神華寧煤煤化工基地粉煤灰的資源化利用

第43卷第10期代化Wo1.43,No.102014年10月Contemporary Chemical IndustryOctober, 2014神華寧煤煤化工基地粉煤灰的資源化利用劉洪剛,劉春萌,楊帥,井云環(huán)(神華寧夏煤業(yè)集團煤炭化學(xué)工業(yè)分公司研發(fā)中心,寧夏銀川750411)要:簡(jiǎn)述了煤化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉煤灰來(lái)源,通過(guò)RD、SEM、FI-IR等手段對氣化爐粉煤灰和鍋爐粉煤灰的性質(zhì)進(jìn)行檢測,根據分析檢測結果,提岀了煤化工粉煤灰資源化綜合利用的建議。選用適宜的粉煤灰處理技術(shù),創(chuàng )建煤化工基地粉煤灰綜合處理示范項目,對基地粉煤灰利用乃至全國煤化工行業(yè)粉煤灰能源化利用都有重要的意義和積極的推動(dòng)作用關(guān)鍵詞:粉煤灰;利用;煤化工中圖分類(lèi)號:TQ530文獻標識碼:A文章編號:1671-0460(2014)10-1955-04Resource Utilization of Fly ash From Ningdong Coal-ChemicalIndustrial Base of SNCG Coal Chemical Industry CompanyLIU Hong-gang, LIU Chun-Imeng, YANG Shuai, JING Yun-huan(r&D Center of SNCG Coal Chemical Industry Company, Ningxia Yincuan 750411, China)Abstract: The source of fly ash from the process of coal chemical production was introduced, the characteristicsof gasification furnace ash and boiler fly ash were detected by XRD, SEM, FT-IR and other means. According tothe test results, some suggestions on comprehensive utilization fly ash in coal chemical industry were put forward.Selecting appropriate fly ash treatment technology to create a demonstration project of comprehensive fly ashKey words: Fly ash; Utilization; Coal chemical indust寧東是國家批準建設的13個(gè)億噸級大型媒炭基1實(shí)驗部分地之一,并列為國家規劃建設的6個(gè)大型煤電基地和7個(gè)煤化工基地。神華寧夏煤業(yè)集團結合企業(yè)自1.1實(shí)驗樣品及預處理身實(shí)際,在寧東能源化工基地(A區)規劃建設了分別取不同氣化爐及鍋爐產(chǎn)生的粉煤灰樣品。批煤化工項目。僅現已建成投產(chǎn)的85萬(wàn)ta甲醇將樣品編號后,在鼓風(fēng)干燥箱中110℃烘6h去掉50萬(wàn)a煤基烯烴項目和6萬(wàn)h聚甲醛項目每年共樣品的水分,最后粉磨至300目待測。樣品與其對產(chǎn)生粉煤灰約200萬(wàn)t;目前在建項目主要有50萬(wàn)應編號見(jiàn)表1ta甲醇制烯烴、400萬(wàn)ta煤炭間接液化項目,后期表1渣樣編號還將開(kāi)工建設40億m煤制天然氣項目,這些煤化Table 1 The sample number工項目陸續投產(chǎn)后還將產(chǎn)生更大量的粉煤灰。粉煤灰樣品灰水濾餅水煤漿氣化渣鍋爐渣干煤粉氣化渣我公司煤化工項目粉煤灰排放主要來(lái)源有」1.2表征個(gè):一部分為氣化爐粉煤灰;另一部分為動(dòng)力鍋爐21X射線(xiàn)粉末衍射分析(XRD)粉煤灰;再一部分為氣化灰水處理工段壓濾機濾餅用于鑒定樣品的物相組成。X射線(xiàn)粉末衍射儀由于煤在氣化爐和鍋爐中燃燒的氣氛不同,因此燃為日本理學(xué)Dmax-200型,銅靶(CuKa),掃描燒后的灰渣性質(zhì)差異較大。范圍2.5°~45°(2θ),掃描速率:2/min,步寬0.02°,通過(guò)XRD、SEM、FT-R等分析手段對氣化爐管電壓40kv,管電流34mA,石墨單色器,連續掃粉煤灰和鍋爐粉煤灰的特性進(jìn)行比較分析,并且根描。據檢測分析結果,提出了粉煤灰資源化綜合利用的1.2.2掃描電建議。用于觀(guān)察中國煤化工Hitachi s-CNMHG收稿日期:2014-03-31作者簡(jiǎn)介:劉洪剛(1982-),男,遼寧朝陽(yáng)人,工程師,碩士,2009年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)工藝專(zhuān)業(yè),研究方向:從事煤質(zhì)與氣化技術(shù)研究工作。E-mail:liuhonggang0l@nxmy.com。19562014年10月4800型場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡,工作距離8.8~8.9mm,分含量最高的均為SO2,除1樣品外其他樣品均超電壓5kV過(guò)了40%;AlO3含量在13.24%~1918%之間;Fe2O312.3傅立葉轉變紅外光譜(FT-IR)含量除1樣品外,其他樣品均在12.5%以上;CaO采用KBr壓片法。 Nicolet nexus-6700型傅立含量在6.44%~12.39%之間;SO3除了4"樣品含量偏葉轉變紅外光譜儀表征其紅外吸收特征,掃描范圍高以外,其它含量較低。400~4000cm22物相分析124X射線(xiàn)熒光光譜分析(XRF)經(jīng)X射線(xiàn)粉末衍射分析得到各樣品的物相組用于鑒定樣品化學(xué)成分含量。樣品經(jīng)850℃煅成,各樣品的XRD圖譜如圖1-圖4所示燒3h除掉燒失量后進(jìn)行測試。由圖1-圖4分析可知:1樣品的XRD譜圖中主要2結果與討論為“饅頭狀”衍射峰,說(shuō)明玻璃相含量較高;此外,還含有極小的石英衍射峰,說(shuō)明其中還含有極少量2.1化學(xué)組成石英。2、4樣品主要為“饅頭狀”衍射峰,說(shuō)明不同礦煤燃燒后產(chǎn)生的粉煤灰中礦物組成含其玻璃相含量較高,出現的石英衍射峰比1高而且量會(huì )有一定的差異,經(jīng)X射線(xiàn)熒光分析得到各樣品尖銳,說(shuō)明其石英晶相較1樣品多。3樣品的Ⅹ射的主要化學(xué)成分含量,具體數據見(jiàn)表2。線(xiàn)衍射峰高而且尖銳,主晶相為石英、石膏和赤鐵由表2數據分析可知:1樣品的燒失量高達礦,此外,還含有極少部分玻璃相物質(zhì)。27%,說(shuō)明其中含有大量的余炭;各樣品中化學(xué)成表2各樣品主要化學(xué)成分含量Table 2 The main chemical components of the samples檢測項目號Mno37315.2542.5912.391536.441.660.332.343.0414.243.845.1510002-Theta(')圖11樣品XRD分析譜圖圖33樣品XRD分析譜圖Fig. I The XRD spectrum diagram of 1 samplFig3 The XRD spectrum diagram of 3"sample中國煤化工圖22樣品XRD分析譜圖CNMHGFig. 2 The XRD spectrum diagram of 2"sampleFig 4 The XRD spectrum diagram of 4 sample第43卷第10期劉洪剛,等:神華寧煤煤化工基地粉煤灰的資源化利用2.3顆粒形貌余炭、球形微珠和不規則的玻璃體,渣樣中余炭的經(jīng)掃描電鏡分析得到各樣品的顆粒形貌狀態(tài),表面疏松有很多孔隙,周?chē)街?zhù)許多細小球微珠和各樣品的SEM圖譜如圖5-圖8所示絮狀物;2渣樣中也含有疏松多孔的余炭、球形微珠和不規則的塊狀,但球狀顆粒較大,球狀顆粒表面附著(zhù)許多疏松多孔的絮狀玻璃體;3渣樣中含有許多不規則的塊狀顆粒和少量疏松多孔的余炭,許多細小的不規則塊狀顆粒粘結在一起,形成疏松的大顆粒;4渣樣中含有許多粒徑大小不一的球形微珠和硫松多孔的余炭和不規則塊狀的玻璃體,球狀顆粒表面疏松多孔,附著(zhù)疏松多孔的絮狀玻璃體。24FT-|R分析圖51渣樣放大3000倍SEM圖經(jīng)傅立葉轉變紅外光譜分析得到各樣品的ig.5 The seM diagram of 1" slag sample 3 000 timesFT-IR譜圖,如圖9-圖12所示。magnification505950.800.700.60100035003000250020015001000500圖62渣樣放大5000倍SEM圖Wavenumbers(cm)Fig. 6 The seM diagram of 2" slag sample 5 000 times圖91樣品FTR譜圖Fig9 The FT-IR spectrum diagram of 1"sample0.950.800.354000350030002500200015001000500圖73渣樣放大1500倍SEM圖Fig. 7 The sem diagram of 3 " slag sample 1 500 timesmagnification圖102樣品FT-R譜圖Fig10 The FT-IR spectrum diagram of 2*sample0.950.650.554000350030002500200015001000500圖84渣樣放大1500倍SEM圖ig. 8 The SeM diagram of 4 slag sample 1500 times中國煤化工magnificationFig ll The從圖5-圖8中可以看出:1渣樣中含有大量的CNMHG sample19當代化2014年10月后將磁選鐵后剩余的粉煤灰通過(guò)磨制分選成不同級別的成品灰,分別用于筑路、建材原料、制磚制陶粒、改良土壤等。處理流程如圖13所示1008鐵礦粉收0.80H,一“[0.70空心4000350030002500200015001000500Wavenumbers(cn圖13粉煤灰處理流程示意圖圖124樣品FT-R譜圖Fig 13 The flow chart of fly ash treatmentFig 12 The FT-IR spectrum diagram of 4" sample4結束語(yǔ)由圖9-圖12分析可知:4個(gè)樣品在3445cm1選用適宜的粉煤灰處理技術(shù),將煤化工生產(chǎn)過(guò)附近有很強的吸收峰,屬于水分子的伸縮振動(dòng)帶;程中產(chǎn)生的粉煤灰進(jìn)行有效處理,變廢為寶,創(chuàng )建1630cm處的吸收峰存在有水分子的彎曲振動(dòng)帶煤化工基地粉煤灰綜合處理示范項目,對基地粉煤在1030.740,470cm附近的吸收峰分別代表反對灰利用乃至全國煤化工行業(yè)粉煤灰能源化利用都有稱(chēng)伸縮振動(dòng)、對稱(chēng)伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)吸收峰。另重要的意義和積極的推動(dòng)作用。外,圖11和圖12中的1420cm附近的吸收峰為參考文獻硬石膏中的SO42非對稱(chēng)伸縮振動(dòng)。1]李少輝,趙瀾,包先成粉煤灰的特性及其資源化綜合利用卩混凝土,20104:76-783粉煤灰處理建議2]李順凱,屠柳青,張國志.粉煤灰混凝土在橋梁工程中的應用卩粉煤灰綜合利用,20065):44-45結合上述分析結論,建議采取如下綜合處理方3王宏偉用恩德?tīng)t和循環(huán)流化鍋爐粉煤灰制燒結磚試驗中氮法:首先對殘炭較高的氣化爐粉煤灰采用選碳工藝[41范錦忠、利用粉煤灰生產(chǎn)超輕陶粒的可行性分析U粉煤灰,20103技術(shù),分選出中熱值的碳粉,作為鍋爐燃料摻用;36-40接著(zhù)將分選碳粉后剩余的粉煤灰與鍋爐粉煤灰5]許玉國,劉玉言.深度開(kāi)發(fā)粉煤灰綜合利用淺探門(mén)煤炭科技,2010(2):21-22.起,采用磁選法,從粉煤灰中獲得鐵精礦粉";最(上接第1954頁(yè))(2)給定試驗條件下,油酸甲酯一定程度上performance[C]. 17th International Colloquium Tribology 20改善基礎油的抗磨減摩性能。油酸甲酯與ZDP交10-Solving Friction and Wear Problems, 1: 492-504[8] Bhale P V, Deshpande N V, Deshpande P N. Experimental Invest互作用導致柴油機油的抗磨性能下降。tions on the Effect of Long Term Biodiesel Usage on Thermal參考文獻:Decomposition of CI Engine Crankcase Oil[S). ASME, 2009.[9]Tharby, R. FAME biodiesel can adversely affect engine oil performaI] Ahmad Abhaszaadeh, Barat Ghobadian, et al. Current biodieselnee[]. Fuels and Labes International, 2008, 14(4 :37.production technologies: A comparative review [J]. Energy Conversionand Manament 2012. 6.3: 138-148[10 Wu Jiang, Chen Boshui, Fang Jianhua. Effect of Biodiesel on Oxidation.Detergency and lubricity of Diesel oil[J, China Petroleum Processingof biodiesel protand Petrochemical Technology, 2011, 13(4): 58-63oil [J]. Applied Energy, 2013, 104: 683-710[11]吳江陳波水方建華等.生物柴油發(fā)動(dòng)機潤滑油氧化衰變特性模擬研究[J車(chē)用發(fā)動(dòng)機20086:85-88Atabani. A E, Silitong. A.S. Irfan Anjum Badruddina, et al. A12]吳江陳波水方建華,等生物柴油對柴油機油氧化、清凈和抗磨biodiesel as an alternativensRrc能的影響石油學(xué)報(石油加工),2009,2562-66and its characteristics[J]. 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