循环流化床与煤粉炉粉煤灰电选脱碳试验研究.pdf

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1、文章编号：l007-046X(2014)06-0009-04溯’l一’’’1循环流化床与煤粉炉粉煤灰电选脱碳试验研究ExperimentalStudyofCirculatingFluidizedBedandElectricSeparationDecarbonizationofFlyAshfromPulverizedCoalFiredBoiler翟秉星。，张华，马崇振2，梁汉(1．大唐观音岩水电开发有限公司，四川，攀枝花617012；2．长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙410012)摘要：对循环流化床粉煤灰与煤粉炉粉煤灰形貌特征进行了分析研究，并

2、采用长沙矿冶研究院自主研发的YD31200—21Fz型粉煤灰电选脱碳机开展分选试验研究。试验结果表明，对于循环流化床粉煤灰，不适合采用电选进行脱碳；对于煤粉炉粉煤灰，采用电选能够获得高品质的脱碳粉煤灰，实现粉煤灰变废为宝，为粉煤灰资源化利用开辟了一种新的途径。关键词：粉煤灰；电选脱碳；烧失量中图分类号：TM628文献标志码：A0前言其原理是利用碳粒的比电阻(一般为104～l0sQ．cm)与硅铝酸盐矿物的比电阻(一般为1011～1012Q．cm)之间的差煤粉炉采用煤悬浮燃烧技术，煤经磨煤机磨成粉状后，异，在高压电场中将它们分离[2j。随空气一起喷入炉

3、膛内进行燃烧，燃料与空气的接触面大，就粉煤灰而言，其中的灰渣属非导体，而未燃烧的碳燃烧程度通常较高。煤粉炉对燃料的粒度有一定的要求，粒属良导体。粉煤灰物料进入电场区后，均荷上电荷，导粒径一般在1mm以下；炉温较高，一般在I400℃以上，电性能良好的未燃碳粒在与圆筒接触时，能迅速地将所带都达到了煤中大部分矿物的熔点【1]。电荷释放，在重力、离心力、静电极吸力等综合作用下脱循环流化床燃烧技术是一种新型燃煤技术。它对燃煤离圆筒，落入电选机的导体收集斗中，成为高碳产品。适应性强，可以燃用石煤、煤矸石、煤泥等劣质燃料。循已燃烬灰颗粒，则因不能释放或非常缓慢地

4、释放其所环流化床锅炉要求燃料的粒度一般小于10mm。燃料从循荷电荷，吸附在圆筒表面，随圆筒一道作匀速运动，被滚环床燃烧室下部给人，由底部与中部二次送风进入燃烧室，动毛刷强行刷人非导体接料槽中，成为脱碳灰产品。在炉内悬浮段形成强烈的扰动，燃料液化燃烧呈沸腾状，导电性能介于导体和非导体之间的中间产品颗粒，由煤粉在炉膛内停留时间较长，因此也叫沸腾炉【l】。但其炉于需要一定时间才能释放所荷电荷，随圆筒运转至底部，温较低，通常在800—900℃，因而燃烧得到的粉煤灰都有此时静电吸附力小于自身重力，而落入中间产品接料槽中，一个共性：未燃烬碳和已燃烬灰形状极不规

5、则，连生情况成为中间产品。复杂。’如此，物料便按导电性能的差异，实现了分离。分选示意图如图1所示。1高压电选脱碳原理复合电极传统的圆筒型电选机主要应用于金属矿选矿，而自20世纪7O年代起，长沙矿冶研究院便开始用它来进行粉煤灰中碳粒的分选，并已成功地研制出YD31300—21FZ型粉煤灰电选脱碳机。在高压静电电晕复合电场中实现粉煤灰的碳灰分选，图1电选脱碳分选示意图6／2014粉煤灰92循环流化床粉煤灰的分选研究我们对多种循环流化床锅炉粉煤灰进行了分选试验，效果均不太理想。下面借助试验数据、扫描电子显微镜、电子探针等手段，深入分析其原因。如山西某电厂

6、循环流化床锅炉粉煤灰样品，肉眼观察，圆物料易团聚、流动性差、粒级宽。原状灰烧失量为7．20％，希望通过电选脱碳得到烧失量5％以下的一级灰。脱碳试验在YD31200—21L型高压电选机上进行，试验结果见表l。表l循环流化床粉煤灰条件试验结果％图4烧失量为6．80％脱碳灰(~200)经电选分选后，高碳灰烧失量与脱碳灰烧失量差别不明显，为探明原因，特对高碳灰中个别大颗粒作进一步分析，见图5。高碳灰放大400倍，该颗粒约45目左右，不规则空心体，为已燃烬灰颗粒。循环流化床粉煤灰物料的表面导电性差异较小，单纯的产率变化并不能影响产品灰烧失量的波动；起决定作用

7、的是如图5所示的已燃烬空心粗灰颗粒，这种颗粒由于体积较大，容易落人导体接料槽中。这样就降低了高碳灰烧失量。由表1可知，随着电压降低及圆筒转速提高，脱碳灰产率变化趋势明显，南4O3l％降至24．52％，但从烧失量来看，脱碳灰的烧失量几乎没有变化，脱碳效果不明显。为探明原状灰和各产品灰的微观性质与分选效果，采用日本电子公司生产的JSM一6490LV型扫描电子显微镜对原状灰、高碳灰、脱碳灰分别进行扫描电镜分析，见图2～图4。图5高碳灰粗颗粒(~400)由图2一图4可以清晰地看出：对于循环流化床锅炉粉煤灰样，我们还做了深入分析．原状灰以不规则块状颗粒为主，

8、且具有粒级宽，未见详见图6。球形颗粒，且颗粒表面凹凸不平、颗粒间粘连严重等特点，这与流化床锅炉选用煤种差、炉温偏低有着密切