[发明专利]一种煤气化废渣高效分级制备高纯灰和高纯碳的方法

说明书

本发明公开了一种煤气化废渣高效分级制备高纯灰和高纯碳的方法，是以煤气化废渣为原料，采用两级旋液分离装置，将煤气化废渣分级制备出高纯碳和高纯灰。本发明简单有效地实现了气化废渣中高含碳组分和灰分的分离，分离效率高，工艺流程简单，生产成本低，整个生产过程无废弃物产生。

技术领域

本发明属于煤气化废渣资源化利用领域，具体涉及一种煤气化废渣高效分级制备高纯灰和高纯碳的方法。

背景技术

我国是一个“富煤、贫油、少气”的国家。目前，煤炭占我国一次能源消费总量的70%。煤制甲醇、煤制油、煤制烯烃等以煤气化为龙头的新型煤化工产业，是煤炭清洁利用的重要手段，而气化主流技术流化床气化工艺和气流床气化工艺在煤气化过程中会产生大量的气化废渣。目前大量气化废渣没有被有效利用，不仅要占用大量土地储存，而且其渗滤液会对土壤和水系造成污染。煤气化废渣的资源化利用成为煤化工产业亟需解决的关键课题。

煤气化灰渣的资源化回收利用既能提高废渣的经济价值，又能解决废渣储存带来的环境问题。据检索发现，专利文献CN 104759249A提出将煤气化废渣回收可溶性钾，并得到活性残渣的方法；专利文献CN 103991898A提出将煤气化废渣中的碱金属催化剂和稀有金属Ga同时回收的方法；专利文献CN 102980195A提出将气化废渣与煤泥按一定比例均匀掺混，然后加入白泥浆，在流化床锅炉内燃烧得以回收利用；专利文献CN 105441131A提出采用组合循环流化床将煤气化废渣氧化脱碳制灰分并联产蒸汽的方法。

上述现有的气化废渣资源化利用技术工艺复杂、设备投资高、能耗高，且废渣利用率低、有废弃物产生，不能将气化废渣完全利用；另外，由于气化废渣中含有大量多孔超细的高含碳组分和硅酸盐玻璃质灰分，平均含碳量在20%左右，不能直接用做建筑材料，又因为其水分一般在50%以上，不适宜直接做燃料燃烧，如果将其中的灰分与碳有效分离，就能进行分级利用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是为了将气化废渣中的高纯灰和高纯碳高效分离，实现气化废渣资源化回收利用，获得高纯灰分可直接用于制备建筑材料，获得高纯碳的含碳量高、吸附性好、热值高，可以用于制备活性炭、用于土壤改良、污水处理、燃烧发电等领域。

实现上述发明目的所采用的技术方案是：一种煤气化废渣高效分级制备高纯灰和高纯碳的方法，其特征在于，由以下步骤来实现：

（1）将气化废渣原料倾倒入原料池中，边加入废渣原料与水，其比值为4:1，边通过搅拌机械在原料池内搅拌混合液，得到浓度为10-30%的气化废渣浆液；

（2）采用渣浆泵将浆液抽取，并通过管路注入到分离器一中；

（3）经分离器一旋液分离后，较高密度灰分从分离器一的底端排出，进入脱水装置一；较低密度灰分与高含碳的混合组分从分离器一的顶端排出，通过管道进入分离器二中继续分离；

（4）较低密度灰分与高含碳的混合组分经分离器二分离后，较低密度灰分从分离器二的底端排出，也进入脱水装置一，高纯碳组分从分离器二的顶端排出；

（5）从分离器一和分离器二底端排出的灰分经脱水装置一脱水后，得到烧失量小于4%的高纯灰，高纯碳组分从分离器二的顶端排出后经脱水装置二脱水后，得到含碳50-80%的高纯碳，脱除的水返回原料池回收利用。

进一步，所述分离器一和分离器二为两级旋液分离装置，但分离器一分离出的灰分密度大于分离器二分离出的灰分密度。

进一步，所述较高密度灰分为密度大于1.8g/cm³的灰分，较低密度灰分为密度在1.1-1.8g/cm³之间的灰分。

进一步，所述的脱水装置是板框压滤机。

该工艺的有益效果是：