采用流态化技术脱除粉煤灰中的残余炭

    由粉煤灰颗粒的微观结构可知，肯塔基电厂粉煤灰的特点是残余炭以单体的形式存在，粒度较粗，主要集中在大于0．074mm的粗粒级中，经分级即可去除大部分残余炭．因此，可以采用分级分选工 艺：即“先分级，后分选”工艺(见页图2)．经过筛分分级后，80％以上的粉煤灰(即筛下物)能够满足用户对产品的质量要求．对于0．074mm以上的粗颗粒，则直接采用流态化分选模型机分选出这部分粗颗粒物料中的残余炭．分选实验所采用的流态化分层分选模型机示意图见图3．分选机内的粉煤灰物料本身就是分选介质，也称为自生介质．在种这情况下，分选介质与被分选物料是同一种物质．在机身下部送人的空气作用下，粉煤灰介质与空气形成气固两相悬浮体，这种悬浮体形成的区域就是分选所需的流态化床层．由于粉煤灰中的残余炭颗粒与其他颗粒具有较大的密度差异，在气流的作用下，粉煤灰中的残余炭颗粒和灰分(主要是金属氧化物)颗粒将依靠自身密度的差异实现分层．根据公式(2)，当两种密度不同的物料颗粒相遇并互为分选介质时，密度相对较小的残余炭颗粒将向床层区域的上部漂浮，密度相对较大的灰分颗粒则向床层区域的底部下沉，因而在气流作用下，整个床层的上部和下部存在着明显的密度差异(见表2)，粉煤灰颗粒与残余炭颗粒因各自密度不同而聚集到床层的不同区域．图中的布风板与气室采用专利设计，目的是布风均匀并使布风板上方的固体物料能够形成良好的流态化．流态化分层分选实验的结果见表2．

表2 流态化分选的实验结果
Table 2 Experimental results Of fluidization bed for separation

    由表2可以看出，将粉煤灰物料送人分选机后，流化床内的物料流化质量和被分选物料的分层状况良好，床层顶部和底部的物料含碳量及物料密度有明显的差异，0．250mm以上及0．074mm～0．125mm，0．074 mm～0．250 mm粒级物料的含碳量分别由16．95％，10．99％和9．76％降为13．71％，9．71％和6．72％．在实验中还可以看到，从分选模型机顶部得到的含碳量较高的残余炭颗粒外观呈深灰色或黑色，而从分选机底部得到的含碳量较低的灰分颗粒则呈浅灰色．由于粉煤灰自生介质的粒度和粒级搭配处理，因而在运行过程中，整个流化床区域运行平稳，接近散式流态化，被分选的粉煤灰物料很快就能够在流化床中按密度分层．表2给出的物料密度是由床层顶部和底部采样得出的平均值．只要刮出流化床最上部的低密度残余炭物料，就可以实现脱除粉煤灰中残余炭的目标．
    将“分选”得到的高密度粉煤灰物料与分级作业中得到的无需脱炭处理的0．074mm以下粒级的粉煤灰混合，最终产品的产率86．55％，含碳量为，3．62％，符合用户对产品的质量要求．因此，采用于法筛分与流态化干法分选相结合的工艺能够满足肯塔基电厂对粉煤灰残余炭含量低于4％要求．