本發(fā)明涉及煤化工固體廢棄物資源化利用，尤其是煤氣化細(xì)渣的再利用技術(shù)。

背景技術(shù)：

1、煤氣化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量含碳量較高的氣化細(xì)渣，目前主要的處理方式是以填埋為主，然而實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中發(fā)現(xiàn)，填埋的處理方式不僅占用大量土地，污染土壤和水體，同時(shí)造成能源浪費(fèi)，因此，對(duì)氣化細(xì)渣進(jìn)行高效環(huán)保的資源化利用已逐步成為煤化工產(chǎn)業(yè)的研究熱點(diǎn)。氣化細(xì)渣中的殘?zhí)寂c灰組分分離是實(shí)現(xiàn)其高值化、減量化、無(wú)害化利用的關(guān)鍵，煤氣化細(xì)渣粒度特性分析表明，各粒級(jí)產(chǎn)品灰分基本隨粒級(jí)減小呈增大趨勢(shì)，通過(guò)分級(jí)工藝可實(shí)現(xiàn)碳灰的分離與富集。

2、傳統(tǒng)的炭-灰分離方法有重選、摩擦電選、浮選或酸洗等。煤氣化細(xì)渣炭－灰混雜、相互制約，分選的難度大、成本高。煤氣化細(xì)渣的粒度小，在重力分選力場(chǎng)中受到的分選力小于細(xì)粒間的粘滯力，單一設(shè)備重力分選效果差；煤氣化細(xì)渣可浮性差，并且孔隙發(fā)達(dá)，吸附大量浮選藥劑，導(dǎo)致藥劑消耗量大、經(jīng)濟(jì)性差；而且煤氣化細(xì)渣分選后產(chǎn)品脫水困難，進(jìn)一步加大了濕法分選的難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上技術(shù)問(wèn)題中的至少一項(xiàng)，本發(fā)明提供了一種基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)及方法，采用液態(tài)co2作為分選介質(zhì)，通過(guò)分選柱內(nèi)的攪拌葉輪促使疏水性顆粒團(tuán)聚，實(shí)現(xiàn)水相和液相co2的分層，從而高效分離煤氣化細(xì)渣中的炭組分和灰組分，具體技術(shù)方案如下：

2、一種基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)，包括配設(shè)有注料通道的分選罐，所述分選罐上部配設(shè)有氣壓表ⅰ，所述分選罐內(nèi)配設(shè)有攪拌單元，所述分選罐中部配設(shè)用于將其內(nèi)腔上下隔斷為上腔室和下腔室的隔離閥；所述上腔室配設(shè)有泄壓通道，所述下腔室底部配設(shè)有導(dǎo)料管，所述導(dǎo)料管配接有排料槽；所述分選罐一側(cè)設(shè)有co2儲(chǔ)存罐和co2緩沖罐；所述co2儲(chǔ)存罐上部配設(shè)有壓力表ⅱ和注壓通道，所述注壓通道配設(shè)有高壓泵和氣閥，所述co2儲(chǔ)存罐下部配設(shè)有注壓總管，所述注壓總管配接管道ⅰ和管道ⅱ，所述管道ⅰ配接所述上腔室，所述管道ⅱ配接下腔室，所述管道ⅰ配設(shè)有閥門ⅰ，所述管道ⅱ配設(shè)有閥門ⅱ；所述泄壓通道通過(guò)管路ⅰ配接于所述co2緩沖罐的上部，所述管路ⅰ配設(shè)有閥體ⅰ，所述co2緩沖罐上部配設(shè)有壓力表ⅲ，所述co2緩沖罐下部配設(shè)有管路ⅱ，所述管路ⅱ配設(shè)有低壓泵和閥體ⅱ，所述co2緩沖罐配設(shè)有連通于所述co2儲(chǔ)存罐上部的管路ⅲ，所述管道ⅲ配設(shè)有閥體ⅲ。

3、在本公開的一些實(shí)施例中，所述注料通道包括注水通道和煤氣化細(xì)渣注入通道，所述注料通道設(shè)于所述分選罐的上部，所述注料通道配設(shè)有氣密性封蓋。

4、在本公開的一些實(shí)施例中，所述攪拌單元設(shè)于所述分選罐上部，所述攪拌單元包括攪拌電機(jī)，所述攪拌電機(jī)的輸出軸豎向指向所述分選罐的內(nèi)腔，所述輸出軸配設(shè)有攪拌器。

5、在本公開的一些實(shí)施例中，所述攪拌器是旋槳式攪拌件、渦輪式攪拌件、直槳式攪拌件、錨式攪拌件、螺帶式攪拌件或折葉式攪拌件中的至少一種。

6、在本公開的一些實(shí)施例中，所述攪拌電機(jī)是調(diào)速電機(jī)，所述攪拌電機(jī)轉(zhuǎn)速是1000～1600r/min；所述攪拌器采用聚氯乙烯聚合物材質(zhì)。

7、在本公開的一些實(shí)施例中，所述分選罐工作壓力7～8mpa，壓力上限10mpa；所述co2儲(chǔ)存罐采用絕熱雙層不銹鋼材質(zhì)，工作壓力3～5mpa，壓力上限10mpa；所述co2緩沖罐采用絕熱雙層不銹鋼材質(zhì)，工作壓力7～8mpa，壓力上限10mpa。

8、在本公開的一些實(shí)施例中，所述導(dǎo)料管設(shè)有數(shù)條，數(shù)條所述導(dǎo)料管周向均勻與所述下腔室連通。

9、在本公開的一些實(shí)施例中，所述泄壓通道配設(shè)有200～300目標(biāo)準(zhǔn)篩。

10、一種配用于上述的基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)的煤氣化細(xì)渣分選方法，包括以下步驟：

11、s1，通過(guò)所述注料通道向所述分選罐內(nèi)注入水和待分選煤氣化細(xì)渣，啟動(dòng)所述攪拌單元攪拌3～5min，使煤氣化細(xì)渣潤(rùn)濕、分散成漿液；加入疏水團(tuán)聚藥劑，所述攪拌單元繼續(xù)攪拌1～3min促進(jìn)所述疏水團(tuán)聚藥劑在所述漿液中分散均勻且與殘?zhí)款w粒附著；

12、s2，啟動(dòng)所述高壓泵，開啟所述氣閥，向所述co2儲(chǔ)存罐中加壓，當(dāng)所述壓力表ⅱ顯示為7.5mpa時(shí)，開啟所述閥門ⅰ和所述閥門ⅱ，將所述co2儲(chǔ)存罐中的液態(tài)co2注入所述分選罐得到懸浮液物料；啟動(dòng)所述攪拌單元攪拌所述懸浮液物料10～15min后靜置；

13、s3，閉合所述隔離閥，將所述分選罐內(nèi)的靜置分層后的懸浮液物料進(jìn)行物理分割，將下腔室內(nèi)的物料通過(guò)所述導(dǎo)料管排入所述排料槽中過(guò)濾脫水；

14、s4，啟動(dòng)閥體對(duì)所述分選罐進(jìn)行泄壓，使所述分選罐內(nèi)部的液態(tài)co2緩慢氣化，氣化的co2通過(guò)所述泄壓通道進(jìn)入所述co2緩沖罐，待氣化的co2排出后，開啟所述隔離閥，將上腔室分選的炭產(chǎn)品排入所述排料槽；

15、s5，開啟所述低壓泵與閥體ⅱ和閥體ⅲ，關(guān)閉所述閥體ⅰ，co2通過(guò)所述管路?；亓鬟M(jìn)入所述co2儲(chǔ)存罐。

16、在本公開的一些實(shí)施例中，所述低壓泵的工作壓力為1～2mpa。

17、相比較現(xiàn)有技術(shù)而言，上述的基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)及方法具有以下有益效果：

18、本發(fā)明采用液態(tài)co2作為分選介質(zhì)，通過(guò)分選罐內(nèi)的配設(shè)的攪拌單元促使疏水性顆粒團(tuán)聚，實(shí)現(xiàn)水相和液相co2的分層，從而高效分離煤氣化細(xì)渣中的炭組分和灰組分；

19、系統(tǒng)特點(diǎn)包括絕熱雙層不銹鋼材質(zhì)的co2儲(chǔ)存罐、變速電機(jī)、精確的壓力控制和co2的閉路循環(huán)利用，顯著降低藥劑消耗量，減少環(huán)境污染，提高分選效率，且操作簡(jiǎn)便、成本低廉；

20、本發(fā)明不僅提升了煤氣化細(xì)渣的資源化利用率，還實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保的工業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)。

21、結(jié)構(gòu)直觀，實(shí)用和維護(hù)成本低，為煤化氣的有效再利用方法提供了新的技術(shù)啟示。

技術(shù)特征：

1.一種基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)，其特征在于，包括配設(shè)有注料通道的分選罐（1），所述分選罐（1）上部配設(shè)有氣壓表?。?1），所述分選罐（1）內(nèi)配設(shè)有攪拌單元（12），所述分選罐（1）中部配設(shè)用于將其內(nèi)腔上下隔斷為上腔室和下腔室的隔離閥（13）；所述上腔室配設(shè)有泄壓通道，所述下腔室底部配設(shè)有導(dǎo)料管（15），所述導(dǎo)料管（15）配接有排料槽（2）；所述分選罐（1）一側(cè)設(shè)有co2儲(chǔ)存罐（3）和co2緩沖罐（4）；所述co2儲(chǔ)存罐（3）上部配設(shè)有壓力表ⅱ（31）和注壓通道（32），所述注壓通道（32）配設(shè)有高壓泵（321）和氣閥（322），所述co2儲(chǔ)存罐（3）下部配設(shè)有注壓總管（33），所述注壓總管（33）配接管道ⅰ（331）和管道ⅱ（332），所述管道ⅰ（331）配接所述上腔室，所述管道ⅱ（332）配接下腔室，所述管道?。?31）配設(shè)有閥門?。?311），所述管道ⅱ（332）配設(shè)有閥門ⅱ（3321）；所述泄壓通道通過(guò)管路?。?41）配接于所述co2緩沖罐（4）的上部，所述管路?。?41）配設(shè)有閥體?。?411），所述co2緩沖罐（4）上部配設(shè)有壓力表ⅲ（41），所述co2緩沖罐（4）下部配設(shè)有管路ⅱ（42），所述管路ⅱ（42）配設(shè)有低壓泵（421）和閥體ⅱ（422），所述co2緩沖罐（4）配設(shè)有連通于所述co2儲(chǔ)存罐（3）上部的管路ⅲ（43），所述管路ⅲ（43）配設(shè)有閥體ⅲ（431）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)，其特征在于，所述注料通道包括注水通道和煤氣化細(xì)渣注入通道，所述注料通道設(shè)于所述分選罐（1）的上部，所述注料通道配設(shè)有氣密性封蓋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌單元（12）設(shè)于所述分選罐（1）上部，所述攪拌單元（12）包括攪拌電機(jī)，所述攪拌電機(jī)的輸出軸豎向指向所述分選罐（1）的內(nèi)腔，所述輸出軸配設(shè)有攪拌器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌器是旋槳式攪拌件、渦輪式攪拌件、直槳式攪拌件、錨式攪拌件、螺帶式攪拌件或折葉式攪拌件中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌電機(jī)是調(diào)速電機(jī)，所述攪拌電機(jī)轉(zhuǎn)速是1000～1600r/min；所述攪拌器采用聚氯乙烯聚合物材質(zhì)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)，其特征在于，所述分選罐（1）工作壓力7～8mpa，壓力上限10mpa；所述co2儲(chǔ)存罐（3）采用絕熱雙層不銹鋼材質(zhì)，工作壓力3～5mpa，壓力上限10mpa；所述co2緩沖罐（4）采用絕熱雙層不銹鋼材質(zhì)，工作壓力7～8mpa，壓力上限10mpa。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)料管（15）設(shè)有數(shù)條，數(shù)條所述導(dǎo)料管（15）周向均勻與所述下腔室連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)，其特征在于，所述泄壓通道配設(shè)有200～300目標(biāo)準(zhǔn)篩。

9.一種基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選方法，其特征在于，配用于以上任一權(quán)利要求所述的基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)，包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于co2循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選方法，其特征在于，所述低壓泵（421）的工作壓力為1～2mpa。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于CO<subgt;2</subgt;循環(huán)利用的煤氣化細(xì)渣分選系統(tǒng)及方法，屬于煤化工固體廢棄物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，主要包括CO<subgt;2</subgt;儲(chǔ)存罐、分選罐、CO<subgt;2</subgt;緩沖罐和加壓泄壓?jiǎn)卧?。本系統(tǒng)采用液態(tài)CO<subgt;2</subgt;作為分選介質(zhì)，通過(guò)分選罐內(nèi)的攪拌單元促使疏水性顆粒團(tuán)聚，實(shí)現(xiàn)水相和液相CO<subgt;2</subgt;的分層，從而高效分離煤氣化細(xì)渣中的炭組分和灰組分；本系統(tǒng)特點(diǎn)包括絕熱雙層不銹鋼材質(zhì)的CO<subgt;2</subgt;儲(chǔ)存罐、攪拌單元、精確的壓力控制元件和CO<subgt;2</subgt;的閉路循環(huán)利用，顯著降低疏水團(tuán)聚藥劑消耗量，減少環(huán)境污染，提高分選效率，且操作簡(jiǎn)便、成本低廉。本發(fā)明不僅提升了煤氣化細(xì)渣的資源化利用率，還實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保的工業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)。

技術(shù)研發(fā)人員：廖寅飛,彭?yè)P(yáng),安茂燕,楊?yuàn)W生,曹亦俊,馬子龍,馬鑫,白帆
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15