【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤气化渣分选，具体为一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离系统及方法。
技术介绍
1、煤气化技术作为我国现代煤化工的基础，该过程将煤中有机物转化为化学品，无机物以气化粗渣和细渣形式外排。目前煤气化渣主要以堆存、填埋的方式处理，既浪费了宝贵的资源，还严重影响了当地的水质和地质环境。对气化渣性质的研究表明，气化粗渣孔隙率较小，含碳量较低，而气化细渣含碳量较高，甚至达到30％以上。在对煤气化渣规模化消纳处理过程中，因其不满足制备混凝土、水泥等建工建材原料对于含碳量小于10％的要求，使其规模化利用途径受限。煤气化炉产生的气化渣同时达不到作为燃料和建材原料对于含碳量的要求，因此煤气化渣的碳-灰分离问题亟待解决。
2、现有技术中，对煤气化渣中残碳与无机矿物的分离方法主要包括重选法和泡沫浮选法两种。重选法利用颗粒之间的密度差异完成对气化渣的碳灰分离，通常采用水介质旋流器和液固流化床分选机等设备，但该方法不能有效分离碳灰连生体颗粒，会导致精矿的产率减少和灰分增加，因粒度小密度大的高灰颗粒容易污染精矿产品，所以对＜0.074mm粒级气化渣分选效果非常差。常规浮选法和选择性絮凝浮选法，是根据矿物颗粒表面性质的不同来分离残碳和无机矿物，存在捕收剂消耗量具大、经济成本高等问题，难以规模化应用。
3、选择性絮凝技术利用了混合悬浮体中各种矿物的物理化学性质差异，依靠一种絮凝剂在目标矿物上的优先吸附使其达到有效分离粒度，而其他矿粒仍处于悬浮状态，从而实现悬浮体中矿物的分离。磨细至0.074mm以下的煤气化渣中残碳
4、因此，如何提供一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离系统及方法，成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术存在的空缺，提供了一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离系统及方法，不仅减少了重选法中粒度小密度大的高灰无机矿物颗粒对精矿产品的污染，还解决了不能有效分选碳灰连生体颗粒的问题。
2、为达上述目的，本专利技术提供了一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离系统，包括：搅拌桶、入料阀、清水箱、排水阀、增压泵、回流阀、分流阀、浮子流量计、单向阀、流体分布器、溢流槽、底流口阀门和液固流化床分选机；所述搅拌桶位于所述液固流化床分选机上方且通过入料管与所述液固流化床分选机相连通，入料管上设置有入料阀；所述清水箱与分流阀连通的管路上依次设置有排水阀、增压泵、回流阀，所述回流阀通过回流管与所述清水箱相连通；所述分流阀分别通过两个供水管路与设置于液固流化床分选机内的流体分布器相连通，两个供水管路上均设置有浮子流量计和单向阀；所述液固流化床分选机顶部的一侧设置有溢流槽，底部设置有底流口阀门。
3、进一步地，所述液固流化床分选机的侧壁上设置有多个取样孔。
4、一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离方法，包括如下步骤：
5、步骤s1，首先用球磨机磨细煤气化渣，磨矿细度为小于0.074mm物料占90％；
6、步骤s2，将磨细后的煤气化渣与自来水配制成具有一定浓度的矿浆，使用机械搅拌装置以一固定转速于搅拌桶中调浆3-7min；
7、步骤s3，向搅拌桶中添加配制好的絮凝剂溶液，同时降低机械搅拌的转速，继续调浆3-7min；
8、步骤s4，调浆完成后，使矿浆切向流入液固流化床分选机，由流体分布器提供上升水流，在具有一定流速上升水流的作用下，沉降速度小于上升水流流速的残碳颗粒从溢流槽排出，沉降速度大于上升水流流速的无机矿物絮团从底流口排出；
9、步骤s5，对溢流、底流产品进行脱水、干燥处理，并测其产率、灰分。
10、进一步地，步骤s2中，矿浆浓度为10–60g/l，机械搅拌转速为1000–2000rpm。
11、进一步地，步骤s3中，絮凝剂为聚乙烯吡咯烷酮。
12、进一步地，步骤s3中，聚乙烯吡咯烷酮平均分子量8000-130w，配制成质量分数0.5-1.0‰的溶液，药剂用量10-3000g/t。
13、进一步地，步骤s3中，降低后的机械搅拌转速为500-1500r/min。
14、进一步地，步骤s4中，流体分布器的开孔直径0.074-5mm，开孔率18-40％。
15、进一步地，步骤s4中，上升水流的流速为5-100cm/min。
16、本专利技术的有益效果在于：
17、本专利技术提供了一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离系统及方法，不仅减少了重选法中粒度小密度大的高灰无机矿物颗粒对精矿产品的污染，还解决了不能有效分选碳灰连生体颗粒的问题。因气化渣中残碳具有丰富的孔结构，常规浮选法和选择性絮凝浮选法的药剂需消耗大量的捕收剂，通常在10kg/t药剂用量以上才有可观的碳灰分离效果，而本专利技术消耗不超过3kg/t的药剂就有可观的分离效果，大大降低了经济成本。本专利技术得到的产品指标总碳回收率＞85％，高灰产品产率＞19％，高灰产品烧失量＜5％，由此可见本专利技术对细粒级煤气化渣的规模化分选和资源化再利用具有一定的参考意义。分离后的高灰产品可作为建工建材原料、制备多孔陶瓷和催化剂载体等高附加值产品，高碳产品可作为锅炉循环掺烧原料和生态修复剂使用。
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1.一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离系统，其特征在于，包括：搅拌桶、入料阀、清水箱、排水阀、增压泵、回流阀、分流阀、浮子流量计、单向阀、流体分布器、溢流槽、底流口阀门和液固流化床分选机；所述搅拌桶位于所述液固流化床分选机上方且通过入料管与所述液固流化床分选机相连通，入料管上设置有入料阀；所述清水箱与分流阀连通的管路上依次设置有排水阀、增压泵、回流阀，所述回流阀通过回流管与所述清水箱相连通；所述分流阀分别通过两个供水管路与设置于液固流化床分选机内的流体分布器相连通，两个供水管路上均设置有浮子流量计和单向阀；所述液固流化床分选机顶部的一侧设置有溢流槽，底部设置有底流口阀门。
2.如权利要求1所述的一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离系统，其特征在于，所述液固流化床分选机的侧壁上设置有多个取样孔。
3.一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离方法，其特征在于，步骤S2中，矿浆浓度为10–60g/L，机械搅拌转速为1000
5.如权利要求3所述的一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离方法，其特征在于，步骤S3中，絮凝剂为聚乙烯吡咯烷酮。
6.如权利要求5所述的一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离方法，其特征在于，步骤S3中，聚乙烯吡咯烷酮平均分子量8000-130W，配制成质量分数0.5-1.0‰的溶液，药剂用量10-3000g/t。
7.如权利要求6所述的一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离方法，其特征在于，步骤S3中，降低后的机械搅拌转速为500-1500r/min。
8.如权利要求3所述的一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离方法，其特征在于，步骤S4中，流体分布器的开孔直径0.074-5mm，开孔率18-40％。
9.如权利要求3所述的一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离方法，其特征在于，步骤S4中，上升水流的流速为5-100cm/min。
...【技术特征摘要】
1.一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离系统，其特征在于，包括：搅拌桶、入料阀、清水箱、排水阀、增压泵、回流阀、分流阀、浮子流量计、单向阀、流体分布器、溢流槽、底流口阀门和液固流化床分选机；所述搅拌桶位于所述液固流化床分选机上方且通过入料管与所述液固流化床分选机相连通，入料管上设置有入料阀；所述清水箱与分流阀连通的管路上依次设置有排水阀、增压泵、回流阀，所述回流阀通过回流管与所述清水箱相连通；所述分流阀分别通过两个供水管路与设置于液固流化床分选机内的流体分布器相连通，两个供水管路上均设置有浮子流量计和单向阀；所述液固流化床分选机顶部的一侧设置有溢流槽，底部设置有底流口阀门。
2.如权利要求1所述的一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离系统，其特征在于，所述液固流化床分选机的侧壁上设置有多个取样孔。
3.一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的一种基于上升水流的煤气化渣选择性絮凝碳-灰分离方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：董连平，付得旋，刘爱荣，杨宏丽，樊盼盼，樊民强，王建成，鲍卫仁，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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