灰渣综合利用

灰渣综合利用（共3篇）

灰渣综合利用 篇1

德士古水煤浆气化技术在国内化工企业得到广泛应用, 气化后得到大量气化灰渣。气化灰渣是由气化炉炉底灰渣和炉顶飞灰两部分组成, 气化渣的设计含碳量≤20%, 但是实际运行过程中一般高于20%, 而气化灰含碳量一般高于气化渣20%~40%。煤气化过程中排出的大量灰渣, 不仅要占用大量的土地, 并且其渗滤液会对土壤和水体造成污染。传统的锅炉灰渣大宗利用途径是生产建筑材料和回填。符合农用标准的粉煤灰含有硅钙钾等组分, 对经济作物有增产作用, 还可用于制作肥料。但是与传统锅炉灰渣不同, 气化灰渣含碳量比较高, 国标GB/T 1596-2005中将粉煤灰品质指标分为3个等级, 其中, 拌制混凝土和砂浆的粉煤灰最低等级3级, 灰烧失量≤15%, 而我们得到的气化灰渣均不合格, 大量煤系固体废物处理十分必要。合理处理和利用这些气化灰渣, 既能回收部分能量, 也是环境保护的需要。

1 气化细渣特性和处理方法

1.1 气化灰渣特性

气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后分离, 进入渣池经捞渣机捞出, 捞出时水分为60%左右, 在渣场存放后水分可降至30%左右。粒度一般在4mm以内。经过熔融后的渣孔隙率较小, 容易脱水。

炉顶飞灰:碳洗塔排出的黑水经沉降、真空压滤机脱水后, 其水分在70%左右, 此时外在水分可见。物理外观形状为固态的细颗粒状, 其吸水性很强。细煤粒气化后形成多孔状态, 并以极快的速度被烟气带走。遇水后自身的持水性很强。对气化细灰进行分析结果如表1。

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1.2 气化灰渣处理方法

结合水煤浆气化灰渣含碳量高的特点和本公司实际情况, 有3台180t/h循环流化床锅炉可供使用。循环流化床锅炉在我国已成功运行30多年, 其突出特点是燃料适用性广、低温燃烧、燃料炉内燃烧时间长和良好环保性能 (脱硫率高) , 灰渣可综合利用在水泥、制砖行业。气化灰渣大多以极细颗粒组成 (一般小于0.2mm) , 质轻、多孔、挥发分较少、含碳量高 (20%以上) , 可以把灰渣以管道输送的方式送往流化床锅炉进行二次燃烧。气化细渣进入锅炉燃烧会对锅炉的发热量起到积极作用。而且, 燃烧后的炉渣含碳量较低, 可以作为建材、道路桥梁的掺混原料。用气化渣替代中煤, 按照锅炉设计掺烧比例进行掺烧, 其发热量、灰分等基本没有变化, 对锅炉的正常稳定运行几乎没有影响。

1.2.1工艺流程

含水率约60%的气化煤灰进入煤灰场, 用皮带机输送到括料机上, 然后到达匀料机。如果煤灰在匀料机中水分太低, 可以适当加水调节灰渣含水量。经过破碎、碾压制成合适的进料状态, 经过振动筛到达中储仓。中储仓内设转速很低的搅拌器做回转运动, 然后用膏体泵打入管道。膏体泵为双缸活塞泵用电比例阀调速, 实现煤泥流量的调控, 最后通过管路打到锅炉顶部进口。见图1。

系统采用1套系统1条管路为1台锅炉供应气化灰渣。这套系统充分利用了煤泥结团燃烧的特性, 可有效延长超细颗粒气化渣在锅炉料层的停留时间, 有利于细颗粒的燃烧和燃烬, 减少飞灰损失。气化渣与煤泥混合后入炉, 实现了密闭输送和连续稳定给料, 对锅炉的稳定运行和燃烧自控提供了保证。

2 气化细渣处理效益分析

气化采用四喷嘴水煤浆技术, 在制气的同时气化工段产生3.2t/h含碳量约20%左右的滤饼。现通过表2数据对气化灰渣进入锅炉燃烧进行能量衡算。

根据分析结果气化干灰渣的发热量为7.65MJ/kg, 处理量为3.2t/h所以:

热量理论增加值Q增=Q放-Q吸=2995.2MJ/h

全年热量增加量Q=Q增x24x300=21565440MJ

气化用原料煤发热量按2 3MJ/kg, 换算成原料煤为937.6t, 每吨煤800元, 年增加收益为937.6 800=75万元。

从计算的数据中可以看出, 将气化细灰和煤泥混合后通过煤泥管道向锅炉输送, 入炉细灰燃烧后增加了发热量, 气化细渣加入锅炉燃烧会对锅炉的发热量起到积极的作用。如果加上耗电量、设备损耗、人工和维修等费用, 经济效益一般, 但是考虑到对固体废弃物的处理, 本项目更侧重环保效益。

3 结论

通过对水煤浆气化灰渣的特性、灰渣输送的能量衡算和效益进行分析, 本项目经济效益不是很明显。但是, 考虑到环保效益, 处理后的锅炉灰渣可以做为水泥等建材、道路桥梁的掺混原料处理掉, 用双缸活塞泵把灰渣加入到循环流化床锅炉进行两次燃烧处理气化灰渣的方法是可行的。同时, 气化细渣加入锅炉燃烧会对锅炉的发热量起到积极的作用, 并且按照锅炉设计掺烧比例进行掺烧, 其发热量、灰分等基本没有变化, 对锅炉的正常稳定运行几乎没有影响。

浅谈循环流化床锅炉灰渣利用 篇2

关键词：循环流化床锅炉,灰渣综合利用

我国有丰富的劣质煤炭资源, 循环流化床锅炉可以燃烧劣质燃料, 这些劣质燃料应用于循环流化床锅炉的燃烧, 将会产生相当数量的灰渣, 因此在我国研究循环流化床锅炉的灰渣的综合利用途径, 具有重要的现实意义。循环流化床锅炉排出的灰渣不同于煤粉炉, 循环流化床锅炉经常采用炉内燃烧脱硫技术, 采用在炉内加入大量的石灰石以吸收燃煤排放的SO2, 因此, 排出的灰渣中含有一定数量的生石灰和硫酸钙。

一、循环流化床锅炉灰渣的基本特性

循环流化床锅炉的灰渣分为两种, 一种是由除尘器收集的飞灰, 另一种是由排渣口排出的炉底渣。两者之间的比例取决于煤种特性。对于劣质煤, 例如煤矸石、石煤, 底渣量可达60%-80%, 而对烟煤、无烟煤底渣量可能仅为10%-30%。

1、灰渣的物理特性 (1) 外观形态

燃料及锅炉运行条件不同, 飞灰和底渣的外观形态也会有差别, 然而飞灰一般呈灰白色至深灰色, 底渣则呈棕色至灰色的粒状物质, 有经验的运行人员可直接根据灰渣的颜色判断燃料的燃尽率。

(2) 粒度分布

粒度分布对建筑回填工程应用影响较大, 研究表明粒度分布均匀时, 易形成松散结构, 当受到动载荷时, 容易造成工程破坏, 表面沦陷。而像循环流化床锅炉这样宽筛分的灰渣, 颗粒大小混杂, 易形成紧密结构, 是建筑工程上的理想结构。

2、灰渣的化学特性

灰渣的化学特性包括化学组成和矿物组成等。由于灰渣中存在大量的Ca O和Ca SO4及Si O2, 因而具有一定

的自硬性能, 而且向灰渣中加水时容易发生如下化学反应:Ca O+H2O—→Ca (OH) 2因此, 循环流化床灰渣一般呈碱性, 其PH值在11.5~12.5之间。

二、循环流化床锅炉灰渣利用

1、灰渣的物理热利用

循环流化床锅炉燃用劣质煤, 产生大量的灰渣, 灰渣的排出温度大约在800℃左右的高温排出, 其中蕴含大量的物理热量。为了提高锅炉效率, 有必要进行灰渣物理热的回收工作。灰渣物理热的应用, 在目前一般用于加热给水, 通过冷渣机进行热交换。

2、用于化学工业

灰渣中的组分与常用的填料基本相同, 只是在含量上有差别。例如灰渣中的Si02起到增强、补强作用, 代替常用的粘土、白炭黑;A1203起增量作用, 可代替特种碳酸钙;Ca O可起增量补强作用, 作用相当于轻质碳酸钙、重质碳酸钙、特种碳酸钙;S03可代替通常加入的硫起硫化剂的作用;未燃尽的可燃物起到炭黑的作用。研究和应用发现, 灰渣补强性能与半补强炭黑的性能相当, 并具有永久变形小、相对密度小、弹性好的优点。并且混炼、压出工艺性能良好, 同时它还具有煤制填料的性质。可做为高分子材料填充剂、作PVC的填充料、作橡胶填料。

3、用于农业

灰渣在农业中的应用, 实际上是通过改良土壤、覆土造田等手段, 促进其发展的, 以便达到提高农作物产量、优化生态环境等目的。

(1) 改良土壤的碱性:对含脱硫产物和脱硫剂较高的循环流化床灰渣, 因自由Ca O和H20反应生成Ca (OH) 2, 使灰渣呈碱性, 因此, 此种灰渣可用于农田、恢复酸性矿地、中和工业废料等方面。石煤渣也是强碱性物质, p H值在10~12以上, 所以直接施用石煤渣后可以不同程度地提高土壤的碱度。石煤渣很适合在南方酸性土壤中施用, 特别是在南方缺钾需硅的酸性水稻田里施用, 更有良好的作用。

(2) 促进土壤中有机质的分解:石煤渣含有钙、镁等盐基离子, 由于碱性强, 盐基离子多, 能促进土壤有机质的分解, 对改善土壤的供肥和保肥能力有一定的作用。

(3) 提高土壤温度:石煤渣是热性材料, 遇水后有一个放热过程, 并且由于石煤渣多为灰黑色和黑色, 有吸收太阳光能的作用, 因此可以提高土壤温度。

三、结论

循环流化床锅炉灰渣中含有许多有用的矿物质, 甚至是一些贵重物质, 对灰渣进行处理和利用, 可以节约大量物质资源, 变废为宝。研究开发灰渣的综合利用在环保方面有突出优势。

参考文献

[1]路春美.循环流化床锅炉设备与运行.第九章.中国电力出版社2004.8

灰渣综合利用 篇3

近年来, 城市垃圾的产生量日益增加, 已对环境造成了越来越大的影响。为了使城市生活垃圾达到减量化, 无害化, 焚烧技术已被广泛利用。我国已有不少城市, 如:上海、武汉、福州、常州等, 开始兴建大型生活垃圾焚烧厂。焚烧可大大减少生活垃圾的存量 (减少约90%的体积) , 但仍有20%~30%的质量留在了焚烧灰渣当中。如此大量焚烧灰渣的产生, 带来了处置的困难。为节省日益紧张的填埋场地, 降低灰渣的处置费用, 焚烧灰渣的资源化利用作为重要的处理方案被提到了议事日程, 同时, 焚烧灰渣的资源化利用也将是比较符合中国实际的一个可行方法。如何有效地利用这些灰渣而又不至于对生态环境造成不利影响, 是目前现在需要探讨的研究课题。