[发明专利]利用电厂飞灰生产漂珠的方法及其设备

说明书

技术领域：

本发明涉及一种生产漂珠的方法及其设备，尤其涉及一种利用电厂飞灰生产漂珠的方法及其设备。本发明制备的漂珠主要作为塑料和橡胶的填料、优质保温材料、建筑材料和先进复合材料等，属于材料制造及应用领域。

背景技术：

目前国内外基本都采用比重法直接从煤灰中分离漂珠，但由于粉煤灰中的漂珠含量一般只有1-2％左右，因此生产效率很低，而且产品质量(包括粒度、成分、漂珠的内部结构等)难以控制，产量也不高。如“BT Horsfield，Treatment of metal oxides，美国专利法1871792”介绍的一种利用高速气流纯化熔化的金属氧化物的方法(如氧化硅材料等)，其粒度大小和均匀性难以控制。“Ho-Sung Kim，A nozzle for production of cenosphere frommolten a sh，澳洲专利”介绍的一种特殊设计的喷嘴从重熔的电厂灰生产漂珠，其中的生产装置难以工程化，一是高温材料问题难以解决，二是产率过低。“Charles D.Hendricks，Jackson C.Koo，San Ramon；Allan Rosencwaig，Method for introduction of gases into microspheres，美国专利4297798”介绍的一种向微球中引入气体的方法和装置，对漂珠的生产具有一定的借鉴意义，但方法难以应用于漂珠的生产。

我国是以煤炭为主要一次能源的国家，煤炭产量列世界首位，大部分电力依靠燃煤产生，每年由于燃煤产生大量的煤灰，如不进行有效利用，既浪费资源，又污染环境。我国近几年每年的煤炭产量为22-24亿吨，按平均10-15％灰含量计，每年至少产生2-3亿多吨煤灰，其中大部分为飞灰，因此每年有大量的煤灰需要处理。我国目前煤灰的利用水平很低，仅用于制水泥、路基材料等，利用率还达不到总量的10％。

发明内容：

本发明为了解决现有技术存在的由于我国每年燃煤产生大量的煤灰，如不进行有效利用，既浪费资源，又污染环境。但目前煤灰的利用水平很低，仅用于制水泥、路基材料等，利用率还达不到总量的10％。目前采用的比重法直接从煤灰中分离漂珠，存在生产效率及产量很低，产品质量难以控制等问题。本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种利用电厂飞灰生产漂珠的方法及其设备，其方法是通过下述步骤实现的：

采用自行设计的利用电厂飞灰生产漂珠的设备，将粒度为200μ以下的飞灰装在飞灰仓中；将燃料气罐中的燃料气经由燃料气入口，并携带来自飞灰仓中的飞灰进入喷嘴的内管；经喷嘴的出口进入燃烧室；小型空分机产生的纯氧由入口进入喷嘴的外管，经喷嘴的出口进入燃烧室；燃料气与纯氧在燃烧室中混合并燃烧，燃烧室中的燃烧区温度为1500-2200℃，产生的高温将飞灰颗粒熔化成分散的液滴，同时其中的可燃组分与氧燃烧，从而在熔化的飞灰颗粒中产生气泡；熔化的飞灰颗粒在燃烧室的后半部分冷却凝固，从而形成中空的漂珠；漂珠随气流经燃烧室出口进入气固分离器进行分离，其中漂珠进入漂珠产品仓，气体则由尾气排放口排出。

利用电厂飞灰生产漂珠的设备主要包括燃料气罐、飞灰仓、喷嘴、小型空分机、燃烧室、气固分离器和尾气排放口；所述燃料气罐、飞灰仓和小型空分机经喷嘴与燃烧室连通，燃烧室出口经气固分离器与尾气排放口连通，在气固分离器下方设有漂珠产品仓；所述喷嘴由同心耐热的内管和外管构成，所述内管为燃料气和飞灰的进料管，由燃料气罐的燃气入口和飞灰仓与喷嘴的内管连通；所述外管为纯氧的进气管，由小型空分机的纯氧进口与喷嘴的外管连通；所述喷嘴的内管和外管的自由端口伸进燃烧室内为喷嘴的出口。

本发明的有益效果：采用自行设计的利用飞灰生产漂珠的设备和方法，使飞灰重燃将粉煤灰转化成高附加值的产品漂珠，生产设备和工艺非常简单，生产效率高，具有很强的实用性。由于漂珠的用途很广，可作为塑料和橡胶的填料、优质保温材料、建筑材料和先进复合材料等。因此本发明具有很好的市场应用前景和产业化前景。本发明具有以下特点：

(1)装置和工艺简单，高效率，低成本。本发明在工艺和设备的设计上 采用了独特的思路。在自行设计的利用飞灰生产漂珠的设备采用燃气做为送粉剂，将飞灰直接送入燃烧室。在燃烧室中飞灰在燃气和纯氧产生的高温高速气流中直接融化飞灰成为液滴，从而生产出漂珠产品。

(2)利用飞灰中的未燃碳和过量的氧燃烧产生的气体生成漂珠的中孔，既降低飞灰的碳含量，又提高漂珠的生产率。纯化过程与生产过程一起完成。