利用粉煤灰连续生产沸石分子筛的系统和方法与流程

本发明涉及固废处置与资源化利用，具体涉及利用粉煤灰连续生产沸石分子筛的系统和方法。

背景技术：

1、电力是国民经济发展的命脉，2022年末，我国火电装机增长2.7％，进口煤2.9亿吨，未消纳粉煤灰为1.7亿吨。目前，粉煤灰整体资源化利用存在产品质量不高、应用范围较局限、难以实现高值化利用等问题。

2、粉煤灰作为燃煤电厂的固体废弃物，其合理处置已经是当前时势所趋。目前我国的粉煤灰处置还只是处于生产建筑类低附加值的产品阶段，缺少对粉煤灰的高值利用。粉煤灰主要成分是al2o3和sio2，与沸石分子筛主要成分相似，当前沸石分子筛的价格分布区间为3000～12000元/吨、价值高。若利用粉煤灰制备具有良好吸附性能的沸石分子筛材料，相比于将未资源化的粉煤灰堆积掩埋处理，既能解决粉煤灰堆存带来的有毒微量元素浸出环境污染问题，又能达到粉煤灰高值资源化利用的效果，还可以实现粉煤灰的高值利用，大幅度降低了固体吸附材料成本，这种“以废治废，变废为宝”的模式符合绿色发展的要求。

3、目前，粉煤灰制备沸石分子筛主要在试验室中摸索改性工艺，还没有能够实现大规模、连续稳定生产的工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术中没有能够实现粉煤灰大规模、连续稳定生产沸石分子筛的问题，提供利用粉煤灰连续生产沸石分子筛的系统和方法，该系统用于实现燃煤电厂粉煤灰高值化回收利用，具有产品转化率高、自动化程度高、对环境影响小等优点。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种利用粉煤灰连续生产沸石分子筛的系统，所述系统包括除杂装置、第一抽滤装置、双区控温反应装置和水热反应装置；

3、所述除杂装置用于将粉煤灰和酸性溶液混合进行除杂；所述第一抽滤装置用于对来自所述除杂装置的物料进行过滤和洗涤；

4、来自所述第一抽滤装置的固相物料在所述双区控温反应装置中进行烘干，然后与碱混合进行煅烧；

5、来自所述双区控温反应装置的物料在所述水热反应装置中与水混合进行水热反应。

6、优选地，所述系统还包括粉煤灰储存装置，所述粉煤灰储存装置与所述除杂装置连接。

7、优选地，所述系统还包括酸液储存装置，所述酸液储存装置与所述除杂装置连接。

8、优选地，所述双区控温反应装置包括烘干输送设备和煅烧输送设备；

9、优选地，来自所述第一抽滤装置的第一固相物料在所述烘干输送设备中进行烘干，然后输送至所述煅烧输送设备中与碱混合进行煅烧。

10、优选地，所述系统还包括碱储存装置，所述碱储存装置与所述双区控温反应装置连接。

11、优选地，所述系统还包括破碎机，所述双区控温反应装置与所述水热反应装置通过所述破碎机相连。

12、优选地，所述系统还包括第二抽滤装置、干燥输送机和产品储存装置；

13、优选地，所述第二抽滤装置用于对来自所述水热反应装置的物料进行过滤和洗涤；

14、优选地，来自所述第二抽滤装置的第二固相物料在所述干燥输送机中进行干燥；

15、优选地，所述产品储存装置用于储存来自所述干燥输送机的物料。

16、本发明第二方面提供一种利用粉煤灰连续生产沸石分子筛的方法，所述方法在上述系统中实施，所述方法包括：

17、(a)将粉煤灰与酸性溶液输送至所述除杂装置中混合，进行除杂，接着将除杂后得到的物料输送至所述所述第一抽滤装置中进行过滤和洗涤，得到第一固相物料；

18、(b)将所述第一固相物料输送至所述双区控温反应装置中进行烘干，然后与碱混合进行煅烧，得到煅烧后的物料；

19、(c)将所述煅烧后的物料输送至所述水热反应装置中，与水混合进行水热反应。

20、优选地，在步骤(a)中，所述粉煤灰与酸性溶液的用量的比为1:6-10；

21、优选地，在步骤(b)中，所述烘干的条件包括：温度为110-130℃，时间为1.5-2.5h；

22、优选地，在步骤(b)中，所述粉煤灰与碱的用量的重量比为1:1.2-1.5；

23、优选地，在步骤(b)中，所述煅烧的条件包括：温度为500-550℃，时间为4-5h；

24、优选地，在步骤(c)中，所述煅烧后的物料与水的用量的重量比为1:8-12。

25、优选地，所述水热反应的条件包括：温度为80-90℃，时间为16-24h。

26、本发明系统中所有装置可通过配置电控辅助系统进行控制和仪表数据监测，实际运行时便于操作。采用本发明的碱熔融-水热净化工艺合成沸石分子筛，产品转化率高，品质稳定。

技术特征：

1.一种利用粉煤灰连续生产沸石分子筛的系统，其特征在于，所述系统包括除杂装置(3)、第一抽滤装置(4)、双区控温反应装置(6)和水热反应装置(8)；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括粉煤灰储存装置(1)，所述粉煤灰储存装置(1)与所述除杂装置(3)连接。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括酸液储存装置(2)，所述酸液储存装置(2)与所述除杂装置(3)连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述双区控温反应装置(6)包括烘干输送设备(6-1)和煅烧输送设备(6-2)；

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括碱储存装置(5)，所述碱储存装置(5)与所述双区控温反应装置(6)连接。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括破碎机(7)，所述双区控温反应装置(6)与所述水热反应装置(8)通过所述破碎机(7)相连。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二抽滤装置(9)、干燥输送机(10)和产品储存装置(11)；

8.一种利用粉煤灰连续生产沸石分子筛的方法，其特征在于，所述方法在权利要求1-7中任意一项所述的系统中实施，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述粉煤灰与酸性溶液的用量的比为1:6-10；

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在步骤(c)中，所述煅烧后的物料与水的用量的重量比为1:8-12；

技术总结本发明涉及固废处置与资源化利用技术领域，公开了利用粉煤灰连续生产沸石分子筛的系统和方法。该系统包括除杂装置、第一抽滤装置、双区控温反应装置和水热反应装置；所述除杂装置用于将粉煤灰和酸性溶液混合进行除杂；所述第一抽滤装置用于对来自所述除杂装置的物料进行过滤和洗涤；来自所述第一抽滤装置的第一固相物料在所述双区控温反应装置中进行烘干，然后与碱混合进行煅烧；来自所述双区控温反应装置的物料在所述水热反应装置中与水混合进行水热反应。本发明系统中所有装置可通过配置电控辅助系统进行控制和仪表数据监测，实际运行时便于操作。技术研发人员：李敏,项连清,刘泽阳,杨春振,李梅,闫敏受保护的技术使用者：国能（山东）能源环境有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11