[发明专利]一种生物质电厂灰渣制备免烧砖联产氯化钾的系统和方法

说明书

本发明公开了一种生物质电厂灰渣制备免烧砖联产氯化钾的系统和方法，其方法为：将生物质电厂灰渣加水进行水洗处理，过滤获得滤渣和滤液；将滤渣与水泥、水混合形成浆料，利用浆料制成免烧砖；向滤液中加入添加氯化钡进行沉降除渣，再将水去除获得氯化钾产品。本发明可以充分利用生物质电厂灰渣固废，原料取材广泛、价格低廉，通过这种方法生产的免烧砖至少可达到M10的质量要求，抗压强度高，综合性能优异，制备效率和成品合格率高，生产的氯化钾纯度达到80％以上，适合大规模生产，可以广泛应用于化工、化肥行业，具有较高的经济价值、社会价值和生态价值。

技术领域

本发明属于资源循环利用技术领域，涉及一种生物质电厂灰渣制备免烧砖联产氯化钾的系统和方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着能源危机日益加剧，可再生的生物质发电技术得到大力推广。生物质灰渣的处理以堆放/填埋为主，占用场地大并造成环境污染，在经济和社会影响上对企业带来了负担，制约着生物质发电行业的发展。

生物质电厂灰渣是生物质燃料进入锅炉中燃烧后产生的一种复杂的多组分、非均质且组分可变的混合物。按照收集方式可分为飞灰和底灰，飞灰颗粒细小，易随烟气扩散进入尾部烟道，经过除尘器捕捉并收集；底灰(包括炉灰和底渣)颗粒形状不一，呈多孔结构，由锅炉底部排渣系统排出。目前生物质电厂灰渣的主要处理或利用方式为填埋、土壤修复(改良)剂、制备肥料、制作建材、制备吸附剂和催化剂等。生物质灰渣建材化综合处理不仅可实现灰渣的大规模、无害化利用，而且还可以替代部分水泥，减少水泥生产造成的环境影响，具有良好环境和经济效益，因此生物质电厂灰渣的建材化利用将是解决灰渣大量堆存的有效途径。

生物质电厂灰渣主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、CaO、K₂O、Na₂O等，根据其理化特性人们开展了多方面的应用研究，其中生物质灰渣中SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃占比一般超过50％，CaO含量超过10％，是一种良好凝胶和火山灰材料。据发明人研究了解，生物质电厂灰渣本身不具有独立的水硬性，但与石灰或其它能够水化析出Ca(OH)₂的物质相混合时，通过加水水化后产生的Ca(OH)₂会激发其产生火山灰效应，进一步水化生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等水化产物，这些水化产物呈胶体及结晶状态，并且晶体之间彼此交错搭接、连生、形成结晶连生体，促使生物质灰渣呈现硬化现象。同时生物质电厂灰渣中存在的碱性物质，也能够形成碱性环境，形成碱激发效应促使生物质电厂灰渣加快生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等物质增强建材强度。可见生物质电厂灰渣的建材化利用潜力巨大。然而，发明人研究发现，目前生物质电厂灰渣制备的建材中灰渣掺量水平较低，例如制备免烧砖时一般最佳掺量不超过30％，且需要混合大量的硅酸盐水泥等胶凝材料使用，成本较高；同时大量掺加生物质电厂灰渣，导致灰渣中大部分火山灰物质被网状四面体所包裹，大部分活性物质无法释放，从而导致生物质电厂灰渣的火山灰反应缓慢，使得免烧砖早期强度性能较低，限制了其进一步应用。

另外，发明人研究还发现，生物质电厂灰渣中K₂O含量较高，经过水洗处理后大部分钾盐矿物能够溶解。而生物质电厂灰渣的水洗工艺会产生大量的含钾盐废水，若直接排放不仅会造成土地盐碱化，还会产生严重的环境问题。

发明内容