
54.54 |
4.59 |
42.95 |
84.59 |
66.62 |
6.78 |
+2.19 |
47.71 |
2 |
60.35 |
3.73 |
56.02 |
83.86 |
77.84 |
4.49 |
+0.76 |
20.38 |
3 |
56.08 |
2.73 |
50.34 |
81.70 |
73.74 |
3.43 |
+0.70 |
25.64 |
4 |
60.04 |
3.25 |
53.21 |
84.08 |
74.51 |
3.89 |
+0.64 |
19.69 |
5 |
45.52 |
3.08 |
53.02 |
78.25 |
91.14 |
3.77 |
+0.69 |
22.40 |
6 |
61.55 |
3.26 |
38.72 |
83.60 |
52.60 |
4.31 |
+1.05 |
32.21 |
7 |
44.80 |
6.35 |
37.24 |
82.53 |
68.60 |
6.68 |
+0.33 |
5.20 |
8 |
51.57 |
2.56 |
32.43 |
85.95 |
54.05 |
4.35 |
+1.79 |
69.92 |
平均 |
54.50 |
3.70 |
45.01 |
82.88 |
70.45 |
4.62 |
+0.92 |
24.86 |
电选机生产 |
A |
51.11 |
7.33 |
33.16 |
92.35 |
59.92 |
4.29 |
脱碳率: 80.59 |
一级脱碳灰 |
B |
47.59 |
4.97 |
28.86 |
88.64 |
53.75 |
2.35 |
86.35 |
|
C |
53.01 |
5.37 |
37.01 |
88.96 |
62.11 |
2.65 |
81.74 |
|
D |
47.59 |
6.09 |
30.42 |
89.18 |
57.00 |
2.98 |
85.11 |
|
E |
52.53 |
5.49 |
36.89 |
88.96 |
62.47 |
3.07 |
79.37 |
|
平均 |
50.37 |
5.85 |
33.27 |
89.62 |
59.20 |
2.86 |
83.73 |
|
A大样 |
51.11 |
7.33 |
30.52 |
92.73 |
55.37 |
4.12 |
82.85 |
电选机生产 |
A |
51.11 |
7.33 |
42.85 |
83.67 |
70.15 |
4.63 |
70.15 |
二级脱碳灰 |
B |
47.59 |
4.97 |
38.44 |
83.20 |
67.20 |
2.71 |
67.20 |
|
C |
53.01 |
5.37 |
47.75 |
82.19 |
74.03 |
3.26 |
74.03 |
|
D |
47.59 |
6.09 |
40.07 |
84.65 |
71.27 |
3.01 |
71.27 |
|
E |
52.53 |
5.49 |
46.64 |
83.60 |
74.23 |
3.34 |
74.23 |
|
平均 |
50.37 |
5.85 |
43.15 |
83.43 |
71.47 |
3.40 |
74.96 |
|
A大样 |
51.11 |
7.33 |
42.68 |
86.84 |
72.52 |
4.35 |
74.67 |
|
从表4中可知,风选分级处理低含碳量的粉煤灰时,分级产品细灰中烧失量增加,而细度仅达到国标二级灰指标;电选产品为一级脱碳灰和二级脱碳灰时,不仅能有效降低灰产品的烧失量,同时产品细度控制效果比风选分级更符合要求。