Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОСФЕР ИЗ ВОДНОЙ СУСПЕНЗИИ ЛЕТУЧЕЙ ЗОЛЫ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОСФЕР ИЗ ВОДНОЙ СУСПЕНЗИИ ЛЕТУЧЕЙ ЗОЛЫ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОСФЕР ИЗ ВОДНОЙ СУСПЕНЗИИ ЛЕТУЧЕЙ ЗОЛЫ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: производство полых микросфер из летучей золы тепловых электростанций для использования в качестве наполнителя при производстве пластмасс, строительных материалов и др. Способ получения микросфер из водной суспензии летучей золы тепловых электростанций включает гидросепарацию водной суспензии при скорости нисходящего потока 5 - 7 м/ч, съем всплывших микросфер и их обезвоживание; причем содержание твердой фазы в суспензии 8 - 25 мас. % . При реализации данного способа степень извлечения микросфер составляет 83% без использования флокулянтов. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2013410
Класс(ы) патента: C04B18/10, B03B5/64
Номер заявки: 5006192/33
Дата подачи заявки: 09.08.1991
Дата публикации: 30.05.1994
Заявитель(и): Всесоюзный государственный научно-исследовательский и проектный институт асбестовой промышленности
Автор(ы): Маркелов В.М.; Сонин Б.А.; Ершова Г.П.; Сидорова Е.А.; Яковлева В.И.; Павловская Н.С.; Жарикова Л.Ю.
Патентообладатель(и): Всесоюзный государственный научно-исследовательский и проектный институт асбестовой промышленности
Описание изобретения: Изобретение относится к производству полых микросфер из летучей золы тепловых электростанций, используемых в качестве наполнителей, например, при производстве пластмасс и в некоторых изделиях, работающих в агрессивных средах.
Известен способ получения микросфер из летучей золы, включающий получение водной суспензии с добавлением в нее керосина, перемешивание в последовательно установленных смесителях с добавлением в последней стадии смешивания пенообразователя, двукратную флотацию с максимальным удалением несгоревшего углерода, отстаивание и сгущение оставшейся части зольных уносов с концентрацией микросфер в сливе, съем и обезвоживание их [1] .
Недостатком данного способа являются большие затраты и сложность получения микросфер, так как технология получения микросфер из летучей золы включает большое количество операций смешивания, флотацию для удаления несгоревшего углерода с применением пенообразователя.
Известен также способ получения микросфер из водной суспензии летучей золы тепловых электростанций, включающий гидросепарацию, съем всплывших микросфер и их обезвоживание [2] .
Водную суспензию летучей золы направляют на гидросепарацию (осаждение), при этом в присутствии флокулянта микросферы всплывают, их снимают и направляют на обезвоживание. Оставшийся зольный осадок направляют на обработку для получения магнитного концентрата. Известный способ получения микросфер по сравнению с аналогом более прост за счет исключения операций флотации и сокращения количества операций смешивания. Однако необходимость использования флокулянта при гидросепарации удорожает способ получения микросфер.
Целью изобретения является снижение затрат.
Цель достигается тем, что в известном способе получения микросфер из водной суспензии летучей золы тепловых электростанций, включающем гидросепарацию, съем всплывших микросфер и их обезвоживание, гидросепарацию суспензии осуществляют в нисходящем потоке при скорости его 5-7 м/ч, кроме того содержание твердого в суспензии составляет 8-25% .
Технических решений, имеющих признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого способа, не обнаружено. Исследованиями установлено, что при скорости нисходящего потока суспензии 5-7 м/ч гидросепарация в нем происходит наиболее эффективно: наблюдается максимальный выход микросфер без применения флокулянта; микросферы, скорость всплытия которых больше скорости нисходящего потока, концентрируются в верхнем слое суспензии, извлечение их составляет более 80% . К примесям, загрязняющим микросферы, относятся частицы несгоревшего угля, частицы золы и микросферы плотностью более 1000 кг/м3, от их содержания зависит качество материалов, в которых используются микросферы. Из практики известно, что допустимое содержание примесей, загрязняющих микросферы, не должно превышать 2% . Наилучшие результаты при гидросепарации в нисходящем потоке суспензии достигаются при содержании твердого 8-25% , так как происходит максимальное выделение примесей. Предельная концентрация твердого в суспензии (25% ) определена экспериментальным путем (фиг. 2). Как видно из графика, при содержании твердого в суспензии выше 25% увеличивается содержание примесей во всплывших микросферах.
Экспериментальным путем установлены и зависимости показателей извлечения микросфер, удельной производительности по жидкому аппарата для гидросепарации и относительной производительности его по выделению микросфер от скорости нисходящего потока суспензии (фиг. 3). Как видно из графика, оптимальные значения этих показателей получены при скорости нисходящего потока суспензии 5-7 м/ч - извлечение микросфер составляет более 80% , относительная производительность аппарата для гидросепарации по выделению микросфер близка к единице, удельная производительность его по жидкому составляет qж= 5-7 м3/ч˙ м2. Удельная производительность аппарата по твердому может колебаться в широких пределах в зависимости от заданного содержания твердого в суспензии (С), при этом наибольшая удельная производительность его достигается при С= 25% , а минимально допустимая при С= 8% , которые соответственно составляют:
qт= = 1.25-1.75 т/ч·м2 и
qт= = 0,4-0,56 т/ч·м 2
При заданных значениях показателей удельной производительности по жидкому и содержания твердого в суспензии удельная производительность аппарата по микросферам определяется по формуле:
qм.сф= т/ч·м2,
где α - содержание микросфер в летучей золе, % ;
ε - извлечение микросфер в готовую продукцию, % .
Максимальная удельная производительность по микросферам достигается при скорости нисходящего потока 5-7 м/ч и содержании твердого в суспензии 25% , при этом извлечение микросфер из золы составляет 83% .
При уменьшении скорости нисходящего потока суспензии менее 5 м/ч резко снижается относительная производительность по микросферам при некотором увеличении показателя извлечения. При увеличении скорости нисходящего потока более 7 м/ч происходит снижение извлечения и относительной производительности гидросепаратора по микросферам, а следовательно, повышаются затраты.
На фиг. 1 показана установка, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2, 3 - графики, поясняющие предлагаемый способ.
Способ реализуют с помощью установки, включающей ряд пирамидальных емкостей 1, установленных последовательно, ленточный вакуум-фильтр 2 и сушилку 3. Пирамидальные емкости 1 установлены на одном уровне, что позволяет суспензии свободно перемещаться в горизонтальном направлении без завихрений. В нижней части они имеют выходные отверстия 4 с вентилями 5 для регулируемого вывода отработанной суспензии. Последняя пирамидальная емкость 1 имеет порог 6 для ограничения уровня суспензии в системе емкостей и снабжена скребком 7 для съема всплывших микросфер.
Способ включает следующие операции:
- подачу водной суспензии летучей золы в пирамидальные емкости;
- гидросепарацию суспензии в нисходящем потоке при скорости его 5-7 м/ч и содержании твердого 8-25% с извлечением в верхний слой микросфер и выводом отработанной суспензии через регулируемое выходное отверстие пирамидальных емкостей;
- съем всплывших микросфер;
- обезвоживание микросфер путем фильтрования и сушки;
- упаковку микросфер, готовых к использованию.
П р и м е р осуществления способа при средних значениях режимных параметров.
Водная суспензия летучей золы поступает на гидросепарацию в количестве Qж= 650 м3/ч при содержании твердого 15,0% и содержании микросфер в твердом 0,3% . Гидросепарацию осуществляют в трех последовательно установленных пирамидальных емкостях сечением 6х6 м2каждая с общей площадью S= 108 м2.
Указанные параметры обеспечивают извлечение микросфер 83% при оптимальной скорости нисходящего потока:
Vнис= = = 6 м/ч
При этом производительность линии пирамидальных емкостей составляет: по твердому Qт= = 97,5 т/ч ; по микросферам Qм.с.= = 0,24 т/ч .
Процесс гидросепарации осуществляется в следующем порядке.
Водная суспензия летучей золы поступает в первую пирамидальную емкость 1 и оттуда горизонтальным потоком перемещается вл вторую и третью емкости. В каждой из емкостей отработанная суспензия в количестве примерно 33% от исходной суспензии на линию самотеком разгружается через разгрузочное отверстие 4 и удаляется в золоотвальный водоем. Вредные примеси независимо от их крупности полностью выносятся нисходящим потоком суспензии в отходы, а микросферы, скорость всплытия которых больше скорости нисходящего потока, всплывают и переносятся горизонтальным потоком жидкости в последнюю пирамидальную емкость, где их снимают с помощью скребка 7. Снятые микросферы направляют на обезвоживание в вакуум-фильтр 2, где обезвоживают до содержания влаги не более 40% . После вауум-фильтра 2 микросферы поступают в сушилку 3, сушку осуществляют при температуре до 300оС. После сушки микросферы упаковывают для отправки потребителю.
Данный способ применительно к условиям Рефтинской ГРЭС может быть реализован следующим образом. Ежегодно Рефтинская ГРЭС при сжигании угля получает около 6 млн т летучей золы, которая после четырехступенчатого осаждения в электрофильтрах смешивается с водой и транспоpтируется в виде суспензии в золоотвальный водоем.
Для летучей золы Рефтинской ГРЭС, среднее содержание микросфер в которой составляет 0,25% , максимальная удельная производительность пирамидальной емкости по микросферам достигается при содержании твердого в суспензии 25% , извлечении 83% и составляет:
qм.сф.= = 2,6-3,6 кг/ч·м2
В результате предварительного опробования по определению количества и качества микросфер в летучей золе можно ориентировочно утверждать, что сырьевых ресурсов достаточно для организации производства микросфер из водной суспензии в объеме 5000 т/год. Для выполнения гидросепарации рекомендуется установить на площадке перед запроектированной насосной станцией второго подъема суспензии пирамидальные емкости, которые просты и надежны в эксплуатации и обеспечивают высокую производительность по микросферам. Суспензия по имеющимся трубопроводам будет направляться в пирамидальные емкости и через регулируемые выходные отверстия самотеком поступать в приемные емкости насосной станции, оттуда насосами откачиваться в золоотвальный водоем. Всплывшие микросферы из одной пирамидальной емкости в другую перемещаются горизонтальным потоком и в конце линии собираются механическим скребком. Затем микросферы подвергают фильтрации, сушке и упаковке.
Таким образом, использование данного способа позволяет снизить затраты за счет исключения применения флокулянта, что в конкретных условиях Рефтинской ГРЭС снижает затраты не только за счет самого флокулянта, но и на монтаж и эксплуатацию установки для его подачи в процесс.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОСФЕР ИЗ ВОДНОЙ СУСПЕНЗИИ ЛЕТУЧЕЙ ЗОЛЫ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, включающий гидросепарацию водной суспензии, съем всплывших микросфер и их обезвоживание, отличающийся тем, что гидросепарацию суспензии осуществляют при скорости нисходящего потока 5 - 7 м/ч.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидросепарацию осуществляют при содержании твердой фазы в суспензии 8 - 25 мас. % .