无烟粉煤催化气化含碱灰渣的煅烧无害化

报道了福建劣质无烟粉煤催化气化含碱灰渣在一内径 ф3 2mm的实验室固定床模试装置中的煅烧研究。对水蒸汽催化气化和混合气 (空气 水蒸汽 )催化气化的两种含碱灰渣进行煅烧处理 ,生成了难溶性的硅酸复盐。当煅烧温度870℃～ 90 0℃、煅烧时间 2 5min～ 3 0min ,可以达到 85W %以上的脱碱率 ;而 3W %脱碱助剂的加入 ,可使脱碱率提高到95W %以上 ,实现了含碱灰渣的煅烧无害化。粉煤催化气化制度与含碱灰渣煅烧制度的一致性提供了科学地实现“催化气化 -灰渣煅烧”集成式流化床新工艺的理论依据 ,加速了催化气化的工业化进程。

无烟粉煤催化气化含碱灰渣的煅烧脱碱

在具有温控的小型高温加热炉中,通过静态煅烧研究了温度、时间及助剂对高变质程度无烟粉煤催化气化后的含碱灰渣中碱含量的影响,结果表明:最佳的脱碱煅烧温度及时间分别为870℃和30min;最佳的脱碱助剂高岭土在其添加浓度为5%时,灰渣脱碱率可达100%.采用X射线粉晶衍射及扫描电镜对煅烧后的灰渣进行表征,揭示了含碱灰渣煅烧脱碱过程的实质,即在适宜煅烧温度下,含碱灰渣中被活化的主要矿物质SiO2(形成玻璃网络氧化物)、Al2O3(修饰中间氧化物)和熔融并分解的Na2CO3(分解为修饰网络氧化物Na2O)等发生化学反应转变为中性物质霞石(NaAlSiO4)及其他无定形复合硅酸盐,从而降低了灰渣中的碱含量.

煤催化气化工艺中含碱灰渣对不同耐火材料的腐蚀性研究

采用催化气化中试装置得到的含碱气化灰渣为实验原料,在催化气化工况气氛下考察其对不同耐火材料的腐蚀情况,为催化气化工业化气化炉内衬材质的选择及优化提供数据指导。本研究选取了六种耐火材料,模拟催化气化工况气氛进行侵蚀性考察,结合SEM及XRD分析等表征手段,观察反应前后成分、物相及耐火材料结构等的变化,考察是否有腐蚀发生。结果表明,刚玉质耐材能较好地抵抗碱腐蚀,高纯刚玉在催化气化工况气氛下耐碱腐蚀性能相比镁铝尖晶石及黑铝钙石较弱;铬刚玉耐材用于催化气化工艺存在较大的安全风险,三价铬在有氧气氛下同碱金属反应转化为有毒易流失的铬酸钾;SiC系耐材用于催化气化工艺在含氧气氛时存在较大的风险,不建议在气化炉含氧区域使用;碱系耐材-高纯氧化镁具有较好的耐碱腐蚀性能,在催化气化工况气氛下,与含碱灰渣接触未发生明显的化学反应。

粉煤催化气化含碱灰渣与助剂煅烧脱碱

采取静态煅烧研究了助剂对8种无烟粉煤催化气化后的含碱灰渣中碱含量的影响,并在小型流化床中进行工业化过程模拟.结果表明:含碱灰渣脱碱率随助剂浓度的增大、煅烧温度的升高及时间的延长而提高;最佳的脱碱助剂均为高岭土,当其添加浓度为5%时,在870℃煅烧30-40 min,灰渣脱碱率即可接近100%,流化床煅烧与静态煅烧相近的实验结果为工程应用提供了理论依据;采用XRD及SEM对煅烧后的灰渣进行表征,揭示了助剂煅烧脱碱过程的实质,即在适宜煅烧温度下,助剂中被活化的主要物质SiO2、Al2O3和灰渣中熔融并分解的Na2CO3等发生化学反应转变为难溶于水的钠铝复合硅酸盐.

无烟粉煤催化气化碱渣煅烧脱碱制取硅肥

静态条件下研究了福建8种无烟粉煤催化气化后的含碱灰渣添加助剂煅烧脱碱后制取硅肥的可行性.结果表明:添加5%高岭土在870℃煅烧30~40 min,各煤种灰渣脱碱率接近100%,脱碱后的灰渣有效溶出量均超过20%;采用XRD及SEM对煅烧后的灰渣进行表征,揭示了助剂煅烧脱碱生成硅肥过程的实质,即在适宜煅烧温度下,助剂中被活化的主要物质SiO2(形成玻璃网络氧化物)、Al2O3(修饰中间氧化物)和灰渣中熔融并分解的Na2CO3(分解为修饰网络氧化物Na2O)等发生化学反应生成难溶于水而易溶于植物根系分泌有机酸的枸溶性硅酸盐,在煅烧脱碱的同时得到硅肥,实现了含碱灰渣煅烧脱碱无害化与资源化.

高变质粉煤催化气化碱渣的煅烧脱碱

对福建五种高变质煤(永安、加福、尤溪、大田及永春煤)催化气化后的含碱灰渣进行煅烧脱碱研究。灰渣中碱含量随煅烧温度的升高及煅烧时间的延长而降低,870℃煅烧30 m in^40 m in灰渣中碱含量趋于定值,脱碱率均达90%以上;X射线粉晶衍射及能谱分析表明,脱碱过程的实质是含碱灰渣中被活化的主要物质S iO2、A l2O3与灰渣中的碱性物质Na2O发生化学反应,生成难溶于水的钠铝复合硅酸盐的固相反应过程;表观动力学研究结果表明,该脱碱反应属一级反应,反应速率常数随煤渣中硅铝比的增加而增大,给出的反应速率常数随煤渣中硅铝比变化的关系方程,相关系数为0.99175,可用以预测任一已知含碱煤渣或不同S i/A l比的煤渣在不同煅烧温度下的脱碱反应速率常数,得出最佳的煅烧脱碱时间,为"煤催化气化-煅烧脱碱"集成式工艺工业应用提供基础数据。