СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОСФЕР ИЗ ВОДНОЙ СУСПЕНЗИИ ЛЕТУЧЕЙ ЗОЛЫ ТЭС Российский патент 1994 года по МПК C04B18/10 B03B5/64 

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов и может использоваться в качестве теплоизоляционной засыпки с температурой применения до 1200^оС для теплоизоляции тепловых агрегатов в металлургии, стройиндустрии, химической промышленности и др. отраслях.

Известно, что в золах ТЭС содержатся алюмосиликатные полые микросферы, обладающие теплоизоляционными качествами: при насыпной массе 375-400 кг/м³ коэффициент теплопроводности составляет 0,097-0,113 Вт/м ^.К при их содержании 3-4% в золе ТЭС [1].

Известен способ выделения полых микросфер за счет флотации [2], выбранный в качестве прототипа, как наиболее близкий по технической сущности.

Известен по а. с. N 1576514, кл. С 04 В 33/00 способ выделения полых микросфер за счет флотации, заключающийся в том, что зола ТЭС при попадании в воду разделяется по плотности, микросферы всплывают и попадают на периферию золоотвала, откуда могут собираться для использования.

Однако, как показали исследования, качество выделенной таким образом микросферы низкое по двум причинам. В такой микросфере содержится до 5% примесей в виде частиц несгоревшего кокса, сама микросфера зачастую дефективная, т. к. имеет микротрещины, сколы и другие дефекты. Во-вторых, в относительно крупных фракциях микросферы более 0,3 мм до 30% сфер имеют вплавленные частицы кокса. При использовании такой микросферы в качестве теплоизоляционной засыпки от воздействия температуры возможно возгорание отдельных участков засыпки (т.е. сгорание кокса), возникновение каверн и ухудшение теплоизоляции. Кроме того, бракованные сферы с нарушенной герметичностью как непористый, плотный материал имеют высокую теплопроводность (λ≈0,20-0,35 Вт/м ^. К в зависимости от величины разрушений) в сравнении с нормальными микросферами.

Согласно изобретению в известном способе изготовления теплоизоляционной засыпки из золы ТЭС посредством флотации, предлагается флотационное разделение золы ТЭС осуществлять в воде при избыточном давлении не менее 1,5 атм. , полученную микросферу сушат, удаляют из нее фракции более 0,3 мм, а оставшуюся используют в качестве теплоизоляционной засыпки. Такое осуществление способа обеспечивает удаление из микросферы примесей (они под давлением насыщаются водой и тонут), бракованных сфер (через трещины они насыщаются водой и также тонут) и сфер с вплавленными частицами кокса, т.к. исследования показали, что 98% таких сфер имеют фракцию более 0,3 мм. Полученная таким способом микросфера имеет λ = 0,085-0,1 Вт/м ^. К, одинаковый цвет, полную герметичность.

В качестве примера конкретного применения - описание способа изготовления теплоизоляционной засыпки из золы Троицкой ГРЭС, полученной от спекания Экибастузского угля.

Химсостав золы и микросфер приведен в табл. 1, причем приведен химсостав очищенной микросферы.

При использовании предлагаемого способа золу ГРЭС помещали в герметичный металлический сосуд и создавали давление воды в сосуде.

Содержание остаточного топлива в микросфере Троицкой ГРЭС: Давление воды/ атм 0,5 1,0 1,2 1,4 1,5 1,6 1,8 2,0 Потери при прокаливании/% 4,8 3,7 1,5 0,8 0 0 0 0
Измерение потерь при прокаливании проводилось с точностью до 0,1%.

Таким образом, избыточное давление не менее 1,5 атм способствует полной очистке микросфер от коксовых примесей. Причем давление также способствует разделению полых микросфер и силикатных частиц с капиллярной пористостью, которые совместно всплывают при обычной флотации.

Затем отделенную микросферу высушивали в сушильном шкафу при 105^оС в течение 2 ч и на ситах отделяли фракцию крупнее 0,3 мм. Для удаления вплавленного в сферы кокса микросферу фракции менее 0,3 мм и более 3 мм при 700^оС в течение 2 ч прогревали в тонком слое. По количеству получившихся бракованных сфер (с нарушенной герметичностью) судили о содержании частиц с вплавленным коксом. В микросферах фракции менее 0,3 мм забраковано 3-4% микросфер, в микросферах фракции более 0,3 мм забраковано до 10-15% сфер. Разбраковку производили флотацией под давлением. Таким образом, разделение по фракциям дополнительно отделяет качественные сферы от сфер с примесями.

Свойства полученной микросферы представлены в табл. 2.

Табл. 2 показывает, что микросфера превосходит диатомитовую крошку и перлитовый песок по максимальной температуре применения, пеностекло бесщелочное также по температуре применения, пеностекло высококремнеземистое по меньшей теплопроводности. Кроме того, теплопроводность засыпки с температурой растет менее интенсивно, чем у аналогичных материалов.

Использование предлагаемого способа позволит изготавливать качественную полую микросферу из золошлаковых отходов энергетики, свойства которой сопоставимы или превосходят свойства лучших теплоизоляционных засыпок. Это обеспечит ее широкое использование.

Использование: производство теплоизоляционной засыпки с температурой применения до 1200°С для теплоизоляции тепловых агрегатов в металлургии, стройиндустрии, химической промышленности и др. отраслях. Сущность: способ получения микросфер из водной суспензии летучей золы ТЭС включает гидросепарацию летучей золы ТЭС при избыточном давлении не менее 1,5 Атм, обезвоживание посредством сушки и выделения фракции микросфер ≅ 0.3 мм . Получение микросферы характеризуется коэффициентом теплопроводности 0,085 В/м К при 25°С и 0,3 В/м К при 1000°С. 2 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОСФЕР ИЗ ВОДНОЙ СУСПЕНЗИИ ЛЕТУЧЕЙ ЗОЛЫ ТЭС, включающий гидросепарацию летучей золы ТЭС, отделение всплывших микросфер и их обезвоживание, отличающийся тем, что гидросепарацию осуществляют при избыточном давлении не менее 1,5 атм, а из обезвоженных посредством сушки микросфер выделяют фракцию 0,3 мм.