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目前我国煤气化渣的综合利用途径有哪些?

气化渣烘干 环保检测小马 2022-10-01 16:34:28 7669

随着工业的发展,煤气化技术的大规模推广,煤气化渣的堆存量及产生量越来越大,造成了严重的环境污染和土地资源浪费,对煤化工企业的可持续发展造成不利影响, 煤气化渣处理迫在眉睫。气化渣如何变废为宝呢?中科领向小马今天为大家介绍一下煤气化渣的综合利用。市政污泥干化污泥处置、铝型材污泥减量及资源化、煤泥资源化、钢渣综合处理及利用等,中科领向在相关领域已取得核心创新技术8项,获得专利18项。欢迎广大企业、政府咨询13323933290马经理。

煤气化渣是煤与氧气或富氧空气发生不完全燃烧生成CO与H2,的过程中,煤中无机矿物质经过不同的物理化学转变伴随着煤中残留的碳颗粒形成的固态残渣,可分为粗渣和细渣两类。粗渣产生于气化炉的排渣口,占60%~ 80% ;细渣主要产生于合成气的除尘装置,占20%~40%。煤气化渣主要由二氧化硅 、氧化铝、氧化钙、氧化铁、碳组成,细渣残碳含量较粗渣高,煤气化渣主要矿相为非晶态铝硅酸盐,夹杂着石英、方解石等晶相,富含硅、铝、碳资源的化学组成特点和特殊的矿相构成是煤气化渣回收利用的基础。

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目前,国内外针对气化渣应用的研究主要集中于以下几个方面:①建工建材制备:骨料、胶凝材料、墙体材料、免烧砖等;②土壤、水体修复:土壤改良、水体修复等;③残碳利用:残碳性质、残碳提质、循环掺烧等;④高附加值材料制备:催化剂载体、橡塑填料、陶瓷材料、硅基材料等。那么煤气化渣如何变废为宝呢?如何实现气化渣的综合利用呢?

一、煤气化渣用于建工建材:煤气化渣在建工建材方面的应用主要包括制备陶粒、水泥、混凝土墙体材料以及砖材等,是煤气化渣规模化消纳的重要途径。煤气化渣中含有大量硅铝氧化物,具有一定的火山灰活性,可用作水泥原料;由于煤气化渣颗粒具有一定的级配,可作为混凝土生产过程中的骨料和掺合料。刘开平等发现在混凝土中掺入研磨后的气化粗渣,其抗压强度远高于基准混凝土,且随着龄期延长后期强度持续上升,提出可以在混凝土中使用研磨后的气化粗渣部分替代天然砂作为细集料;利用气化渣中的残碳作为造孔剂和内部燃料,可降低烧结制品的密度和导热率,从而制备保温隔热、低密度的墙体材料;将煤矸石、钢渣、煤气化渣和锅炉渣按-一定质量比加入水、氧化钙和硫酸钠,可制得强度为普通砖强度3倍的免烧砖。

二、煤气化渣用于土壤水体修复:将煤气化渣应用于土壤水体修复是气化渣资源化利用的重要途径之一,符合以废治废的环保理念,目前许多学者尝试将气化渣用作土壤改良剂、污泥调理剂、水处理吸附剂等。煤气化渣富含铝、硅、碳资源,是制备硅吸附材料、碳吸附材料、碳硅复合材料以及聚合氯化铝等水处理剂的优良原料。

三、煤气化渣残碳利用:煤气化渣残碳含量高、发热量低、水分高,导致其直接掺烧比例较低,掺烧需增加辅助设备,从而增加运行成本。煤气化渣烧失量过高是其难以利用的原因之一,对高含碳量气化渣进行循环掺烧,不仅利用了其中的碳资源,而且使高碳渣转变成低碳渣,有利于气化渣的建材化利用。

四、煤气化渣高值化应用:煤气化渣含有丰富的铝硅碳资源,可制备附加值较高的无机材料。煤气化渣高值化利用主要包括制备催化剂载体、橡塑填料、硅铝材料、多孔陶瓷、硅基材料等。如采用煤气化渣与碱性介质低温固相活化与稀酸浸出的方法得到富含铝硅的溶液,加入适当的模板剂,可制得比表面积高达1200平方米/克的二氧化硅介孔材料。采用煤气化渣、高岭土和碳酸钙按照11:5:4的配比,在成型压力10兆帕、焙烧温度1180摄氏度条件下,可制备多孔陶瓷。采用模压成型工艺,可制备孔隙率为49.20%、平均孔径为5.96纳米的多孔陶瓷。

限于技术、市场和运输等方面的现实原因,目前煤气化渣的综合利用还面临诸多困难。特别是在西部地区,大量灰渣基本上以堆存或填埋的方式处理,对环境和企业可持续发展非常不利。

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