一种高碱粉煤灰快速降碱方法与流程

1.本发明涉及高碱粉煤灰处理技术领域，尤其涉及一种高碱粉煤灰快速降碱方法。


背景技术：

2.粉煤灰和烟气是燃煤电厂排出的主要固物和气废，随着电力工业的发展，燃煤电厂的废物排放量逐年增加。高碱粉煤灰的特点是碱金属含量高，若就地堆放，则会浪费土地资源，对大气及地下水造成危害；并且烟气直接排放，会对环境造成危害。


技术实现要素：

3.本发明提供一种高碱粉煤灰快速降碱方法，可以快速降低粉煤灰浆液的ph值，同时提高对烟气中co2的吸收量，实现固碳降碱，并且将高碱粉煤灰由二类固废改性为一类固废，达到环保要求。
4.本发明提供一种高碱粉煤灰快速降碱方法，包括以下步骤：
5.s1、将高碱粉煤灰与水混合配制成粉煤灰浆液；
6.s2、将所述粉煤灰浆液进行研磨，以降低所述粉煤灰浆液中高碱粉煤灰的粒径；
7.s3、向耦合反应装置中通入烟气和研磨后的所述粉煤灰浆液进行三相耦合反应。
8.根据本发明提供的一种高碱粉煤灰快速降碱方法，步骤s1中，所述水与所述高碱粉煤灰的水固质量比为7:3。
9.根据本发明提供的一种高碱粉煤灰快速降碱方法，步骤s2具体包括：向研磨机内加入陶瓷研磨珠，然后将配制的所述粉煤灰浆液加入所述研磨机内，连续匀速研磨30分钟。
10.根据本发明提供的一种高碱粉煤灰快速降碱方法，研磨后的所述粉煤灰浆液中高碱粉煤灰的平均粒径为3.74微米。
11.根据本发明提供的一种高碱粉煤灰快速降碱方法，步骤s3具体包括：所述烟气从所述耦合反应装置的底部通入，研磨后的所述粉煤灰浆液从所述耦合反应装置的顶部通入，以与所述烟气对流。
12.根据本发明提供的一种高碱粉煤灰快速降碱方法，步骤s3还包括搅拌步骤。
13.根据本发明提供的一种高碱粉煤灰快速降碱方法，所述耦合反应装置包括：反应塔、曝气组件和风机，所述反应塔的顶部设有进浆口，所述反应塔内设有搅拌装置，所述反应塔的内壁上设有阻尼挡板，所述曝气组件设置于所述反应塔内的底部，包括曝气管和多个曝气盘，所述曝气管的入口位于所述反应塔的外部，所述多个曝气盘分别与所述曝气管相连，所述风机与所述曝气管的入口相连。
14.根据本发明提供的一种高碱粉煤灰快速降碱方法，所述风机并联设置有三台，三台所述风机设有公共烟气输入管道和公共烟气输出管道，所述公共烟气输出管道与所述曝气管的入口相连。
15.根据本发明提供的一种高碱粉煤灰快速降碱方法，所述反应塔的顶部还设有排气口和进水口，所述反应塔的底部设有出浆口，所述出浆口连接有输浆泵。
16.根据本发明提供的一种高碱粉煤灰快速降碱方法，所述反应塔内设有液位计和ph计。
17.本发明提供的一种高碱粉煤灰快速降碱方法，通过将高碱粉煤灰制成粉煤灰浆液，然后通过研磨降低高碱粉煤灰的粒径，可加快高碱粉煤灰中cao等碱性矿物的析出速度，进而加快与烟气中的co2和粉煤灰浆液中的水的三相耦合反应。因此，本发明通过将高碱粉煤灰和烟气废物进行反应处理，避免污染环境；通过研磨可以降低粉煤灰浆液的ph值，同时提高co2吸收量，实现固碳降碱，并且将高碱粉煤灰由二类固废改性为一类固废，达到环保要求。
18.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本发明提供的高碱粉煤灰快速降碱方法的流程示意图；
21.图2是本发明提供的耦合反应装置的结构示意图；
22.附图标记：
23.1：反应塔；2：风机；3：进浆口；4：阻尼挡板；5：曝气管；
24.6：曝气盘；7：公共烟气输入管道；8：公共烟气输出管道；
25.9：排气口；10：进水口；11：出浆口；12：输浆泵；
26.13：搅拌电机；14：连接杆；15：搅拌叶片。
具体实施方式
27.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。
29.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
30.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第
一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
32.根据本发明的实施例，如图1所示，本发明提供的高碱粉煤灰快速降碱方法，主要包括以下步骤。
33.s1、将高碱粉煤灰与水混合配制成粉煤灰浆液。
34.在一个实施例中，水与高碱粉煤灰的水固质量比为7:3。具体的，水可以采用煤矿开采后产生的矿井水，实现废物资源循环利用。
35.s2、将粉煤灰浆液进行研磨，以降低粉煤灰浆液中高碱粉煤灰的粒径。
36.在一个实施例中，向研磨机内加入2mm的陶瓷研磨珠，然后将配制的粉煤灰浆液加入研磨机内，连续匀速研磨30分钟，将粉煤灰浆液中高碱粉煤灰的平均粒径由目前的平均45微米降至平均3.74微米，大大加速高碱粉煤灰中cao等碱性矿物的析出，有利于后面的三相耦合反应，以快速降碱。因此，本发明解决了目前高碱粉煤灰降碱速度慢的问题。
37.s3、向耦合反应装置中通入烟气和研磨后的粉煤灰浆液进行三相耦合反应。应当理解的是，本发明三相耦合反应具体包括：粉煤灰浆液中的水分别与高碱粉煤灰中cao等碱性矿物和烟气中的co2进行反应，两者的产物进行酸碱中和反应。
38.在一个实施例中，烟气从耦合反应装置的底部通入，研磨后的粉煤灰浆液从耦合反应装置的顶部通入，以与烟气对流，反应20分钟将粉煤灰浆液的ph值由12以上降低到7。本发明通过对流形式可以加快反应，使反应充分均匀，提高固碳降碱效果。
39.在一个实施例中，步骤s3还包括搅拌步骤，使反应充分均匀，加快反应。
40.本发明实施例通过将高碱粉煤灰制成粉煤灰浆液，然后通过研磨降低高碱粉煤灰的粒径，可加快高碱粉煤灰中cao等碱性矿物的析出速度，进而加快与烟气中的co2和粉煤灰浆液中的水的三相耦合反应。因此，本发明通过将高碱粉煤灰和烟气废物进行反应处理，避免污染环境；通过研磨可以快速降低粉煤灰浆液的ph值，同时提高co2吸收量，实现固碳降碱，并且将高碱粉煤灰由二类固废改性为一类固废，达到环保要求。
41.根据本发明的实施例，如图2所示，耦合反应装置包括：反应塔1、曝气组件和风机2，反应塔1的顶部设有进浆口3，用于通入研磨后的粉煤灰浆液；反应塔1内设有搅拌装置，用于防止粉煤灰浆液沉淀，同时也促进粉煤灰浆液与烟气中的co2反应，反应塔1的内壁上均匀设有三块阻尼挡板4，用于提升搅拌效果，使反应均匀；曝气组件设置于反应塔1内的底部，包括曝气管5和多个曝气盘6，曝气管5横向设置于距离反应塔1底部上方0.5m处，即尽可能地增大曝气管5上方的反应空间，有利于co2气体扩散、提升co2反应溶解空间和反应时间，
且曝气管5的入口位于反应塔1的外部，多个曝气盘6分别与曝气管5相连，每个曝气盘6具有微孔进行喷气，并带逆止功能，能在整个平面均匀进气、防止粉煤灰浆液倒灌堵塞；风机2与曝气管5的入口相连，用于鼓入烟气。
42.根据本发明的实施例，搅拌装置为顶进式搅拌装置，包括：搅拌电机13、连接杆14和搅拌叶片15，搅拌电机13设置于反应塔1的顶部，连接杆14和搅拌叶片15位于反应塔1内，且连接杆14的第一端与搅拌电机13的转轴相连，另一端连接有多片搅拌叶片15，搅拌叶片15位于曝气管5的上方。
43.根据本发明的实施例，风机2并联设置有三台，两台主用，另外一台备用，且三台风机2设有公共烟气输入管道7和公共烟气输出管道8，公共烟气输出管道8与曝气管5的入口相连。具体的，从燃煤电厂发电机组脱硫ggh后净烟道取烟气(70
‑
80℃)作为降低碱度的co2气源，烟气从公共烟气输入管道7输入，经风机2和公共烟气输出管道8送入曝气管5内，再经曝气盘6送入反应塔1内。
44.本发明风机2的具体类型不受特别限制，在本示例中，风机2为罗茨风机。
45.根据本发明的实施例，反应塔1的顶部还设有排气口9和进水口10，反应后的净化烟气经排气口9排出，在反应过程中，通过进水口10补充水，反应塔1的底部设有出浆口11，出浆口11连接有输浆泵12，反应后的粉煤灰浆液经出浆口11排出，并经输浆泵12输送至注浆站进行注浆等用途。
46.根据本发明的实施例，反应塔1内设有液位计和ph计，液位计用于控制粉煤灰浆液的反应容量，ph计用于控制反应进程和排浆指令，具体的，当ph计检测到反应塔1内的粉煤灰浆液的ph值达到设定值时，停止反应执行排浆。
47.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。