Спосіб одержання мікросфер, зокрема таких, що утворюються у складі золи виносу при спалюванні вугілля

1. Спосіб одержання мікросфер, зокрема таких, що утворюються у складі золи виносу при спалюванні вугілля, що включає гідросепарацію водної суспензії золи виносу, осушування та виділення мікросфер, який відрізняється тим, що гідросепарацію здійснюють за допомогою насоса, що контрольовано та під кутом занурюють у ємність, що містить водну суспензію золи виносу, при цьому насос містить два ступені, перший у вигляді ряду сопел, за допомогою якого направлено нагнітають стиснене повітря у ємність та відсікають прошарок концентрованої суспензії золи виносу, 3 85600 ються у великих кількостях і створюють додаткову екологічну напруженість в районах електростанцій. Однією з причин такої утилізації мікросфер явилася відсутність надійного і ефективного способу виділення мікросфер як товарного продукту із золи виносу ТЕС. Автори винаходів по [патентам США 4121945 і 4652433] пропонують виділяти мікросфери з водної суспензії золи виносу ТЕС додаванням в неї різних реактивів, перемішуванням в послідовно встановлених змішувача х з додаванням в останній стадії змішування піноутворювача. На заключній стадії виділення мікросфер застосовують фло тацію для максимального видалення незгорілого вуглецю, відстоювання і згущування частини золи виносу, що залишилася з концентрацією мікросфер в зливі, знімання і обезводнення мікросфер. Недоліками даних способів явилися великі витрати і складність отримання мікросфер, бо технологія отримання мікросфер включає велику кількість операцій змішування, фло тацію і видалення незгорілого вуглецю з застосуванням піноутворювача. Необхідність використовування флокулянтів для збільшення швидкості спливання мікросфер приводить до дорожчання процесу. Відомі способи виділення мікросфер з водної суспензії зольних відходів ТЕС, в яких практично відсутні хімічні реактиви, а використовуються спеціальні конструкції класифікаторів для виділення мікросфер [патенти РФ 2047379, 2080934]. За пропозицією авторів винаходів по цим патентам розділення матеріалів по густині можна проводити в спеціальній місткості, забезпеченій механічними пристосуваннями для збору мікросфер, їх відведення по трубопроводу за допомогою системи важелів, противаг і замкової арматури. Запропоновані пристосування на думку авторів можуть працювати в безперервному автоматичному режимі на ТЕС. Основним недоліком даних винаходів є неефективність і низька продуктивність по кількості одержуваної мікросфери, оскільки через пропоновані пристрої необхідно пропускати весь водний потік золи, що змивається. Таким чином, приймальні ємності даних пристосувань і всі механічні пристрої повинні обробляти мільйони тонн водного потоку, в якому містяться соті частки відсотка шуканої мікросфери. Для виділення мікросфер із золи виносу на одній ТЕС потрібно буде величезна батарея численних пристосувань, пропонованих за даними патентам. Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, до пропонованого винаходу є спосіб отримання мікросфер з водної суспензії золи виносу теплових електростанцій, описаний в [патенті РФ 2257267] (найближчий аналог). Автори пропонують спосіб отримання мікросфер, що включає знімання мікросфер, що сплили, мобільною установкою - ежекторним насосом з фільтруючою насадкою, при швидкості всмоктування водної суспензії 20-250м 3/час з поверхні понтонного піддону площею 5-100м 2, притиснутого до нижнього шару мікросфер, при цьому виробляють розділення порожнистих мікросфер по фракціях в багатоступінчастому барабанному класифікаторі, що 4 обертається, з поверхнями сіток, що самоочищаються для розсівання мікросфер, при цьому гідросепарацію водній суспензії золи виносу здійснюють в золовідвальному водоймищі, обезводнення мікросфер здійснюють в пористих контейнерах фільтрацією води через отвори з розмірами не більше 10мкм, сушку мікро сфер здійснюють в потоці розігрітого повітря в барабані, що обертається, отвір якого виходу екранований сіткою з розмірами отворів не більше 10мкм. Однією з переваг даного аналогу перед вищенаведеними аналогами явилася можливість максимального витягання мікросфер із зольних виносів без застосування флокулянта і інших хімічних реактивів. Проте і цей спосіб отримання мікросфер із золи виносу ТЕС не позбавлений основного недоліку, характерного для згаданих патентів - необхідності обробляння всього шару суспензії золи виносу. Вирішувана технічна задача полягає в тому, щоб вдосконалити відомий спосіб одержання мікросфер, зокрема таких, що утворюються у складі золи виносу при спалюванні вугілля шля хом застосування нового обладнання та операцій, що дозволить відсікати шар концентрованої суспензії золи виносу і обробляти тільки його, що приведе до підвищення ефективності способу. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі одержання мікросфер, зокрема таких, що утворюються у складі золи виносу при спалюванні вугілля, що включає гідросепарацію водної суспензії золи виносу, осушування та виділення мікросфер, згідно з винаходом, гідросепарацію здійснюють за допомогою насосу, що контрольовано та під кутом занурюють у ємність, що містить водну суспензію золи виносу, при цьому насос містить дві ступені, першу у вигляді ряду сопел, за допомогою якої направлено нагнітають стиснене повітря у ємність та відсікають прошарок концентрованої суспензії золи виносу, та др угу, що являє собою інжекторний насос, за допомогою якого транспортують відібрану концентровану суспензію золи виносу до осушувача, в якому випаровують вологу, а одержані мікросфери транспортують до накопичувача з подальшим її відвантаженням. Доцільно розміщува ти насос на плоті, що розташований на поверхні води - це забезпечує стабільну глибину його занурювання. Випаровування вологи з суспензії доцільно здійснювати на похилих лотках, які нагрівають гарячим стисненим повітрям, що нагрівають до температури 300-500°С, наприклад за допомогою калорифера. Для надійної роботи насосу та калорифера стиснене повітря піддають попередньому очищенню у вологомасловідокремлювачи. Стиснене повітря як правило подають від мережі станції, але можливо піддавати його з власного компресора. Одержані частки мікросфери накопичують за допомогою бункера - це просто та надійно. Вивантаження готової мікросфери здійснюють, наприклад, за допомогою скребкового барабану з приводом, що розташовують під бункером. 5 85600 Проведені випробування показали, що пропонований спосіб отримання порожнистих алюмосилікатних мікросфер за рахунок сукупності відмітних ознак дозволив швидко і легко одержати мікросферу з мінімальною кількістю домішок; завдяки використовуванню інжекторного насоса було виключено пошкодження порожнистих мікросфер. Винахід ілюструється за допомогою креслень, на яких зображено: Фіг.1 - загальний вигляд прикладу реалізації установки для здійснення способу; Фіг.2 - насос, поздовжній розріз; Фіг.3 - насос, вигляд зверху. Приклад здійснення способу. Спосіб здійснювали за допомогою установки, що містила струменевий насос 1, що встановлений з можливістю регулювання глибини його занурення, осушувач 2, який встановлений на платформі 3 та пов'язаний з насосом 1 матеріалопроводом 4, та трубопроводом 12 з калорифером 5 для підігрівання повітря, яке подається, після очищення у масловідокремлююч 6, готовий продукт потрапляє у бункер 7 для накопичення, що встановлений під осушувачем 2, та над вивантажувальним пристроєм 8. При цьому насос 1 містить дві ступені, першу у вигляді ряду сопел 9, для направленого нагнітання стисненого повітря у ємність та відсікання прошарку концентрованої суспензії золи виносу, та др угу, що являє собою інжекторний насос 10, за допомогою якої транспортують суспензію до осушувача 2. Заглиблення насосу 1 регулюється за допомогою гвинтів 11. Спосіб одержання мікросфери здійснювали наступним чином. 6 Встановлювали насос 1 під кутом (визначається експериментально для кожного золовідвалу) у ємності з водною суспензією, що містить частки мікросфери, зокрема у каналі, що веде з ТЕС до золовідвалища. В даному випадку встановлювали його на плоті, що дозволяє легко контролювати занурення насосу 1. Насос 1 був підключений до мережі стисненого повітря. Стиснене повітря піддавали попередньому очищенню у вологомасловідокремлюючі 6. Гідросепарація водної суспензії золи виносу проходила відомим чином, за допомогою флотації та по-новому, за допомогою насосу 1. Першою ступеню насоса 1, соплами 9 направлено нагнітали стиснене повітря у ємність та відсікали прошарок концентрованої суспензії золи виносу, др угою, що являє собою інжекторний насос 10 подавали відібрану концентровану суспензію золи виносу до осушувача 2, в якому випаровували вологу на похилих лотках, які нагрівали гарячим стисненим повітрям, температури 300-500°С. Одержані мікросфери транспортували до бункера 7, потім вивантажували за допомогою вивантажувального пристрою 8. В результаті того, що до осушувача 2 подавалася тільки концентрована водна суспензія мікросфери було досягнуто значної економії енергоресурсів, зокремаелектроенергії, що живить компресор мережі стисненого повітря та калорифер 5. Одержали якісну, цілу мікросферу, що може бути використана виробництві легких герметиків, мастик, барвник, клеїв, композиційних деревних матеріалів, вибухови х речовин тощо. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 85600 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601