[發(fā)明專利]循環(huán)流化床粉煤灰及底灰合成沸石的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310130688.0
• 申請日: 2013-04-16
• 公開（公告）號: CN103204518A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊魁;黃之柯;羅淳
• 申請（專利權(quán)）人: 四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: C01B39/14
• 分類號: C01B39/14;C01B39/22;C01B39/00;B09B3/00;C09K17/08;C05G3/00
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 熊曉果;林輝輪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床粉煤灰合成的沸石的方法，特別涉及一種循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰及底灰合成的A型、X型、P型沸石及其制備方法。

背景技術(shù)

沸石是沸石族礦物的總稱，是一種含水的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸礦物。有天然和人工合成之分，傳統(tǒng)生產(chǎn)沸石的方法是用純化學(xué)原料或天然礦物經(jīng)復(fù)雜工藝合成，需要耗費(fèi)大量資源和能源。

粉煤灰是煤粉燃燒后的細(xì)粒分散狀殘余物，我國的粉煤灰主要被用于水泥生產(chǎn)、填方、墻體材料等建材、建筑行業(yè)。已有許多關(guān)于粉煤灰合成分子篩的報(bào)道。如CN02138756.7號專利，粉煤灰合成沸石的方法。其提供一種利用粉煤灰合成沸石的方法，采用水熱合成法，選取NaOH濃度1.0～2.0mol/L、水溶液與粉煤灰比1.25～2.5L/S，合成溫度90～190℃、合成壓力0～1.0MPa、合成時間22～72h，首先，分別將稱好的NaOH與粉煤灰，加入水中混合攪拌制成基樣，進(jìn)行水熱處理，然后采用高壓釜對基樣加熱，并持續(xù)攪拌，使其晶化，達(dá)到一定時間后，停止加熱并將合成樣品過濾、干燥即得到合成沸石產(chǎn)品。直接利用粉煤灰合成沸石，粉煤灰轉(zhuǎn)化為沸石率60%～80%。該專利方法制備沸石過程中需要額外的加壓處理，且反應(yīng)時間較長。

現(xiàn)有技術(shù)關(guān)于對使用煤粉爐粉煤灰作為原料進(jìn)行合成沸石的報(bào)道較多，但對循環(huán)流化床（CFBC）粉煤灰合成沸石的研究報(bào)道較少，尤其未見摻用底灰制備的報(bào)道。煤粉爐粉煤灰，一般將熱值大于18837KJ的煤，粉磨至粒徑≤0.08mm后送入煤粉爐內(nèi)燃燒，燃燒溫度達(dá)1350℃，從煤粉燃燒后的煙氣中收捕下來的細(xì)灰稱為粉煤灰，其結(jié)晶相比例高、活性差。煤粉爐粉煤灰合成沸石的時候需要預(yù)先焙燒活化處理，且制備沸石的反應(yīng)較難控制。同時煤粉爐的高溫燃燒環(huán)境同時也產(chǎn)生大量氮氧化物，一種溫室氣體，嚴(yán)重影響環(huán)保。近年來，由于潔凈煤技術(shù)的推廣，循環(huán)流化床粉煤灰在粉煤灰總量中已占有一定比例。所以流化床粉煤灰處理利用應(yīng)受到了更多的重視。

循環(huán)流化床粉煤灰，是循環(huán)流化床燃燒低熱值煤（主要是煤矸石）形成的粉煤灰。煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅(jiān)硬的黑灰色巖石，其燃燒熱值在13395KJ左右，較煤粉爐所用的燃煤熱值低。煤矸石以粒徑3～5mm在循環(huán)流化床中燃燒，爐膛內(nèi)溫度范圍在950-1100℃（通常在1000℃以下），由于溫度較低，所得到的飛灰含有的結(jié)晶相較少，具有較強(qiáng)的活性，其粒徑通常在45微米左右，但其中通常含有較多的炭粒（15-20w%），因而容易吸水，并且會嚴(yán)重影響水泥的性能，難以被應(yīng)用于建筑行業(yè)。又因?yàn)槊喉肥锈}、硅含量較高，與煤粉爐產(chǎn)生的粉煤灰不同，在制備的沸石的應(yīng)用中也受到了極大阻礙。循環(huán)流化床鍋爐底灰是結(jié)焦?fàn)畹幕钚蕴炕煞郑请y以加以利用,現(xiàn)有技術(shù)中尚無關(guān)于使用循環(huán)流化床底灰制備沸石的報(bào)道，僅極少數(shù)的關(guān)于循環(huán)流化床粉煤灰制備沸石的報(bào)道。

石澤華等，利用流化床粉煤灰合成分子篩的研究，《山西煤炭》第27卷第2期2007年6月14～16。文中石澤華等人研究了利用循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰，不經(jīng)過高溫焙燒活化預(yù)處理，直接合成沸石的可行性及先進(jìn)性。得到的產(chǎn)物的活性與煤粉爐粉煤灰作為原料合成沸石得到的產(chǎn)物性能相當(dāng)，且需要在封閉的反應(yīng)釜中進(jìn)行制備，經(jīng)表征試驗(yàn)，測得合成沸石轉(zhuǎn)化結(jié)晶度為55～75%（較優(yōu)試驗(yàn)例），結(jié)晶度較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中利用循環(huán)流化床粉煤灰合成的沸石條件較為復(fù)雜，轉(zhuǎn)化率較低，比表面積較小，離子交換性能較差,無法使用循環(huán)流化床底灰制備沸石等不足，提供一種循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰及底灰合成沸石的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰及底灰合成沸石的方法，包括以下步驟：

（1）將粉煤灰用篩分機(jī)脫炭處理后和經(jīng)球磨機(jī)磨細(xì)的底灰混合，底灰加入量占總量的20w%～30w%。

（2）向步驟（1）得到的混合粉末中，按液體比固體粉末5：1～9：1的重量比加入堿液，得到混合液。

（3）將步驟（2）得到的混合液，以50～70轉(zhuǎn)/分的速度攪拌反應(yīng)1～2小時，溫度95～100℃。

（4）繼續(xù)以20～40轉(zhuǎn)/分的速度，攪拌4～6小時晶化，溫度95～100℃。

（5）脫水過濾，洗滌結(jié)晶物至pH=9～10，再脫水過濾，棄去洗滌液，收集結(jié)晶，在85～100℃條件下烘干3～5小時即得干燥沸石產(chǎn)物。

所述粉煤灰是循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰，底灰是循環(huán)流化床鍋爐底灰。