Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов - продуктов сжигания угольного топлива

Авторы патента:

B03B9/04 - для топочных и доменных шлаков, отходов литейного производства или литейных шлаков

Владельцы патента RU 2494816:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) (RU)

Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов - продуктов сжигания угольного топлива, содержащая оборудованную приемным бункером систему транспортирования золошлаковых отходов из отвала, дозатор-питатель золошлаковых отходов, связанный со смесителем, соединенным с источником разжижающей среды линией подачи, средства классификации золошлаковых частиц, систему отвода обезвоженных масс от классифицированных фракций частиц на утилизацию, при этом приемный бункер снабжен первым активным измельчителем, размещенным в его полости перед выпускным отверстием, причем его выход посредством первого транспортера связан с металлокамневыделителем, выполненным с возможностью дополнительного измельчения золошлаковых отходов, в свою очередь золошлаковый выход металлокамневыделителя посредством второго транспортера связан с дозатором-питателем золошлаковых отходов, кроме того, средства классификации золошлаковых частиц выполнены в виде гидроциклонов, при этом песковый вход первого из них подключен к пульповому выходу смесителя посредством первого трубопровода, снабженного первым песковым насосом, причем выход легкой и мелкой фракции первого гидроциклона посредством второго трубопровода связан со входом флотационной установки, а песковый выход первого гидроциклона открыт в накопительный бак, выход которого связан со входом дезинтегратора, выход которого связан с Песковым входом второго гидроциклона, выход легкой и мелкой фракции которого сообщен со вторым трубопроводом, а его песковый выход посредством второго пескового насоса сообщен с накопительным баком, кроме того, выход флотированного материала флотационной установки сообщен со сборником недожога, а камерный выход флотационной установки сообщен со входом гидроциклона первой ступени осветления, жидкостный выход которого связан со входом гидроциклона второй ступени осветления, при этом песковые выходы гидроциклонов первой и второй ступеней осветления сообщены со сборником зольной фракции, причем жидкостный выход гидроциклона второй ступени осветления сообщен с баком сбора осветленной воды, выход которого через насос осветленной воды связан со смесителем и патрубком подвода воды в верхний участок первого трубопровода, кроме того, первый трубопровод дополнительно сообщен со смесителем посредством рециркуляционного трубопровода. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области удаления и переработки продуктов сгорания и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных, работающих на каменноугольных топливах.

Известна технологическая линия, содержащая оборудованную приемным бункером систему транспортирования золошлаковых отходов из отвала, смеситель отходов с разжижающей средой, соединенный с линией подачи указанной среды, по меньшей мере, один классификатор золошлаковых частиц, по меньшей мере, один сгуститель разжиженной золошлаковой смеси и систему отвода обезвоженных масс отклассифицированных фракций частиц на утилизацию, дополнительно содержит дозатор-питатель золошлаковых отходов, соединяющий приемный бункер со смесителем, и установленный за смесителем измеритель консистенции разжиженной золошлаковой смеси, а линия подачи разжижающей среды соединяет смеситель с напорной линией системы гидрозолоудаления и выполнена в виде трубопровода отвода из нее золошлаковой пульпы текущего поступления. При этом трубопровод отвода золошлаковой пульпы может быть снабжен на входе в смеситель суживающимся соплом. Технологическая линия может также дополнительно содержать устройство размола крупных частиц разжиженной золошлаковой смеси (см. Применение новых технологий при переработке золошлаковых отходов на ТЭЦ 22 ОАО «Мосэнерго» / Козлов И.Н. и др. // Электрические станции. 2005. №11, с.22-26).

Недостаток этой технологической линии недостаточная эффективность удаления недожога, что в условиях реального присутствия недожога в значительных количествах (превышающих 5% от объема золы), не позволяет эффективно реализовывать все последующие процессы утилизации шлака. Кроме того, принятая схема переработки золошлаковых отходов предполагает жесткую зависимость процессов их переработки от технологических процессов сжигания угля на электростанции, что усложняет организацию работы и требует проведения контроля за консистенцией поступающего материала и пульпы в процессе ее приготовления.

Известна также технологическая линия для переработки золошлаковых отходов - продуктов сжигания угольного топлива, содержащая оборудованную приемным бункером систему транспортирования золошлаковых отходов из отвала, дозатор-питатель золошлаковых отходов связанный со смесителем отходов, соединенным с источником разжижающей среды линией подачи, средства классификации золошлаковых частиц, систему отвода обезвоженных масс отклассифицированных фракций частиц на утилизацию (см. RU 2363885, F23J 1/02, В03 В 9/04, 2008).

Недостаток заявленного решения - конструктивная сложность и недостаточная эффективность извлечения недожога, поскольку предусматривается одновременная обработка двух потоков материалов (лежалых отходов и отходов, поступающих непосредственно с электростанции), с производственно-технологическими характеристиками, варьирующими в достаточно широком диапазоне.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является упрощение конструктивной схемы технологической линии и повышение эффективности извлечения недожога.

Технический результат, получаемый при решении поставленной технической задачи, выражается в обеспечении возможности эффективной утилизации золошлаковых отходов, вследствие удаления недожога, а также возвращения соответствующей части топлива в процесс его сжигания.

Для решения поставленной задачи технологическая линия для переработки золошлаковых отходов - продуктов сжигания угольного топлива, содержащая оборудованную приемным бункером систему транспортирования золошлаковых отходов из отвала, дозатор-питатель золошлаковых отходов связанный со смесителем, соединенным с источником разжижающей среды линией подачи, средства классификации золошлаковых частиц, систему отвода обезвоженных масс отклассифицированных фракций частиц на утилизацию, отличается тем, что приемный бункер снабжен первым активным измельчителем, размещенным в его полости перед выпускным отверстием, причем, его выход посредством первого транспортера связан с металлокамневыделителем, выполненным с возможностью дополнительного измельчения золошлаковых отходов, при этом, золошлаковый выход металлокамневыделителя посредством второго транспортера связан с дозатором-питателем золошлаковых отходов, кроме того, средства классификации золошлаковых частиц выполнены в виде гидроциклонов, при этом, песковый вход первого из них подключен, к пульповому выходу смесителя посредством первого трубопровода, снабженного первым Песковым насосом, причем выход легкой и мелкой фракции первого гидроциклона посредством второго трубопровода связан со входом флотационной установки, а песковый выход первого гидроциклона открыт в накопительный бак, выход которого связан со входом дезинтегратора, выход которого связан с Песковым входом второго гидроциклона, выход легкой и мелкой фракции которого сообщен со вторым трубопроводом, а его песковый выход посредством второго пескового насоса сообщен с накопительным баком, кроме того, выход флотированного материала флотационной установки сообщен со сборником недожога, а камерный выход флотационной установки сообщен со входом гидроциклона первой ступени осветления, жидкостный выход которого связан со входом гидроциклона второй ступени осветления, при этом, песковые выходы гидроциклонов первой и второй ступеней осветления сообщены со сборником зольной фракции, причем жидкостный выход гидроциклона второй ступени осветления сообщен с баком сбора осветленной воды, выход которого через насос осветленной воды связан со смесителем и патрубком подвода воды в верхний участок первого трубопровода, кроме того, первый трубопровод дополнительно сообщен со смесителем посредством рециркуляционного трубопровода. Кроме того, метало-каменный выход металлокамневыделителя связан с накопителем каменных и металлических включений. Кроме того, флотационная установка сообщена с источником флотирующего агента, предпочтительно, керосина. Кроме того, первый активный измельчитель выполнен в виде параллельных валов установленных с возможностью встречного вращения в полости приемного бункера, перед его выпускным отверстием, снабженных разрыхляющими ножами.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом существенные признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признаки «…приемный бункер снабжен первым активным измельчителем, размещенным в его полости перед выпускным отверстием…» обеспечивают разрушение материала золошлаковых отходов до крупности не более 50×50×50 мм, кроме того, наличие измельчителя исключает сводообразование в объеме бункера, над его выпускным отверстием (и запирание этого отверстия).

Признаки, указывающие, что выход приемного бункера «посредством первого транспортера связан с металлокамневыделителем, выполненным с возможностью дополнительного измельчения золошлаковых отходов» обеспечивают удаление металлических предметов и камня, являющихся инородными включениями в золошлаковые отходы (загрязняющими их), кроме того, они обеспечивают разрушение материала золошлаковых отходов до крупности не более 5×5×5 мм.

Признаки «…золошлаковый выход металлокамневыделителя посредством второго транспортера связан с дозатором-питателем золошлаковых отходов…» обеспечивают возможность приготовления пульпы заданной консистенции из предварительно измельченного материала.

Признак «…средства классификации золошлаковых частиц выполнены в виде гидроциклонов…» обеспечивает эффективную классификацию пульпы, включающей воду и измельченные золошлаковые отходы (которые дополнительно дезинтегрируются в процессе приготовления пульпы, вследствие взаимного истирания частиц в процессе перемешивания.

Признаки указывающие, что песковый вход первого гидроциклона «подключен, к пульповому выходу смесителя посредством первого трубопровода снабженного первым Песковым насосом, причем выход легкой и мелкой фракции первого гидроциклона посредством второго трубопровода связан со входом флотационной установки, а песковый выход первого гидроциклона открыт в накопительный бак, выход которого связан со входом дезинтегратора, выход которого связан с Песковым входом второго гидроциклона, выход легкой и мелкой фракции которого сообщен со вторым трубопроводом, а его песковый выход посредством второго пескового насоса сообщен с накопительным баком» обеспечивают эффективную классификацию золошлаковых частиц, составляющих твердую компоненту пульпы, при этом гидроциклоны проходят (и подаются на флотацию только частицы с крупностью меньшей 1 мм), а все что крупнее подвергается еще одному этапу дезинтеграции. При этом, накопительный бак обеспечивает выравнивание режима работы дезинтегратора, подключенного через него к пескового выходу первого гидроциклона.

Признак «…выход флотированного материала флотационной установки сообщен со сборником недожога» обеспечивает вывод недожога.

Признаки «…камерный выход флотационной установки сообщен со входом гидроциклона первой ступени осветления, жидкостный выход которого связан со входом гидроциклона второй ступени осветления, при этом, песковые выходы гидроциклонов первой и второй ступеней осветления сообщены со сборником зольной фракции, причем жидкостный выход гидроциклона второй ступени осветления сообщен с баком сбора осветленной воды…» позволяют организовать отдельный (от недожога) выход зольной фракции и осуществить осветление воды, до уровня, обеспечивающего ее повторное использование.

Признаки указывающие, что выход бака сбора осветленной воды «через насос осветленной воды связан со смесителем и патрубком подвода воды в верхний участок первого трубопровода» обеспечивают подвод разжижающей среды в смеситель для приготовления пульпы и для разжижения пульпы подаваемой на песковый вход первого гидроциклона.

Признак указывающий, что «первый трубопровод дополнительно сообщен со смесителем посредством рециркуляционного трубопровода» обеспечивает регулируемость процессов пульпоприготовления и классификации зольных частиц.

Признаки второго пункта формулы изобретения обеспечивают возможность отдельного накопления каменных и металлических включений загрязнявших золошлаковые отходы и их последующую утилизацию.

Признаки третьего пункта формулы изобретения обеспечивают эффективность извлечения недожога.

Признаки четвертого пункта формулы изобретения обеспечивают возможность эффективного измельчения и проталкивания к выходу кусков золошлаковой массы.

На фиг.1, в качестве одного из примеров реализации изобретения схематически изображена технологическая линия для переработки золошлаковых отходов из отвалов тепловых электростанций, сжигающих угольное топливо (далее - технологическая линия); на фиг.2 показана конструкция первого активного измельчителя, а на фиг.3 - функциональная схема приемного бункера.

На чертежах показаны: приемный бункер 1 (последний элемент системы транспортирования золошлаковых отходов из отвала или первый элемент, описываемой технологической линии), дозатор-питатель 2, смеситель 3, источник 4 разжижающей среды, линия подачи 5 разжижающей среды (осветленной воды), первый транспортер 6, металлокамневыделитель 7, его золошлаковый выход 8, второй транспортер 9, первый 10 и второй 11 гидроциклоны, песковые входы 12 и 13, соответственно, первого 10 и второго 11 гидроциклонов, пульповой выход 14 смесителя 3, первый трубопровод 15, первый песковой насос 16, выходы легкой и мелкой фракции 17 и 18, соответственно, первого 10 и второго 11 гидроциклонов, второй трубопровод 19, вход 20 флотационной установки 21, песковые выходы 22 и 23. соответственно, первого 10 и второго 11 гидроциклонов, накопительный бак 24, дезинтегратор 25, выход флотированного материала 26 флотационной установки 21, сборник недожога 27, камерный выход 28 флотационной установки 21, вход 29 гидроциклона первой ступени осветления 30, его жидкостный выход 31, вход 32 гидроциклона второй ступени осветления 33, песковые выходы 34 гидроциклонов первой 30 и второй 33 ступеней осветления, жидкостный выход 35 гидроциклона второй ступени осветления 33, сборник зольной фракции 36, бак 37 сбора осветленной воды, насос 38 осветленной воды, патрубок 39 подвода воды в верхний участок первого трубопровода 15, рециркуляционный трубопровод 40, метало-каменный выход 41 металлокамневыделителя 7, накопитель 42 каменных и металлических включений, источник 43 флотирующего агента (керосина), второй песковый насос 44, с рециркуляционным каналом 45. Кроме того, на чертежах показана конструкция первого активного измельчителя, выполненого в виде параллельных валов 46, снабженных разрыхляющими ножами 47 и приводами вращения 48, установленных с возможностью встречного вращения в полости приемного бункера 1, перед его выпускным отверстием 49, параллельно плоскости выпускного сечения 50 этого отверстия.

Перечисленные узлы и оборудование связаны следующим образом: выход приемного бункера 1 посредством первого транспортера 6 связан с металлокамневыделителем 7, выполненным с возможностью дополнительного измельчения золошлаковых отходов, при этом, золошлаковый выход металлокамневыделителя 7 посредством второго транспортера 9 связан с дозатором-питателем 2 золошлаковых отходов, песковый вход 12 первого гидроциклона 10 подключен к пульповому выходу 14 смесителя 3 посредством первого трубопровода 15 снабженного первым Песковым насосом 16, причем выход легкой и мелкой фракции 17 первого гидроциклона 10 посредством второго трубопровода 19 связан со входом 20 флотационной установки 21, а песковый выход 22 первого гидроциклона 10 открыт в накопительный бак 24, выход которого связан со входом дезинтегратора 25, выход которого связан с Песковым входом 13 второго гидроциклона 11, выход легкой и мелкой фракции 18 которого сообщен со вторым трубопроводом 19, а его песковый выход 23 посредством второго пескового насоса 44 и рециркуляционного канала 45 сообщен с накопительным баком 24. Кроме того, выход флотированного материала 26 флотационной установки 21 сообщен со сборником недожога 27, а камерный выход 28 флотационной установки 21 сообщен со входом 29 гидроциклона первой ступени осветления 30, жидкостный выход 31 которого связан со входом 32 гидроциклона второй ступени осветления 33, при этом, песковые выходы 34 гидроциклонов первой 30 и второй 33 ступеней осветления сообщены со сборником зольной фракции 36, причем жидкостный выход 35 гидроциклона второй ступени осветления 33 сообщен с баком 37 сбора осветленной воды, выход которого через насос 38 осветленной воды связан со смесителем 3 и патрубком 39 подвода воды в верхний участок первого трубопровода 15, кроме того, первый трубопровод 15 дополнительно сообщен со смесителем 3 посредством рециркуляционного трубопровода 40. Кроме того, метало-каменный выход 41 металлокамневыделителя 7 связан с накопителем 42 каменных и металлических включений. Кроме того, флотационная установка 21 сообщена с источником флотирующего агента 43.

В качестве агрегатов и оборудования технологической линии (кроме приемного бункера 1 отвальной золы, промежуточного бункера золы, т.е. золошлакового выхода 8, металлокамневыделителя 7, используемого для подачи золы на второй транспортер 9, и смесителя 3) используются известные серийно производящиеся машины и механизмы, подбираемые с учетом их производительности, исходя из общей производительности технологической линии.

Целесообразно также для повышения производительности линии использовать специальное, серийно выпускаемое оборудование для обезвоживания конечных продуктов - на чертежах не показано, например, для обезвоживания недожога, сгуститель типа СП-1А (СП-2А), а для обезвоживания зольной фракции (грохоты интенсивного обезвоживания). В качестве флотационной установки целесообразно использовать колонные флотационные аппараты конструкции ИрГТУ, флотомашины Пермского института технической химии, или механические импеллерные флотационные машины, группируя их по три (для стабилизации характеристик процесса флотирования).

Заявленная технологическая линия работает следующим образом.

Часть технологического цикла, касающаяся предварительного измельчения золошлаковых (ЗШО) отходов реализуется до их подачи на технологическую линию:

Первую ступень измельчения - предварительное измельчение ЗШО до размеров не более 250×250×250 мм и удаление крупногабаритного мусора осуществляют на складской площадке погрузочной техникой, для этого, после выгрузки на складе, ЗШО фронтальным погрузчиком многократно (3-5 раз) перекладывают в упорядоченный бурт. Во время перекладки происходит дополнительное разрыхление и подсушка ЗШО, отделяются крупногабаритные включения. Пласты и комки раздавливаются ковшом погрузчика, прокатываются колесами и измельчаются до размеров не более 250×250×250 мм. Крупногабаритные, не золошлаковые включения убираются погрузчиком в отведенное место, и далее сортируются и утилизируются известным образом.

Вторая ступень измельчения - измельчение и усреднение смеси при прохождении через приемный бункер - взрыхление и разрушение загружаемого материала до размеров 50×50×50 мм. Для этого над бункером - накопителем установлен виброгрохот известной конструкции, выполненный в виде металлической решетки с размерами ячеек 100×100 мм, укомплектованной вибраторами ИВ - 98Н.

Предварительно измельченные погрузчиком при выгрузке и укладке в штабель, подсохшие ЗШО, загружают погрузчиком на грохот с работающими площадочными вибраторами. До 70-80% ЗШО, от каждой загруженной ковшом погрузчика навески проходят через решетку без задержки. Часть комков и пластов ЗШО разрушается медленно, часть налипает на ребра решетки и забивает ячейки. При забивании около 40-50% ячеек используют проталкивающее устройство, выполненное в виде металлической плиты с закрепленными на ней металлическими штырями - пуансонами, установленными так, что при опускании плиты на грохот, они попадают в отверстия решетки грохота, разрушая и проталкивая залипшие в ячейках ЗШО. Таким образом, ЗШО раздавливаются на куски размером не более 100×100×100 мм и проталкиваются в приемный бункер. Инородные (не золошлаковые) включения размером более 100×100×100 мм остаются на решетке и удаляются. Необходимость применения проталкивающего устройства определилась тем, что, при предварительных опытах, часть комков не разрушалась на решетке только от вибрационного воздействия, а налипала на решетку и забивала ячейки.

Пласты и комки, попавшие в приемный бункер липкие, влагонасыщенные, пластичные. Опыт их складирования в бункерах показал, что они постепенно налипают на стенки бункера, всегда образуют своды в суженной конусной части бункера перед выпускным отверстием в результате чего ЗШО не проходит через бункер.

Для предотвращения зависания ЗШО, внутри бункера, перед выгрузочным отверстием, установлен первый активный измельчитель, выполнений в виде параллельных валов 46, снабженных разрыхляющими ножами 47 и приводами вращения 48, установленных с возможностью встречного вращения в полости приемного бункера 1, перед его выпускным отверстием 49, параллельно плоскости выпускного сечения 50 этого отверстия. Валы известным образом фиксируются в подшипниках (на чертежах не показаны), установленных на противоположных стенках бункера. Каждый из валов механизма взрыхления приводится во вращение своим электродвигателем (приводом вращения 48) через редуктор (на чертежах не показаны). Направление вращения валов встречное, от наружных стенок бункера к центру. При вращении валов 46 и ножей 47 - рыхлителей механизма происходит взрыхление и подрезание золошлаковой смеси. При взрыхлении, подрезании и обрушении, смесь одновременно измельчается на комки размером не более 50×50×50 мм и сбрасывается на первый транспортер 6 (конвейер подачи ЗШО к металлокамневыделителю 7).

Третья ступень измельчения ступень - измельчение ЗШО на частицы не крупнее 5×5×5 мм и дальнейшее усреднение смеси на металлокамневыделителе 7. Влажность ЗШО на этом технологическом переделе не более 20%.

Конструктивно механизм дополнительного измельчения и металло-камне-грязевыделения (металлокамневыделитель 7) включает валы, параллельно установленные на прямоугольной раме. Каждый из валов выполнен в виде наборной конструкции из шайб шестигранной формы, собранных в пакет на одной оси через промежуточные вкладыши. Шестигранники одновременно выполняют функции меляще-истирающего органа и толкателя. Шестигранники на соседних валах расположены в шахматном порядке. Валы вращаются со скоростью 30 оборотов в минуту. При вращении валов комки золы подвергаются ударному и истирающему воздействию шестигранников, разбиваются и просыпаются на промежуточный конвейер измельченной золы, расположенный под металлокамневыделителем 7. Одновременно смесь перемещается в линейном направлении. Более твердые частицы (камни, металл) или более легкие, не проходящие в щели между шестигранниками, транспортируются в накопитель 42, предназначенный для сбора каменных и металлических включений, после чего сортируются и утилизируются. Измельченные ЗШО ленточным конвейером (вторым транспортером 9) транспортируются к дозатору-питателю 2, (механизму взвешивания и дозирования золы и разжижающей среды) перед подачей на смеситель 3, где осуществляют приготовление водозольной пульпы.

Как упоминалось выше - одно из ряда технологических ограничений, имеющих место при организации переработки отвальных ЗШО, является наличие в золошлаках несгоревшего топлива - т.н. недожога. Содержание недожога в ЗШО регламентируется ГОСТ 25818-91 «Зола-унос тепловых электростанций для бетона», ГОСТ 25593-83, 91 «Смесь золошлаковая тепловых электростанций для бетона» и др. При содержании недожога в ЗШО от сжигания бурых углей выше 5% использование ЗШО в производстве строительных материалов не допускается. Существует ряд способов удаления недожога из ЗШО, но большинство из них (кроме флотации недожога) связаны со значительными энергетическими затратами и потому используются при решении узкоспециализированных проблем, например извлечение каких-либо ценных компонентов при их промышленно значимом содержании в ЗШО. В разработанном варианте применен вариант флотации ЗШО из водозольной пульпы, как менее затратный и согласующийся с последующими технологическими переделами. На данном технологическом переделе ставится задача снизить содержание недожога в ЗШО до значения, не превышающего 5%. Подготовка водозольной пульпы является одним из самых ответственных технологических процессов, поскольку от однородности консистенции пульпы зависит количество удаляемого недожога. При этом используется смеситель 3 конструктивно представляющий емкость, оснащенную, по меньшей мере, одной лопастной мешалкой. Емкость заполняется водой и измельченной золошлаковой смесью. Соотношение содержания золошлаков и воды в пульпе регулируется дозатором-питателем 2. За счет вращения валов мешалок, золошлаковая компонента пульпы равномерно распределяется во всем объеме емкости.

Для того чтобы частицы недожога отделялись от зольной пульпы их необходимо дополнительно измельчить до размеров менее 1 мм, максимально очистить (отделить) от золы и обеспечить равномерное распределение частиц по всему объему пульпы для обеспечения их контакта с частицами воздуха и реагентом. Решение этой задачи обеспечивается двухступенчатой классификацией и домолом золошлаковой пульпы перед подачей на флотационную установку 21. При этом готовая золошлаковая пульпа через пульповой выход 14 смесителя 3, посредством первого пескового насоса 16 по первому трубопроводу 15 подается на песковый вход 12 первого гидроциклона 10, где осуществляется разделение пульпы на мелкую фракцию (меньшую 1 мм), включающую недожог и крупную песковую фракцию. Далее, через выход легкой и мелкой фракции 17 первого гидроциклона 10, легкая фракция (содержащая недожог) по второму трубопроводу 19 уходит на вход 20 флотационной установки 21, а крупный песок, через песковый выход 22 первого гидроциклона 10 сбрасывается в накопительный бак 24 и далее поступает в дезинтегратор 25, где происходит дополнительное измельчение взвешенных в воде золошлаков. С выхода дезинтегратора 25, пульпа с дополнительно измельченными частицами подается на песковый вход 13 второго гидроциклона 11, где осуществляется повторное разделение пульпы на мелкую фракцию (меньшую 1 мм), включающую недожог и крупную песковую фракцию.

Далее, через выход легкой и мелкой фракции 18 второго гидроциклона 11, легкая фракция (содержащая недожог) поступает во второй трубопровод 19 и уходит на флотационную установку 21, а крупный песок, через песковый выход 23 второго гидроциклона 11,с помощью второго пескового насоса 44 по рециркуляционному каналу 45 сбрасывается в накопительный бак 24.

Таким образом смесь золошлакового материала и воды, оказывается преобразована в водный раствор частиц золы, измельченного шлака и недожога с достаточно узким фракционным составом, представленным в табл.1.

Таблица 1.
Фракционный состав ЗШО после дезинтеграции водозольной пульпы
№ п/п	Размер фракции (X), мкм	В процентах от общего количества	В том числе в % от своего класса
Чистая фракция	Недожог
1.	0<X<90	80	75	25
2.	90<X<200	15	80	20
3.	200<Х<900	5	40	60
4.	Общее количество зольной составляющей	100	≈74% от общего количества	≈26% от общего количества

Далее пульпа перекачивается на флотационную установку, где известным образом осуществляется выделение недожога из смеси.

Пульпа смешивается с сжатым воздухом, подаваемым от компрессора (на чертежах не показан) и реагентом (из опробованных реагентов для работы выбран керосин). Далее рабочий поток, насыщенный воздухом и реагентом поступает в камеру флотации, где происходит резкое снижение давления. При этом растворенный воздух выделяется мелкими пузырьками, к которым, по ходу потока в камере флотации, прикрепляются частицы недожога. Пузырьки на своей поверхности выносят недожог в верхнюю часть камеры, образуя на зеркале флотатора пенный слой. Образовавшийся на зеркале установки флотошлам - смесь недожога с воздухом и реагентом удаляется механизмом шламоудаления и самотеком уходит через выход флотированного материала 26 флотационной установки 21 в сборник недожога 27, откуда отстоявшаяся вода возвращается на установку, а недожог фронтальным погрузчиком транспортируется на площадку для подсушки, брикетирования и последующего использования в качестве топлива. Очищенная от недожога пульпа, через камерный выход 28 флотационной установки 21 подается на вход 29 гидроциклона первой ступени осветления 30, жидкостный выход 31 которого связан со входом 32 гидроциклона второй ступени осветления 33, при этом, через песковые выходы 34 гидроциклонов первой 30 и второй 33 ступеней осветления обезвоженный в гидроциклонах зольный остаток очищенный от недожога сбрасывается в сборник зольной фракции 36. Кроме того, через жидкостный выход 35 гидроциклона второй ступени осветления 33 осветленная вода сбрасывается в бак 37 сбора осветленной воды. Далее осветленная вода повторно подается в технологический процесс (подается в смеситель 3 и/или патрубок 39 подвода воды в верхний участок первого трубопровода 15).

В сборнике зольной фракции 36, алюмосиликатная смесь окончательно отстаивается и отправляется на переработку в строительные материалы или для извлечения ценных компонентов. Усредненный химический состав алюмосиликатного остатка для производства строительных материалов представлен табл.2.

Таблица 2.
Усредненный химический состав алюмосиликатного остатка.
Содержание, мас.% (среднее от суммы нескольких проб)	Наименование хим. соединения
Содержание, мас.% (среднее от суммы нескольких проб)	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	K₂O	Na₂O	RO
61,24	22,82	4,47	5,93	2,08	1,63	0,18	1,65

1. Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов - продуктов сжигания угольного топлива, содержащая оборудованную приемным бункером систему транспортирования золошлаковых отходов из отвала, дозатор-питатель золошлаковых отходов, связанный со смесителем, соединенным с источником разжижающей среды линией подачи, средства классификации золошлаковых частиц, систему отвода обезвоженных масс отклассифицированных фракций частиц на утилизацию, отличающаяся тем, что приемный бункер снабжен первым активным измельчителем, размещенным в его полости перед выпускным отверстием, причем его выход посредством первого транспортера связан с металлокамневыделителем, выполненным с возможностью дополнительного измельчения золошлаковых отходов, при этом золошлаковый выход металлокамневыделителя посредством второго транспортера связан с дозатором-питателем золошлаковых отходов, кроме того, средства классификации золошлаковых частиц выполнены в виде гидроциклонов, при этом песковый вход первого из них подключен к пульповому выходу смесителя посредством первого трубопровода, снабженного первым песковым насосом, причем выход легкой и мелкой фракции первого гидроциклона посредством второго трубопровода связан со входом флотационной установки, а песковый выход первого гидроциклона открыт в накопительный бак, выход которого связан со входом дезинтегратора, выход которого связан с песковым входом второго гидроциклона, выход легкой и мелкой фракции которого сообщен со вторым трубопроводом, а его песковый выход посредством второго пескового насоса сообщен с накопительным баком, кроме того, выход флотированного материала флотационной установки сообщен со сборником недожога, а камерный выход флотационной установки сообщен со входом гидроциклона первой ступени осветления, жидкостный выход которого связан со входом гидроциклона второй ступени осветления, при этом песковые выходы гидроциклонов первой и второй ступеней осветления сообщены со сборником зольной фракции, причем жидкостный выход гидроциклона второй ступени осветления сообщен с баком сбора осветленной воды, выход которого через насос осветленной воды связан со смесителем и патрубком подвода воды в верхний участок первого трубопровода, кроме того, первый трубопровод дополнительно сообщен со смесителем посредством рециркуляционного трубопровода.

2. Технологическая линия по п.1, отличающаяся тем, что металлокаменный выход металлокамневыделителя связан с накопителем каменных и металлических включений.

3. Технологическая линия по п.1, отличающаяся тем, что флотационная установка сообщена с источником флотирующего агента, предпочтительно керосина.

4. Технологическая линия по п.1, отличающаяся тем, что первый активный измельчитель выполнен в виде параллельных валов, установленных с возможностью встречного вращения в полости приемного бункера, перед его выпускным отверстием, снабженных разрыхляющими ножами.

Способ переработки отвального доменного и мартеновского шлака // 2448172

Изобретение относится к металлургии, а именно к переработке металлургических отходов доменного и мартеновского шлаков. .

Способ обработки металлургического шлака // 2426803

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству чугуна, стали и ферросплавов. .

Способ переработки металлургических шлаков и технологическая линия (варианты) для его осуществления // 2377324

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к переработке металлургических шлаков, используемых в стройиндустрии, в частности в дорожном строительстве, в бетонных работах и др., к получению или обогащению магнитного железосодержащего продукта, используемого в доменной плавке для замены железорудного сырья, в выплавке стали и при производстве агломерата.

Способ и технологическая линия для переработки золошлаковых отходов из отвалов системы гидрозолоудаления тепловых электростанций // 2363885

Изобретение относится к области удаления и переработки продуктов сгорания и может быть использовано на тепловых электростанциях, работающих на каменноугольных топливах.

Способ переработки отвального распадающегося шлака // 2347622

Изобретение относится к области черной металлургии и, в частности, касается переработки отвальных распадающихся шлаков, и может быть использовано для утилизации отходов металлургических производств, в частности отвальных распадающихся шлаков доменного, сталеплавильного и ферросплавного производств.

Способ переработки золы и/или шлака котельных и теплоэлектростанций // 2344887

Изобретение относится к способам переработки твердых промышленных отходов, в частности золы и/или шлака котельных и теплоэлектростанций (ТЭС). .

Способ удаления несгоревшего углерода из золы-уноса // 2343984

Изобретение относится к способу удаления несгоревшего углерода из золы-уноса, образующейся на электростанциях, работающих на угле, и т.п., и к эффективному использованию золы-уноса и удаленного несгоревшего углерода.

Способ разделения ценосфер летучих зол тепловых электростанций // 2328347

Изобретение относится к классификации порошковых материалов и может быть использовано при переработке техногенных отходов, преимущественно ценосфер летучих зол тепловых электростанций, для получения широкого ассортимента полых алюмосиликатных микросфер с заданными свойствами.

Способ переработки зольных отходов // 2306981

Изобретение относится к области переработки твердых отходов. .

Способ переработки высокоглиноземистых шлаков алюмотермического производства ферросплавов // 2511556

Изобретение относится к горной, металлургической и строительной промышленности и может быть использовано при утилизации шлаков ферросплавного производства. В способе дробление шлака осуществляют до фракции -10,0+0,0 мм с последующим его грохочением на три фракции: -10,0+1,0 мм, -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм, причем фракцию -10,0+1,0 мм подвергают дополнительному дроблению и возвращают на грохочение, затем каждую из двух фракций: -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм раздельно сушат, а затем двумя разделенными потоками подвергают сначала электросепарации с разделением на проводниковые и непроводниковые фракции, затем каждую из полученных фракций подвергают последовательно сначала слабомагнитной, а затем сильномагнитной сепарации с выделением сильномагнитной фракции в виде железного скрапа и крупной и мелкой фракций металлической фазы ферросплавов и выделением немагнитной непроводниковой фракции в виде высокоглиноземистого концентрата. Изобретение позволяет получать 4,42% по выходу концентрата металлофазы с содержанием Ti 34,4% и Fe 46,4%, что по всем компонентам удовлетворяет ГОСТу на порошок ферротитана марки ФТи35с5. 1 табл, 1 ил.

Установка для переработки отвального металлургического шлака // 2561941

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к переработке отвального металлургического шлака. Установка для переработки шлака содержит бункер, устройство для извлечения «коржей» и кусков шлака более 350 мм и шаровую мельницу. При этом она снабжена транспортером для извлечения «корольков», имеющим на рабочей поверхности магнитные элементы, состоящие из подвижного и неподвижного наборов постоянных магнитов, размещенных в двух параллельных плоскостях. Магнитные элементы транспортера для извлечения «корольков» имеют магнитный поток с коэрцитивной силой от 900 до 1300 кА/м. На ведомой ветви транспортера установлены выключатель для замыкания магнитного потока, причем ведомый шкив снабжен планетарно расположенными неприводными роликами в количестве от трех до восемнадцати, и включатель для размыкания магнитного потока. Установка также снабжена вальцами для измельчения низкомагнитного материала отвального металлургического шлака до величины 0-1,0 мм, дозатором и стеллажами, рабочая поверхность которых снабжена магнитными элементами с коэрцитивной силой от 1900 кА/м до 3000 кА/м. Стеллажи размещены под углом от 0° до 75° к вертикали. Обеспечивается снижение расхода электроэнергии и практически полное извлечение железа и железосодержащих веществ из отвального металлургического шлака. 3 ил.

Способ переработки золошлаковых отходов из отвалов системы гидрозолоудаления тепловых электростанций с целью получения кондиционных зольных продуктов // 2569132

Изобретение относится к области переработки золошлаковых отходов от сжигания углей тепловых электростанций. Основным достигаемым результатом изобретения является получение в результате его применения кондиционных зольных продуктов с гарантированными стабильными и воспроизводимыми характеристиками и качеством, которые могут использоваться в строительстве и промышленности строительных материалов по широкому спектру направлений - в качестве минеральной добавки при производстве цемента, в качестве добавки и наполнителя при производстве растворов и бетонных смесей, в сухих строительных смесях, в качестве минерального порошка при производстве асфальтобетонных смесей и в других областях. Основной результат достигается путем сушки исходного золошлакового сырья из отработанной секции золоотвала ТЭС и дополнительного измельчения высушенного материала на измельчительном комплексе ударно-центробежного типа со встроенным классификатором, в результате чего происходит реактивация - восстановление активных свойств - и придание материалу заданных кондиционных свойств. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Способ комплексной переработки золошлаковых отходов (варианты) // 2588521

Изобретение относится к области переработки золошлаковых отходов от сжигания углей и может быть использовано для комплексного извлечения товарных продуктов в виде целевых концентратов как непосредственно на тепловых электростанциях, так и на шламовых полях ТЭС. Способ комплексной переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций, работающих на угольном топливе, включает систему транспортировки золошлаковых отходов, узел подготовки отходов с удалением недожога и последовательный ряд технологических переделов, направленных на селективное извлечение железосодержащего и алюмосиликатного концентратов, а также благородных металлов. На магнитную сепарацию направляют обесшламленные после удаления недожога золошлаковые отходы крупностью не более 0,5 мм. Удаление недожога осуществляют в виде фракции +0,5 мм при классификации на грохоте. Магнитную сепарацию осуществляют в две стадии: первую стадию осуществляют в слабом, по сравнению со второй стадией, магнитном поле, а слабомагнитную фракцию первой стадии магнитной сепарации подвергают обработке в более сильном магнитном поле. По первому варианту объединенные магнитные фракции обеих стадий магнитной сепарации направляют на первую винтовую сепарацию для повышения качества железосодержащего концентрата, а хвосты второй стадии магнитной сепарации направляют на вторую винтовую сепарацию для получения алюмосиликатного концентрата. Тяжелую фракцию второй винтовой сепарации направляют на концентрационный стол для извлечения благородных металлов. По второму варианту магнитные фракции обеих стадий магнитной сепарации объединяют с получением железосодержащего концентрата, а алюмосиликатный концентрат получают в виде хвостов второй стадии магнитной сепарации. На первой стадии магнитной сепарации поддерживают напряженность магнитного поля не более 100 кА/м. На второй стадии магнитной сепарации поддерживают напряженность магнитного поля не менее 600 кА/м. Технический результат - повышение эффективности извлечения целевых продуктов из золошлаковых отходов. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Способ и устройство для обработки донной золы и летучей золы сжигательной установки // 2595747

Изобретение относится к способам и устройству для обработки зольных продуктов сгорания для безопасной и экономичной утилизации. Техническим результатом является улучшение термической среды сжигательной установки. Способ содержит этапы, на которых собирают золу от сжигательной установки, подают собранную золу и дополнительный подаваемый материал в реактор газификации/стеклования, проводят стеклование золы и дополнительного подаваемого материала в реакторе газификации/стеклования для образования шлака расплавленного материала, обеспечивают протекание шлака из реактора газификации/стеклования и его затвердевание за пределами реактора газификации/стеклования проводят газификацию летучих компонентов в золе и дополнительном подаваемом материале, подают воздух к зоне вторичного сгорания в реакторе газификации/стеклования, и сжигают синтез-газ, сгенерированный в реакторе газификации/стеклования в зоне вторичного сгорания для улучшения термической среды сжигательной установки. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 ил.

Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов // 2598613

Изобретение относится к области переработки продуктов сгорания и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных, работающих на каменноугольных топливах. Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов содержит дозатор-питатель золошлаковых отходов, связанный с емкостью смесителя, соединенным с источником разжижающей среды линией подачи, классификатором золошлаковых частиц, средства отвода обезвоженных масс отклассифицированных фракций частиц. Линия снабжена рециркуляционным баком, который связан с выходом смесителя посредством трубопровода, снабженного первым насосом. Сливной патрубок рециркуляционного бака размещен у его верхнего края и сообщен со смесителем. Классификатор содержит как минимум две соосные цилиндрические перфорированные обечайки, размещенные в цилиндрическом корпусе соосно его оси вращения и жестко закрепленные в нем. Диаметр отверстий перфорации убывает от внутренней обечайки к внешней. Корпус классификатора выполнен с возможностью его вращении. Выходной патрубок рециркуляционного бака размещен у его дна и сообщен с полостью внутренней обечайки центробежного классификатора, вдоль которой пропущена перфорированная труба, подключенная к источнику воды. Выходы классификатора сообщены с приемными патрубками баков-накопителей отдельных фракций золы, каждый из которых снабжен сливным патрубком, размещенным у его верхнего края и сообщенным со входом отстойника, выход которого посредством второго насоса с первым водоводом сообщен со входом бака оборотной воды, выход которого посредством третьего насоса со вторым водоводом сообщен со смесителем. Технический результат - расширение диапазона фракционирования золошлаковых отходов по крупности частиц, а также снижение загрязнения окружающей среды. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов // 2601648

Изобретение относится к области переработки продуктов сгорания и может быть использовано на тепловых электростанциях и в котельных, работающих на каменноугольных топливах. Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов содержит дозатор-питатель золошлаковых отходов, связанный с емкостью смесителя, соединенного с источником разжижающей среды линией подачи, классификатором золошлаковых частиц, средства отвода обезвоженных масс отклассифицированных фракций частиц. Линия снабжена первым рециркуляционным баком, который связан с выходом смесителя посредством трубопровода, снабженного первым насосом. Сливной патрубок первого рециркуляционного бака размещен у его верхнего края и сообщен со смесителем первым сливным трубопроводом. Выходной патрубок первого рециркуляционного бака размещен у его дна и сообщен с входным патрубком роторного диспергатора, выполненным с возможностью ударно-истирающего измельчения пульпы, а его выходной патрубок сообщен со входом первого гидроциклона узла классификации, содержащего также второй гидроциклон, второй рециркуляционный бак и демпферный бак. Песковый выход первого гидроциклона сообщен с демпферным баком, а его глинистый выход сообщен с баком-накопителем глинистой фракции. Вход второго гидроциклона и вход второго рециркуляционного бака сообщены посредством соединительного трубопровода, снабженного вторым насосом с демпферным баком. Песковый выход второго гидроциклона сообщен с баком-накопителем тяжелой фракции, а его глинистый выход сообщен с баком-накопителем шламов. Каждый из баков-накопителей и демпферный бак снабжены сливным патрубком, размещенным у его верхнего края и сообщенным со входом отстойника, выход которого посредством третьего насоса с первым водоводом сообщен со входом бака оборотной воды, выход которого посредством четвертого насоса со вторым водоводом сообщен со смесителем. Сливной патрубок второго рециркуляционного бака размещен у его дна и сообщен с демпферным баком посредством второго сливного трубопровода, снабженного краном. Линия снабжена источником воды, выполненным с возможностью ее подачи в первый рециркуляционный бак и демпферный бак. Технический результат - расширение диапазона фракционирования золошлаковых отходов по крупности частиц, а также снижение загрязнения окружающей среды. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций и установка для комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций // 2614003

Изобретение относится к области энергетики, конкретно к способу и установке для комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций. Способ комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций включает разделение пульпы золы на крупную и мелкую фракции, флотацию и магнитную сепарацию с получением целевых продуктов. Крупную фракцию золы отделяют на грохоте для использования в производстве бетонных смесей. Мелкую фракцию золы подвергают основной и перечистной флотации, фильтрации и сушке, получая углеродный концентрат. Отделенные при основной флотации хвостовые фракции подвергают магнитной сепарации и сушке и получают магнетитовый и алюмосиликатный концентраты. Алюмосиликатный концентрат измельчают на шаровой мельнице до тонкодисперсной фракции, фильтруют и сушат. При основной флотации используют собиратель-керосин и сосновое масло в качестве вспенивателя. Перечистную флотацию осуществляют на оборотной воде. Способ осуществляют на установке для комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций, содержащей средства для разделения пульпы золы на крупную и мелкую фракции, а также флотации и магнитной сепарации с получением целевых продуктов. Сепаратор пульпы золы выполнен в виде грохота, выход которого по крупной фракции соединен с входом первого участка для производства бетонных смесей. Выход грохота по мелкой фракции соединен с входом первой флотационной машины для основной флотации, первый выход которой соединен через вторую машину перечистной флотации, блоки фильтрации и сушки с входом второго участка для складирования угольного концентрата. Второй выход первой флотационной машины соединен с первым входом блока магнитной сепарации, первый выход которого соединен через дренажный силос с входом третьего участка для складирования магнетитового концентрата. Второй выход блока магнитной сепарации соединен через блоки сгустителя и сушки с входом третьего участка для складирования алюмосиликатного концентрата. Выход дренажного силоса по воде соединен со вторым входом блока магнитной сепарации. Технический результат - максимально полное извлечение из мокрых золоотвалов ТЭС полезных целевых продуктов в виде крупной фракции золы для производства бетонных смесей, углерода (недожога угля) для использования в качестве котельного топлива, магнетитового концентрата в качестве сырья для металлургии и активной алюмосиликатной добавки для производства строительных материалов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Узел подготовки пульпы из золошлаковых отходов // 2632081

Изобретение относится к области переработки продуктов сгорания и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных, работающих на каменноугольных топливах, предпочтительно в качестве узла приготовления пульпы из золошлаковых отходов. Узел подготовки пульпы из золошлаковых отходов содержит смеситель отходов с разжижающей средой, снабженный средством перемешивания и линией подачи разжижающей среды, дозатор-питатель золошлаковых отходов, установленный за смесителем измеритель консистенции разжиженной золошлаковой пульпы. Линия подачи золошлаковой пульпы соединяет смеситель с ее накопителем. Емкость смесителя пульпы и емкость ее накопителя выполнены с коническими днищами, с углом наклона, большим угла естественного откоса шлама. Верхняя часть емкости смесителя пульпы снабжена патрубком загрузки золошлаковых отходов, сообщенным с дозатором-питателем золошлаковых отходов, размещенным не соосно с вертикальной осью емкости смесителя пульпы, и снабжена патрубком приема разжижающей среды, предпочтительно ориентированным тангенциально относительно вертикальной оси емкости. Средство перемешивания содержит погружной шламовый насос, напорный патрубок которого связан рециркуляционной линией, сообщенной через первый клапан с донным патрубком емкости смесителя. Напорный патрубок шламового насоса через второй клапан связан с линией подачи золошлаковой пульпы, ввод которой в накопитель пульпы выполнен тангенциальным. Всасывающий патрубок погружного шламового насоса размещен с зазором к выпускному отверстию донного патрубка и стенкам емкости смесителя. Смеситель размещен ниже накопителя пульпы, верхний конец которого сливным трубопроводом сообщен с нижней частью емкости смесителя. Верхняя стенка накопителя пульпы снабжена воздухоподводящим патрубком. Линия отвода пульпы на переработку снабжена третьим клапаном и сообщена с донным патрубком емкости накопителя пульпы, который дополнительным трубопроводом через клапан слива сообщен с рециркуляционной линией. Технический результат – повышение эффективности равномерного распределения по объему пульпы частиц с различающейся гидравлической крупностью и исключение формирования в объеме смесителя зон накопления частиц пульпы. 1 ил.