[發明專利]一種煤氣化細渣活化處理的方法

在審

• 申請號: 201810550139.1
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108817030A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 王暉;溫龍英;屈瑩瑩;白路遙;馮雪;李哲
• 申請（專利權）人: 內蒙古大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種煤氣化細渣活化處理的方法，屬于煤氣化細渣的綜合利用研究領域，該方法利用煤氣化細渣中所含的未燃燒物來降低固相反應所需的外界溫度以及縮短反應時間。其特點是將煤氣化細渣與堿性介質粉末研細混勻后，在較低的外界溫度（該溫度低于固相反應需要的溫度）下，通入適量含氧氣氛，促進煤氣化細渣中未燃燒物快速燃燒。而快速產生的熱量能使反應物的溫度迅速提升到適合固相反應發生的溫度，最終實現細渣中的硅鋁化合物快速轉化為活性相。而該活性相易于通過化學方法分離提取其中的Al，Si，Fe等化學成分。該發明的方法大大減少了外界環境提供的熱量，從而減少能耗，降低成本，有利于煤氣化細渣的綜合利用。

技術領域

本發明涉及煤氣化細渣的綜合利用研究領域，具體涉及一種煤氣化細渣活化處理的方法。

背景技術

煤氣化殘渣是煤氣化過程中產生的殘余物。隨著煤氣化工藝應用越來越廣泛，產生的氣化殘渣的量越來越大。煤氣化殘渣包括粗渣（氣化爐渣）和細渣（黑水濾餅）兩部分，殘渣成分與氣化原料煤灰分含量、組成及氣化工藝等相關，主要為SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃和殘余碳等。煤氣化細渣占據固體廢物的重要比例，對其進行綜合利用是整個煤化工項目實現循環經濟的重要因素。

細渣由于含碳量較高，燒失量往往超過20%，不能直接用于水泥和混凝土領域。一般會將細渣摻混到流化床鍋爐中進行燃燒。燃燒后的低碳灰可以用于水泥、混凝土等建材、建工原料。由于目前煤氣化爐渣的利用方式還比較單一，因此需要積極探討爐渣的多元化利用。

為了能夠通過化學方法，回收利用殘渣中所含的Al，Si，Ca，Fe，Ti，Ga等有效成分，就需要首先將殘渣活化為利于分離提取上述有效成分的物相。通常通過與堿性物質發生高溫固相反應生成這樣的活性相，因而成為殘渣的重要活化方法。一般而言，通過灰渣與堿性物質發生高溫固相反應生成活性相，需要較高的溫度。葛鵬鵬等人于2010年在《無機鹽工業》第42卷第7期中發表的“粉煤灰提取氧化鋁工藝研究進展”論文中已經介紹，如堿性物質為碳酸鈣時，固相反應溫度為1200～1400^oC，反應時間常經歷2-3小時，而堿性物質為碳酸鈉時，固相反應溫度也需要達到700～900^oC，反應時間也需要經歷2-3小時。這就使得傳統的固相反應工藝成為了高能耗、低效率的工藝，而且對設備要求更加嚴格，極大地限制了煤氣化細渣的綜合利用。

另一方面,在過去的幾十年中，煤燃燒和氣化后的殘渣中含碳量高的問題越來越受到人們的關注，張繼臻等人于2007年發表在《煤化工》（總第132期）的“Texaco煤氣化渣中可燃物高的原因分析及應對措施”論文中已經對殘碳含量做了介紹，尤其是煤氣化后的細渣中殘留碳的含量有的高達50%。渣中的高殘碳含量代表熱值的損失。我們實驗室測定了內蒙古某能源有限公司2014年產生的煤氣化細渣樣的低位發熱量，其范圍在7MJ/Kg～22MJ/Kg。

綜上所述，若能利用細渣中高殘碳含量所具有的高熱值來減少固相反應活化工藝所需要的熱量，就能降低能耗，提高反應效率，對煤氣化細渣活化具有重大意義。

本發明就是通過一種改進的工藝，合理有效地充分利用細渣中未燃燒物自身的燃燒熱量,為固相反應提供所需的熱量，從而有效地降低了外界提供的環境溫度，而且反應效率增加，縮短了反應的時間，極大地降低了反應的綜合能耗，將有效地促進煤氣化細渣的綜合利用。

發明內容

鑒于上述情況，本發明提供了一種煤氣化細渣活化處理的方法，解決了當前固相反應所需能耗高的問題，本發明利用細渣中未燃燒物自身的燃燒熱量為固相反應提供所需的熱量，降低外界提供的環境溫度，增加反應效率，縮短反應時間。

本發明的具體技術方案如下：

一種煤氣化細渣活化處理的方法，其特征在于，包括如下步驟：