干熄焦一次除尘器焦粉余热利用的研究

文章针对现有干熄焦系统进行改进,提出一种回收干熄焦一次除尘器焦粉余热的方法,即通过焦粉余热加热副省煤器前的除盐水,将焦粉余热引入除氧给水系统中,既改善了焦粉冷却套管冷却水质,又节约了除氧用蒸汽消耗量,创造了经济价值。同时,详细介绍了焦粉回收的工艺改进方法与回收余热的计算方法,为干熄焦一次除尘器焦粉余热利用的理论研究与工程应用提供参考。

焦化除尘焦粉替代增碳剂在炼钢生产中的实践应用

炼钢所需的增碳剂要求其固定碳含量高、灰分和挥发分含量低、硫含量较低。通过对焦化系统产生的除尘焦粉进行理化分析检测,选择最接近增碳剂理化性能要求且价格低廉的干熄除尘焦粉,采用分袋包装直接入钢包的方法代替出钢前期的增碳剂,100 kg干熄焦除尘焦粉平均可使钢液增碳0.048%。通过生产实践,使用干熄焦除尘焦粉替代增碳剂,对钢材质量无影响,吨钢成本降低1.25元/t。

焦粉基Fe_(3)O_(4)/C诱导铜盐还原耦合化学沉淀法脱除废水硫氰酸盐

煤焦化过程中产生大量酚-氰-硫氰酸盐等组分复杂的工业废水,对水体生态环境具有潜在危害,研究高效的含硫氰酸盐废水处理技术具有积极的经济、环保意义。以焦粉固废为碳源,采用等体积浸渍,结合限热碳还原法制备磁性Fe_(3)O_(4)/C材料,采用XRD和N 2吸附-脱附技术进行物质结构表征,并应用于诱导铜盐化学沉淀法脱除模拟焦化废水中硫氰酸盐。XRD结果表明,负载的Fe_(3)O_(4)平均晶粒尺寸为10.8 nm,Fe_(3)O_(4)/C材料比表面积6.8 m^(2)·g^(-1)。模拟焦化硫氰酸盐废水(浓度为2.5 g·L^(-1))处理实验结果显示,在铜盐浓度为0.03 mol·L^(-1)时,采用铁质量分数20%Fe_(3)O_(4)/C催化剂(投加量1.25 g),废水初始pH=5.6,45℃下反应2 h,硫氰酸盐脱除率可达99.84%,催化剂稳定性良好;动力学模拟显示反应遵循准二级动力学模型,主要吸附过程受化学作用控制。该研究以焦粉固废为载体,制备了Fe_(3)O_(4)/C材料,通过铁铜物种协同作用,利用化学沉淀法实现了模拟废水硫氰酸盐的高效脱除,为工业化焦化废水处理提供理论支持。

气动除焦粉技术在延迟焦化装置的应用

某公司采用气动除尘技术,通过流场模拟、优化设计、实验验证,开发出一种延迟焦化分馏塔气动除焦粉装备,可有效降低焦化分馏塔产物中的焦粉含量。该技术应用后,分馏塔蜡油升气孔到塔顶的压力降由176 kpa降至144 kpa,对分馏塔的操作状况基本无影响。加氢精制装置原料过滤器平均反冲洗时间间隔由16.4分钟延长到48分钟,反冲洗周期明显延长。焦化柴油中焦粉含量平均值由43.57 mg/l降到7.02 mg/l,焦粉脱除率达到80%以上,效果符合预期。同时,该技术具有运行成本低、占地面积小、焦粉脱除效率高、不易堵塞等优点。

焦粉与秸秆混合成型燃料等温燃烧特性研究

利用自制的恒温热重实验装置对焦粉与秸秆混合成型燃料进行等温燃烧试验,分别研究了焦粉与秸秆掺混比为90∶10、85∶15、80∶20、75∶25、70∶30时,在800℃、900℃、1000℃下的燃烧特性,并根据等温燃烧法得到成型燃料的反应动力学参数。结果表明:温度上升和秸秆比例增加都会使燃料的燃烧速度加快,燃尽时间显著减少;5种混合成型燃料等温燃烧的反应级数在0.9~2.0;反应活化能和指前因子都随着秸秆掺混比例的增加而降低,从25%增加到30%时两者会有一个大幅度降低的突变。

垃圾焚烧飞灰复配焦粉熔融过程特性及节能优化

近年来,我国生活垃圾无害化处理能力逐年提升,生活垃圾焚烧处理量逐步加大,垃圾飞灰量也显著增加。将工业副产焦粉与垃圾焚烧飞灰复配熔融处理,利用焦粉燃烧为熔融过程提供部分热量,降低垃圾飞灰熔融处置过程能耗。通过分析熔渣物相组成、微观形貌及重金属浸出特性,探究不同复配比例及冷却条件下,熔融过程特性及熔渣中重金属固化效果。根据实验室复配熔融优化条件,通过Aspen Plus搭建熔融过程模型,模拟飞灰、焦粉不同配比下的熔融过程,计算全过程能耗,得出复配熔融处理工艺优化条件。为有效降低垃圾焚烧飞灰熔融处理能耗、实现大范围工业化应用提供技术支撑。

利用湿法酸碱调控沉降半焦粉煤渣制备高纯度氧化铁红工艺研究

针对煤化工生产过程中半焦粉煤渣存在多种杂质、阻碍其综合回收和高值化资源利用等问题,利用湿法酸碱调控沉降法工艺制备高纯度氧化铁红,研究了不同固液比、酸浸温度和时间、酸碱度以及煅烧温度和时间对回收率和纯度的影响。结果表明,酸浸过程的最佳制备条件:固液比为1∶6、硫酸浓度为3.68 mol/L、酸浸温度为160℃、酸浸保温时间为4 h;在碱式pH调控沉降体系条件下的最佳制备条件:碱源浓度为2 mol/L、pH为6.8;在煅烧过程中的最佳制备条件:煅烧温度为600℃、煅烧保温时间为2 h。在超声时间为10 min、离心转速为4000 r/min条件下,半焦粉煤渣铁类化合物含铁质量占总质量由24.26%上升为98.12%,氧化铁红产品纯度达98.12%,回收率约为98.69%。

Ni-B催化剂下兰炭焦粉石墨化

兰炭(半焦)是神府地区低磷、低硫、低挥发分煤经低温干馏得到的一种煤化工产品,以兰炭焦粉为原料,研究其催化石墨化过程。采用化学还原法制备的非晶态Ni-B催化剂对脱灰半焦进行石墨化。通过对催化剂的表征得出,制备催化剂时使用溶液浓度不同,所得催化剂形貌不同;w(Ni-B催化剂)=2%,1000℃产生了部分的石墨化转化,未添加催化剂的样本则无石墨化转化,表明Ni-B是一种有效的兰炭石墨化催化剂;通过对各组石墨化产物的表征分析得出,不同形貌的催化剂催化活性不同;用石墨产物制备泡沫镍压片电极,经测试有较好的电容性能,具有潜在应用价值,为兰炭焦粉的高附加值利用提供了新思路。

焦化分馏塔多喷头喷淋脱除焦粉模拟研究

针对延迟焦化装置分馏塔中脱过热段人字形挡板脱除焦粉效果差,导致大量焦粉进入焦化蜡油和焦化柴油,造成产品不合格的问题,分别以水-空气-焦粉和焦化蜡油-油气-焦粉体系为对象,模拟3个喷头喷淋水滴和油滴脱除油气焦粉效果。结果表明:3个喷头布置方式以喷头与塔中心距离r和塔半径R之比为0.56的正三角形布置最佳;液相喷淋密度为2 m^(3)(m^(2)·h)、高气相负荷工况下,单层多喷头单向(S-T-S)喷淋水滴比单层单个喷头单向(S-S-S)喷淋水滴焦粉脱除率高约3%;S-T-S和S-S-S喷淋油滴焦粉平均脱除率均大于98.4%,二者相当;而S-T-S喷淋油滴和S-S-S喷淋油滴的焦粉最低脱除率分别比相应喷淋水滴时的焦粉最低脱除率高10.57%和11.43%,说明喷淋油滴洗涤脱除焦粉效果明显优于喷淋水滴;工业应用结果表明,采用喷淋技术可明显改善焦化分馏塔侧线产品质量。

利用除尘焦粉替代增碳剂的生产试验

莱钢炼钢厂为降低生产成本,从焦化厂调拨除尘焦粉,进行了除尘焦粉替代增碳剂的生产试验。用除尘焦粉增碳替代增碳剂生产试验7 d,试验过程生产管控平稳,除尘焦粉碳元素的平均回收率87.3%,对螺纹钢筋产品质量影响不显著,产品性能合格,吨钢降低成本2元,实现了焦粉在炼钢工序的拓展增值利用。

干熄焦一、二次除尘器焦粉收集系统研究

从焦粉收集量与输灰设备能力匹配方面进行研究,并对刮板机方案和气力输送方案设备配置、一次投资、运行费用、工艺方案的优缺点等进行充分比较,可为今后干熄焦输灰系统的设置提供理论依据,并有利于改善环境。

工业废弃焦粉成型技术

通过不断探索和反复试验 ,研制开发出了适应工业废弃焦粉成型的多元复合添加剂 ,较好地解决了焦粉成型的关键技术问题 .该多元复合添加剂不仅适应焦粉成型 ,而且对其它粉体成型也有借鉴作用 .

焦粉活性炭／Al-Ni(OH)2复合电极材料的制备及其超级容器性能

以焦粉为原料,用HNO3预处理除灰,采用KOH浸渍-煅烧活化法制备焦粉活性炭(CPAC),通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射等表征其形貌,采用BET测试其比表面积、孔结构及孔径分布。初步考察了活化温度、活化时间等对焦粉活性炭电极材料电化学性能的影响。采用共沉淀法制备CPAC/Al-Ni(OH)2复合电极材料,通过恒电流充放电测试及循环伏安测试表征CPAC/Al-Ni(OH)2复合电极材料的电化学性能。结果表明,当活化温度为800℃、活化时间为3 h制得的焦粉活性炭电极材料的电化学性能最佳,比电容达到211 F/g。CPAC-800℃-3 h/Al-Ni(OH)2复合电极材料随Al掺杂量的增大呈现先增大后减小的趋势。在固定Al质量掺杂量为4%,炭镍质量比为1∶1时所得复合材料的比电容量最大:1173.6 F/g。恒电流充放电及循环伏安测试表明Al掺杂量为4%、炭镍比为1∶1的复合材料具有较好的电化学性能。

焦粉吸附深度处理焦化废水研究

为了解决焦化污水在经过传统的生物化学处理之后,其污染指数达不到排放要求的问题,我们利用焦化厂生产过程中产生的焦粉,将其应用到焦化厂污水处理工艺中的生化出水的深度处理环节中,对焦粉投加量、焦粉粒径、溶液pH值、吸附时间等因素对焦化污水COD和色度的脱除率的影响进行了研究,以期探讨焦粉吸附处理方法的改进策略。

KOH-K_2CO_3活化废弃焦粉制备活性炭的研究

采用KOH-K2CO3复合活化剂,对废弃焦粉在不同活化剂与焦粉比、活化温度、活化时间、粒径大小等工艺条件下进行正交实验,得出影响制备焦粉活性炭的主次因素为活化温度、活化剂与焦粉比、粒径大小、活化时间;制备焦粉活性炭的最优方案为活化剂与焦粉比6:1,活化温度850℃,活化时间100min,粒径大小<0.05mm。制备的焦粉活性炭其比表面积为303m2/g,总孔、中孔、微孔容积分别为0.392 4cm3/g、0.215 9cm3/g、0.143 1cm3/g。焦粉活性炭有利于吸附相对分子量较大的物质。

焦粉活性炭结构与性能表征

以焦粉为原料,KOH为活化剂,采用化学活化法制备焦粉活性炭。经三因素四水平正交试验获得最佳比表面积为1855m2/g的焦粉活性炭。三因素对焦粉活性炭吸附性能影响程度依次为:活化温度>碱炭比(KOH与焦粉质量比)>活化时间。分别用热重-差热分析、红外光谱、扫描电镜和X-射线衍射等对活化前后样品进行了对比测定、表征与分析。得出:经KOH高温活化后,焦粉活性炭较焦粉镜像表面呈蜂窝结构更为显著、结构疏松、含氧官能团相对减少、石墨化程度增加,并具有较大比表面积与良好的导电性能。多孔径与大比表面可赋予焦粉活性炭良好的吸附性能与负载功能,高石墨化程度与优良导电性能为其用作导电材料的利用开发提供了可能。

改性废弃焦粉对氟离子的吸附

以 NaClO 为改性剂，制备焦粉基碳吸附材料（C-焦粉）。考察了各种影响因素对含氟废水中氟的吸附量的影响：吸附 pH、吸附剂加入量、初始浓度和吸附时间。结果表明：时间为120 min，转速为150 r/min， pH=5.0-5.5时，C-焦粉的吸附性能最佳，且平衡液浓度达到国家饮用水标准。

焦粉基碳吸附材料对氟离子吸附性能研究

采用废弃焦粉为原料,以NaClO为改性剂制备焦粉基碳吸附材料,考察活化温度、时间、粒径、浸渍比等对焦粉基碳吸附材料吸附性能的影响,并通过脱附实验研究了吸附材料的回收吸附性能。结果表明焦粉基碳吸附材料对氟离子具有很好的吸附效果,且平衡液浓度达到国家饮用水标准。

焦粉分离器在延迟焦化装置冷焦除焦系统的应用

延迟焦化装置的运行过程中,焦粉和颗粒较小的焦炭被携带进入冷焦水和除焦水中,造成冷焦水罐和除焦水罐有效容积减少,且冷焦水和除焦水中焦粉含量太高会造成机泵和除焦设备故障率升高。在除焦水和冷焦水系统使用旋液式焦粉分离器,并在运行过程中将原来两台焦粉分离器并联使用改为仅使用单台,提高了分离器的进口流速,并将排污口直径由30 mm缩小为25 mm,改善了焦粉分离器的分离效果。通过优化,可除去冷焦水和除焦水中粒度在74~200μm的焦粉,改善了冷焦、除焦系统设备的运行条件,使除焦水提升泵的运行周期延长至6个月,除焦钻头换向阀检修周期延长至1 a,除焦水、冷焦水罐的运行周期延长至4 a。

焦粉活性炭的制备及其应用

用废弃焦粉制备焦粉活性炭，通过正交实验考察了各种因素对焦粉活性炭性能的影响。实验结果表明：在活化时间80min、活化温度900℃、碱炭比（氢氧化钾与废弃焦粉的质量比）4、废弃焦粉粒径小于0．05mm的最佳条件下，制备的焦粉活性炭的亚甲基蓝吸附值为304．8mg／g，产率为35．6％；废弃焦粉的活化是活化剂刻蚀其颗粒形成丰富孔结构的氧化还原反应过程；用最佳条件下制备的焦粉活性炭处理质量浓度为60mg／t．的模拟含Cr^6＋废水，在废水pH为3—4、焦粉活性炭加入量为4g/L、吸附时间为50min的条件下，Cr^6＋去除率达93．2％。