发电厂粉煤灰空心玻璃微珠湿法分选系统

本发明是发电厂粉煤灰空心玻璃微珠湿法分选系统，国际上分选微珠的权威设备是美国的干法（专利号：U.S    Patent    1，115，256）和湿法（专利号：U.S    Patent    4，121，945）分选系统，而我国的大多数电厂均是湿排灰，而国外的大多数电厂都是干排灰，所以国外分选设备均是以干灰为原料的，国内已有仿其原理设计的设备问世（干选设备，如锦州公安局为主，航天部、水电部协助，在太原第二发电厂试验鉴定的;湿选设备，如冶金部长沙矿冶研究所搞的。）。据应用这些设备的单位反应，这两种设备分别有以下不足之处：干选设备1.日处灰量只有30吨/台）;2.运输量大，把灰送到烘干设备，烘干后再送至分选设备，运走分选后剩下的尾灰。3.耗能大，烘干1吨灰需要150公斤煤，还要用电;4.二次污染严重，由于粉煤灰处于干、粉状态，工作和运输极易飞扬，污染环境;5.成本高，以武汉 为例，分选1吨微珠约150元;6.分选出的成品含微珠低于55%，所以干选设备在我国普及有一定困难。而湿选设备也由于：1.干灰为原料，并经筛分;2.选1吨灰要用2磅煤油及其它浮选剂;3.由于用浮选剂，微珠表面被污染，作再制品时，必须清洗干净，费时费钱;4.设备过于复杂（如专利：U.S    Patent    4，121，945有50道工序。）;5.分选出的微珠纯度很低;6.设备昂贵，250万美元一台。所上述湿分设备在我国推广也很困难。

本发明是针对我国电厂以湿法排灰为主而研制的，克服了干选之不足，其优点如下：1.处理量大，日处1000吨/台（以干灰重量计）;2.无需人工运输，由于本系统可安装在灰场排灰口、加压钻内、排灰泵前、除尘器下及排灰沟上，灰浆自动流入分选系统工作，分选后的尾灰仍流入原贮灰场所;3.无二次污染，由于粉煤灰均处于灰浆状态下工作，又是自动流入分选设备;4.灰浆直接流入设备，无需烘干，不另消耗能源; 6.纯度高，含珠率大于75%。工序简单，全系统加上三台水泵，才是美国专利的1/3;7.成本低，全套设备及技术服务费用仅30万元人民币。

空心玻璃微珠是以三氧化二铝和二氧化硅为主，并有少量的氧化铁、氧化钙、氧化镁、二氧化硫等构成的粒径0.2～350微米的中空玻璃小球。球内空腔容有氮及二氧化碳，所以它是一种耐高温、耐摩、保温、隔热、隔音、吸音及电气绝缘性能都非常好的多功能材料，特别是电气绝缘性能更为突出（一般绝缘体的电阻随温度升高而降低，微珠则相反，它随温度的升高而增大。）。

因此，微珠除可作高级保温、隔热、防火、耐摩、吸音制品外，还非常适合作高温高电压场合的绝缘体。

航天部门曾采用人造玻璃微珠作人造卫星、火箭等的复合材料。人造珠售价高达300～500元/公斤，而从粉煤灰中提取的多用途空心玻璃微珠 成本不超过0.05元/公斤。煤灰微珠国际市场售价约450美元/吨，国内售价为200～300元/吨。

我国电厂年排灰量已达4500万吨，均排入江、湖、河、海或买地建灰场堆放，造成严重污染，而煤灰内含微珠约为20～50%，即使平均从粉煤灰中只分选1%的微珠，每年也可分选出45万吨。若出口可创汇两亿美元。若制成微珠制品，效益更大，以微珠保温砖为例，售价最高达4500元/吨，用于各种工业（油、电、煤）炉上，节能可达25～56%，本所已研制出40余种微珠制品（另立题申报）。所以微珠分选具有极大的经济效益和社会效益。

本发明基于粉煤灰中各种物质的颗粒的形状和粒径的差异，以及颗粒在灰浆中流动时形成的运动轨迹和分层原理进行分选的。玻璃微珠分选系统，如附图所示。该系统经过半年的试运转完全符合设计要求。

本发明的工作原理及工艺流程如附图所示。

由于电厂粉煤灰灰浆，经由供浆系统（可以是灰场排灰口、加压站、排灰泵前、除尘器下及排灰沟上） 在外力（势能或其它能）作用下，以一定的速度进入旋流初选器。灰浆在旋流初选器内产生旋流，颗粒在离心力的作用下，被甩向外壁，由于灰浆内的颗粒大小、比重、形状不同，产生的离心力也各异，重颗粒向外壁靠近，轻颗粒移向中心，从而分出层次。这样，灰浆在旋流初选器中，将大部分水、细灰粒及比重小的漂珠沿旋流器的中心向上经溢流口流出，流进漂珠筛选器。在漂珠筛选器中，水和细灰粒，透过滤网流入排灰系统排掉，而漂珠由于粒径大而留于筛选器内，由漂珠出口流出。而从旋流初选器底流口流出的含有大量微珠及各种杂质的浓缩灰浆，流入悬浮床，在悬浮床内，灰浆混入介质水流中，从前端向后端缓慢流动。在悬浮床的底部装有介质流管，管上钻有很多小孔。由专用水泵向管内输水，喷水的方向及大小可以控制，用以导引灰浆中各颗粒向后面溢流口流动。由于各种形状及比重各异的颗粒受到介质流的作用，其运动轨迹、距离也各不相同，这样，灰浆在悬浮床内形成层流。最上层的是轻而圆的微珠，中间是重而小的微珠，最下层是多角形的杂质。带有杂质的上层的微珠沿悬浮床后部的溢流口流入收集槽，用水泵输入 一级旋流分选器。悬浮床下层的杂质经底部排水管排进排灰系统排掉。

由水泵输入一级旋流分选器带有杂质的微珠，在离心力的作用下，重而大的杂质经底流口流入排灰系统排掉。小而轻的杂质和微珠，沿上溢流口进入二级旋流分选器进一步精选。在二级旋流分选器内，同样由于离心力的作用，其中小而轻的杂质和大部分水，经上溢流口流入排灰系统排掉。较纯的微珠和小部分水，经底流口流入滤机。在滤机内，重而小的杂质及极小的微珠和水一起，由滤机底部流入排灰系统排掉。这时从滤机排出的微珠纯度已达75%以上，即可直接作商品出售。但为了进一步纯化和去掉水份，可再将滤机排出的微珠送进烘干炉。微珠在烘干炉内随着温度上升，水份逐渐蒸发，微珠集团也随着分散。集团内的杂质，燃烧转换成玻璃体，微珠更进一步纯化，这时微珠纯度可达85%以上。

对粒径和纯度都要求严格的漂珠，从漂珠筛选器流出后，进入水选机1，其中比重（指容重，后同），比漂珠大的粗碳粒等杂质沉于机底，由下 部出口排出（这些粗碳粒经再加工后即是用途广泛的精碳，也可作高级活性碳。）比重小的漂珠从上出口进入筛分机1，在流态下按要求从各个不同粒径的出口排出，进入烘干炉1，随着炉温升高，水份逐渐蒸发，部分残留杂质燃烧转化成玻璃体。出炉后的漂珠，即是纯度很高、每种粒径相近的精漂珠。要求严的微珠，从二级旋流分选器出来后，不直接进入滤机，而是进入水选机2，除去比微珠比重小的细碳粒，经筛选机2，在流态下分成各种粒径，再进入滤机，除去水份，进入烘干炉2，如只对粒径有要求的商品，这时可直接出炉出售，对要求更高，如作电场频蔽或导磁材料用的微珠，可送进磁选机，分成磁性微珠和不带磁性的微珠。如对粒径要求特别小时，可送进风选机，从风选机出来后，粒径一般小于10微米，风选机一次可分两级。从理论上讲可循环分选下去，分成很小的微珠。