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气化细渣、铝灰的活化及其吸附性能
1
作者 刘新维 高珊 +1 位作者 王红涛 王建成 《化工进展》 北大核心 2025年第1期558-571,共14页
以工业废渣——煤气化细渣(FS)、铝灰(AA)为原料,一步碱熔法制备介孔吸附材料。研究了上述介孔材料对水中亚甲基蓝的吸附性能,结果表明,FS的最佳处理条件为:m_(FS)∶m_(NaOH)=5∶10、煅烧温度450℃、处理时间5h;AA的最佳处理条件为:m_(... 以工业废渣——煤气化细渣(FS)、铝灰(AA)为原料,一步碱熔法制备介孔吸附材料。研究了上述介孔材料对水中亚甲基蓝的吸附性能,结果表明,FS的最佳处理条件为:m_(FS)∶m_(NaOH)=5∶10、煅烧温度450℃、处理时间5h;AA的最佳处理条件为:m_(AA)∶m_(NaOH)=5∶8、煅烧温度550℃、处理时间3h。经碱熔处理后,FS材料对水中亚甲基蓝(MB)的吸附容量由1.16mg/g(FS-0)提升到67.85mg/g(FS-2),增长了近58倍;AA对水中亚甲基蓝的吸附容量由1.4mg/g(AA-0)提升到23.95mg/g(AA-2),增长了近17倍。X射线衍射、扫描电子显微镜、比表面积分析及傅里叶变换红外光谱等表征结果表明,两种材料在碱熔过程中形成的介孔孔道、带有氧缺陷位的Si—O—基团以及大量的Al—OH和Si—OH键是其对亚甲基蓝吸附性能得到大大提升的原因。本研究表明FS和AA可以应用为一种廉价的亚甲基蓝吸附剂,为二者的资源化利用和印染废水的处理提供了一种潜在的方法。 展开更多
关键词 废水 吸附 气化细渣 铝灰
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MO捕收剂对煤气化细渣浮选性能的影响 被引量：1
2
作者 王鹏 刘彦丽 《矿产综合利用》 CAS 2024年第5期9-14,共6页
这是一篇矿物加工工程领域的文章。煤气化细渣的综合利用是现阶段的一大发展方向。煤气化细渣孔隙发达且含氧基团丰富,使得煤油等传统捕收剂难以回收其中的残炭。将油酸甲酯和煤油复配得到的药剂MO进行浮选实验,并通过激光粒度仪、红外... 这是一篇矿物加工工程领域的文章。煤气化细渣的综合利用是现阶段的一大发展方向。煤气化细渣孔隙发达且含氧基团丰富,使得煤油等传统捕收剂难以回收其中的残炭。将油酸甲酯和煤油复配得到的药剂MO进行浮选实验,并通过激光粒度仪、红外光谱分析、接触角分析、XPS分峰拟合等手段进行机理探讨。结果表明,当MO药剂用量提高到16 kg/t时,尾矿烧失量降低到7.12%,可燃体回收率超过95.63%。MO药剂引入了极性基团酯基,其可以降低煤油表面的界面张力,增强捕收剂在水中的分散作用,从而增加残炭颗粒与捕收剂液滴的接触面积与碰撞概率,进而提高残炭颗粒的疏水性和可浮性。通过接触角分析不同药剂作用下残炭表面的疏水性,解释其与精矿产率的关系。通过XPS分析说明,MO与残炭表面的含氧官能团作用,能够在残炭的亲水位点形成有效的覆盖层,使得疏水部分朝外,降低了水化作用,增加了接触概率,增加该煤气化细渣的表面疏水性。MO药剂的使用为煤气化固体废弃物的综合利用提供了一种新途径。 展开更多
关键词 矿物加工工程 煤气化细渣 油酸甲酯 浮选 复配药剂 烧失量
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超声空化-流体剪切协同强化油团聚分选煤气化细渣
3
作者 周安宁 陈恒 +2 位作者 韩瑞 张宁宁 郭凯强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1083-1097,共15页
煤气化细渣(CGFS)具有较高的利用价值,但残炭回收率低极大地制约了其资源化利用。油团聚分选法在CGFS分选过程中具有明显优势,但炭灰共生结构严重限制了油团聚分选效率。为突破油团聚法分离富集残炭技术的瓶颈问题,考察了超声时间、超... 煤气化细渣(CGFS)具有较高的利用价值,但残炭回收率低极大地制约了其资源化利用。油团聚分选法在CGFS分选过程中具有明显优势,但炭灰共生结构严重限制了油团聚分选效率。为突破油团聚法分离富集残炭技术的瓶颈问题,考察了超声时间、超声功率、流体剪切时间及其交互作用对油团聚分选效果的影响,并结合BET、粒度分布、FT-IR、XPS以及SEM-EDS等分析手段,揭示了超声空化-流体剪切(UC-FS)协同预处理对油团聚分选效果的强化机理。结果表明:当超声功率为270 W、超声处理时间29 min、流体剪切时间23 min时,能分选得到灰分为9.55%的精矿、灰分为91.51%的尾矿,可燃体回收率可提高至90.54%。超声空化作用使原本致密的炭灰结构逐渐松散,与流体剪切的冲刷作用协同促进CGFS的孔隙结构的发展,使炭灰颗粒解离度增加,从而降低了精矿灰分。UC-FS协同预处理能够有效增加残炭表面C—C、C=C以及C—H等疏水基团的比例,使其接触角由110.34°增加到121.16°,扩大了炭和灰颗粒表面疏水性差异,提高了油团聚分选的效果。UC-FS协同预处理使炭灰颗粒高效分离的强化作用主要归因于超声空化气泡与细粒微球耦合产生的微磨料效应。可为实现CGFS分质资源化利用提供理论基础和技术指导。 展开更多
关键词 煤气化细渣 油团聚 超声空化 流体剪切 炭灰结构解离
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煤气化细渣水热合成多孔材料及对氨氮的吸附性能研究
4
作者 涂亚楠 胡雨杉 +5 位作者 刘旺 黄钦涵 高影 王宇佳 王浩强 康建 《煤炭工程》 北大核心 2024年第7期205-212,共8页
为了拓展煤气化细渣高值化利用途径,采用碱溶水热法制备多孔复合吸附材料。通过调控碱浓度、水热时间、温度、搅拌时间等因素探究其对复合材料结构性能的影响规律,并通过分析不同制备条件下复合吸附材料的物相组成、表观形貌、孔隙结构... 为了拓展煤气化细渣高值化利用途径,采用碱溶水热法制备多孔复合吸附材料。通过调控碱浓度、水热时间、温度、搅拌时间等因素探究其对复合材料结构性能的影响规律,并通过分析不同制备条件下复合吸附材料的物相组成、表观形貌、孔隙结构,明晰复合材料与其对氨氮吸附能力的构效关系。结果表明:复合材料生成了以P型沸石为主要晶相的沸石结构。当碱浓度为2 mol/L、水热时间为30 h,水热温度为100℃,搅拌时间为10 min制备的复合材料的氨氮吸附量最高,当氨氮初始浓度为100 mg/L、吸附时间为5 h时,复合材料对氨氮的平衡吸附量达到15.65 mg/g。吸附材料对氨氮的等温吸附特性符合Langmuir方程,且反应过程符合准二级动力学方程。热力学分析表明煤气化细渣对氨氮的吸附为自发、吸热及熵增反应。 展开更多
关键词 煤气化细渣 水热合成 氨氮 吸附 多孔材料
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高灰煤气化细渣的油类捕收剂浮选与难浮机理 被引量：1
5
作者 杨哲 黄根 +4 位作者 赵宇佳 王陆洋 孙小丽 廖寅飞 崔晓珂 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期142-153,共12页
高效分离煤气化细渣中的残碳和矿物是其高值化利用的前提,但气化细渣较差的可浮性成为其浮选分离面临的难题之一。以多喷嘴对置(OMB)水煤浆气化炉的煤气化细渣为对象,研究了油类捕收剂十二烷的浮选效果和气化细渣的难浮机理。通过傅里... 高效分离煤气化细渣中的残碳和矿物是其高值化利用的前提,但气化细渣较差的可浮性成为其浮选分离面临的难题之一。以多喷嘴对置(OMB)水煤浆气化炉的煤气化细渣为对象,研究了油类捕收剂十二烷的浮选效果和气化细渣的难浮机理。通过傅里叶红外光谱测试,发现气化细渣中芳香结构和侧链的含量相比煤炭样品的含量较少,且气化细渣表面存在较多含氧基团;X射线光电子能谱结果表明气化细渣矿物中包含多种亲水的氧化矿物。通过低温氮气吸附和压汞试验测量了气化细渣的孔隙特性,结果表明其孔隙在纳米到微米尺寸内均有大量分布;计算得到原矿样品的BET比表面积为62.03 m^(2)/g。通过粉末润湿试验和改进的Lucas-Washburn方程表征了水和十二烷对气化细渣粉末的润湿过程,试验发现气化细渣残碳相比水更易被十二烷润湿,而气化细渣尾矿更易被水润湿,但残碳和尾矿对水的润湿性差异较小;通过低场-H^(1)核磁共振的T_(2)反演图谱证明了油类捕收剂在孔隙中的吸附行为;油类捕收剂用量的增加和油滴粒径的减小导致孔隙药剂吸附量增加。油类捕收剂在气化细渣的浮选过程中大量进入孔隙而难以有效在残碳表面吸附,导致油类捕收剂的浮选作用效果差。 展开更多
关键词 气化细渣 浮选 油类捕收剂 低场核磁 Lucas-Washburn方程
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镁渣对水煤浆气化细渣中炭组分灰熔融特性的影响 被引量：1
6
作者 郭凯强 韩瑞 +4 位作者 杨伏生 赵伟 张宁宁 陈恒 周安宁 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期85-95,共11页
煤气化灰渣的规模化处置与利用对于煤化工高质量发展和煤炭行业的低碳转型至关重要。制备煤气化灰渣基多孔陶瓷材料是实现煤气化灰渣绿色化、高端化、规模化消纳的重要途径。然而,烧结温度过高仍然制约着煤气化灰渣基多孔陶瓷的规模化开... 煤气化灰渣的规模化处置与利用对于煤化工高质量发展和煤炭行业的低碳转型至关重要。制备煤气化灰渣基多孔陶瓷材料是实现煤气化灰渣绿色化、高端化、规模化消纳的重要途径。然而,烧结温度过高仍然制约着煤气化灰渣基多孔陶瓷的规模化开发,通过调变煤气化灰渣灰熔融特性来降低烧结温度是多孔陶瓷制备的关键。为此,选取某水煤浆气化细渣的中炭组分(medium-carbon components,MCC)为研究对象,以镁渣为添加剂,利用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电镜和FactSage热力学模拟计算等手段,研究了高温时MCC矿物组成演变规律,以及镁渣对MCC灰熔融温度和灰黏度的影响机理。结果表明:MCC主要矿物组成为石英、方解石和白榴石等,高温下MCC矿物组成会向低熔点钙长石和透辉石转化;镁渣主要成分为CaO和SiO2,以方解石、石英和菱镁矿等矿物形态存在;随着镁渣质量分数增加,MCC灰熔融温度呈先减小后增大趋势,向MCC中添加5%(质量分数,下同)和10%镁渣可促进混合样品中高熔点矿物质向低熔点钙长石-辉石体系转化,长石和辉石生成低温共熔体使体系灰熔融温度降低;此外,CaO和MgO等碱土金属氧化物对硅铝酸盐网状结构的解聚作用,使MCC临界黏度温度降低,黏度对温度的响应更快。 展开更多
关键词 煤气化细渣 镁渣 灰熔融特性 矿物转化 热力学模拟计算
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煤气化细渣高炭组分超声强化酸浸法制备多孔材料 被引量：1
7
作者 李翠翠 韩瑞 +6 位作者 周安宁 张宁宁 郭凯强 陈恒 陈肖役 李振 王俊哲 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期630-646,共17页
煤气化细渣是煤炭清洁高效利用的副产物之一,其资源化应用迫在眉睫。通过简单筛分得到固定碳含量高于60%的高炭组分,并以此为原料,采用超声酸浸法制备多孔材料。以核废水中放射性碘的吸附处理为应用背景,用碘吸附值表征多孔材料的吸附... 煤气化细渣是煤炭清洁高效利用的副产物之一,其资源化应用迫在眉睫。通过简单筛分得到固定碳含量高于60%的高炭组分,并以此为原料,采用超声酸浸法制备多孔材料。以核废水中放射性碘的吸附处理为应用背景,用碘吸附值表征多孔材料的吸附性能。结合SEM、BET、XRD和FT-IR等性质和结构分析方法,系统研究了超声时间、超声功率、酸浓度和温度对多孔材料碘吸附性能和组成结构的影响规律;并探讨了超声强化酸浸对残炭的组成结构的影响机制和灰成分的迁移转化规律,总结出超声强化酸浸作用机理。结果表明,煤气化细渣高炭组分在酸浓度为4 mol/L、酸浸温度为50℃、超声功率为210 W,超声时间1.5 h的条件下,所制备多孔材料的碘吸附性能最佳,为468.53 mg/g,比表面积达到474.97 m^(2)/g,且具有以介孔为主的丰富孔隙结构。各因素对多孔材料碘吸附性能影响的顺序为:超声时间>酸浓度>超声功率>酸浸温度。超声强化酸浸作用机理是超声空化和机械波作用一方面强化炭灰黏附颗粒的解离,使堵塞在气化细渣孔道内的灰颗粒脱附,增加孔隙结构的连通性;其次,会导致炭灰颗粒表面裂纹的产生,增强碳颗粒内部无机组分的可及性;第三,能够提高酸浸过程的传质速率,强化气化细渣中的无机组分的浸出效果。 展开更多
关键词 煤气化细渣 残碳 超声 酸浸 多孔材料
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流化床中煤气化细渣高温还原磷石膏过程 被引量：1
8
作者 马栋 解桂林 +4 位作者 田治华 王勤辉 张建国 宋慧林 钟晋 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期3479-3491,共13页
磷石膏(PG)是世界上重要的工业固体废物之一,其传统的储存方法占用了大片土地,也破坏了环境。采用热化学方法将PG还原为CaS和CaO不仅可以变废为宝,而且缓解了环境污染。常见的还原剂主要是褐煤和硫黄等,然而上述还原剂存在成本较高的缺... 磷石膏(PG)是世界上重要的工业固体废物之一,其传统的储存方法占用了大片土地,也破坏了环境。采用热化学方法将PG还原为CaS和CaO不仅可以变废为宝,而且缓解了环境污染。常见的还原剂主要是褐煤和硫黄等,然而上述还原剂存在成本较高的缺点。因此本文提出采用煤气化细渣(CGFS)来还原PG。通过热力学计算、流化床实验和动力学计算,探讨了还原行为和反应机理。首先,热力学计算表明CGFS还原PG完全可行。流化床实验发现当目标产物为CaS时,最优化的反应条件为温度应保持在850~900℃,C/Ca摩尔比为2~3,在该条件下,PG可以完全分解。当目标产物为CaO时,温度应保持在950~1000℃,C/Ca摩尔比为0.5~1,但在该条件下PG难以完全分解。此外CGFS中的矿物组分会显著影响PG的分解率,该过程主要是和CGFS的反应活性有关。接着通过比较四种常见的碳基还原剂发现,褐煤对PG的分解效率最高,细渣和焦炭相比于石墨具有较高的反应活性,也有利于PG的分解过程。此外提高C/Ca摩尔比和反应温度能够降低石墨与其他三种还原剂的差距。最后动力学研究表明,CGFS还原PG过程符合缩核反应模型,其动力学机理函数G(α)=-ln(1-α),表观活化能为415.78~456.83kJ/mol。通过SEM-EDS发现反应是从边界开始,逐渐扩散到核心,最终形成蜂窝结构。本研究将为开发环境友好型还原剂分解PG提供理论依据。 展开更多
关键词 磷石膏 煤气化细渣 动力学 热力学 分解机理
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加铁煤气化细渣活性炭高效处理含酚废水
9
作者 高宇豪 段永蓉 +5 位作者 李鸿 王建军 魏迎春 李强 亢福仁 任立庆 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期119-124,共6页
以价格低廉、亟需大规模高值应用的煤气化细渣为载体,采用浸渍-煅烧法制备负载铁的煤气化细渣活性炭(Fe/MAC)催化剂,并以未加铁的煤气化细渣活性炭(MAC)为对照,对模拟苯酚废水进行处理实验研究。用扫描电镜(SEM)、比表面积及微孔分析仪(... 以价格低廉、亟需大规模高值应用的煤气化细渣为载体,采用浸渍-煅烧法制备负载铁的煤气化细渣活性炭(Fe/MAC)催化剂,并以未加铁的煤气化细渣活性炭(MAC)为对照,对模拟苯酚废水进行处理实验研究。用扫描电镜(SEM)、比表面积及微孔分析仪(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)对催化剂进行表征,并系统研究了不同反应时间、反应温度以及催化剂投加量对苯酚去除率的影响。结果表明,通过浸渍-煅烧法将铁成功负载到了MAC上,基于Fe/MAC/H_(2)O_(2)非均相Fenton体系去除苯酚最佳条件为Fe/MAC催化剂投加量为0.35 g、反应时长为5 h、温度为70℃。该研究结果为缓解传统Fenton法中铁对废水的二次污染和催化剂分离难的问题提供了新思路,拓展了煤气化细渣的高值应用,为苯酚废水的高效处理提供了新途径。 展开更多
关键词 煤气化细渣 催化剂载体 含酚废水 活性炭
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煤气化细渣基吸附剂的CO_(2)吸附性能
10
作者 孙佳俊 郭建英 +3 位作者 张雷 刘生玉 张素红 常承兵 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期75-84,共10页
吸附法是碳捕集的主要途径之一。氨基功能化多孔材料作为重要的CO_(2)吸附剂,通常以价格高昂的介孔分子筛为载体,这极大地限制了吸附法的规模化应用。因此,降低载体成本对于碳捕集有着重要的现实意义。使用盐酸处理煤气化细渣(FS)制得... 吸附法是碳捕集的主要途径之一。氨基功能化多孔材料作为重要的CO_(2)吸附剂,通常以价格高昂的介孔分子筛为载体,这极大地限制了吸附法的规模化应用。因此,降低载体成本对于碳捕集有着重要的现实意义。使用盐酸处理煤气化细渣(FS)制得酸浸渣材料(AFS),进一步嫁接3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)制备氨基功能化CO_(2)吸附材料(AFS-A-x)。利用热重分析(TG-DTG)、傅立叶变换红外光谱分析(FTIR)和低温N2吸脱附等方法对样品进行表征,利用高压气体吸脱附仪(PCTPro)考察FS,AFS和AFS-A-x的CO_(2)吸附性能,建立等温吸附模型,并计算等量吸附热。结果表明:相较于FS,AFS的硅羟基含量更高,孔隙结构更丰富,更适合做嫁接原材料。在60℃,0.1 MPa的吸附条件下,AFS-A-3材料的CO_(2)吸附量较AFS材料的CO_(2)吸附量提高了19.6%,达到0.61 mmol/g,在30℃~70℃的温度范围内,AFS-A-3的吸附性能随温度上升而下降;相同条件下,在低压段(0 MPa~0.015 MPa)AFS-A-3的吸附能力明显高于AFS的吸附能力,说明AFS-A-3在低CO_(2)分压条件下有更高的应用潜力;经过十次吸脱附循环后,AFS-A-3在60℃,0.1 MPa条件下对CO_(2)的吸附量下降了5%;AFS和AFS-A-3的等温吸附曲线可用Langmuir模型较好描述。相比于AFS,嫁接改性的AFS-A-3对CO_(2)的等量吸附热明显增加,据此推断吸附类型由物理吸附主导转变为物理吸附与化学吸附共同作用。 展开更多
关键词 CO_(2) 捕集 吸附 氨基功能化材料 煤气化细渣 嫁接
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煤气化细渣及其分离后富碳组分的气化反应性
11
作者 吴亚娟 任亮 +3 位作者 龚岩 郭庆华 于广锁 王辅臣 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期61-71,共11页
随着气流床煤气化技术在我国煤化工产业的广泛应用,煤气化后生成的气化细渣排放量逐年增加,目前气化细渣的资源化利用已成为煤化工固废治理的难题之一。选取不同碳含量的气化细渣及其分离后富碳组分为研究对象,解析了其组成、孔隙结构... 随着气流床煤气化技术在我国煤化工产业的广泛应用,煤气化后生成的气化细渣排放量逐年增加,目前气化细渣的资源化利用已成为煤化工固废治理的难题之一。选取不同碳含量的气化细渣及其分离后富碳组分为研究对象,解析了其组成、孔隙结构和微观形貌等结构参数,基于热重分析仪探究了其在CO_(2)气氛下的气化反应性,并采用等转化率法分析了气化反应动力学,揭示了煤气化细渣及其富碳组分结构特性与其气化反应性的内在关联。结果表明:孔隙结构是影响气化细渣及其富碳组分气化反应性的关键因素,孔结构发达的样品具有更高的气化反应性。随气化过程升温速率升高,气化细渣及其富碳组分的气化反应区间均向高温偏移。此外,具有相对较高固定碳含量的气化细渣、富碳组分气化反应活化能随转化率升高而降低,而样品本身高灰分气化细渣、富碳组分的气化反应活化能随转化率的增大而升高。研究结果为气化细渣及其分离后富碳组分的资源化利用提供理论指导。 展开更多
关键词 煤气化细渣 富碳组分 孔隙结构 升温速率 气化反应性 动力学分析
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煤气化细渣疏水-亲水双液炭/灰分离实验
12
作者 薛中华 董连平 +3 位作者 樊民强 杨崇义 王建成 鲍卫仁 《矿产综合利用》 CAS 2024年第3期63-69,共7页
这是一篇矿业工程领域的论文。煤气化细渣是煤气化过程中产生的一种固体废物,其中残炭严重制约了其资源化利用,从煤气化细渣中提取残炭是一个紧迫的问题。本研究应用疏水-亲水双液分离技术来提取煤气化细渣中残碳,其主要的影响因素有搅... 这是一篇矿业工程领域的论文。煤气化细渣是煤气化过程中产生的一种固体废物,其中残炭严重制约了其资源化利用,从煤气化细渣中提取残炭是一个紧迫的问题。本研究应用疏水-亲水双液分离技术来提取煤气化细渣中残碳,其主要的影响因素有搅拌速度、搅拌时间、疏水液体用量、矿浆浓度、矿浆温度和疏水液体种类。疏水-亲水双液分离技术对煤气化细渣有优异的提碳降灰效果,其碳产品的灰分可达30%以下,灰质产品的灰分可达95%以上。通过表征分析揭示了分离机理,结果表明残炭对煤油的吸附强度远超灰质,使得煤油处理过的残炭疏水性大幅度增加,容易被油相捕获。本研究可为煤气化细渣的高效提碳降灰提供重要指导,有助于实现煤气化固废的综合利用。 展开更多
关键词 矿业工程 煤气化细渣 疏水液体 团聚 疏水-亲水双液分选
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气流床气化细渣与煤的共燃特性和交互作用
13
作者 海雪琴 孔垂中 +6 位作者 门小勇 白永辉 吕鹏 宋旭东 苏暐光 王焦飞 于广锁 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期165-176,共12页
气流床气化细渣(FS)含碳量较高,将其与煤掺烧有望实现FS的资源化利用。文章选用三种不同煤阶的煤与FS为原料,利用热重分析仪研究了两种原料的共燃特性、交互作用和动力学。结果表明:添加三种不同煤阶的煤均能改善FS的综合燃烧性能,当煤... 气流床气化细渣(FS)含碳量较高,将其与煤掺烧有望实现FS的资源化利用。文章选用三种不同煤阶的煤与FS为原料,利用热重分析仪研究了两种原料的共燃特性、交互作用和动力学。结果表明:添加三种不同煤阶的煤均能改善FS的综合燃烧性能,当煤的添加比例为80%时,无烟煤对FS的引燃作用和燃尽性能改善较弱,烟煤和褐煤可将FS的着火点分别降低137℃和180℃,燃尽温度降低118℃和132℃,稳燃性指数较FS单独燃烧分别提高了38%、78%、81%;无烟煤因其挥发分含量低和FS之间几乎没有交互作用,该反应过程所需活化能高达148 kJ/mol,随着烟煤和褐煤添加量的增加,共燃体系的失重峰逐步由双峰转变为单峰,煤中大量挥发分的释放使煤与FS共燃过程趋于同步化,褐煤与FS交互作用更加明显,烟煤和褐煤与FS共燃体系所需活化能最高分别仅需71 kJ/mol和57 kJ/mol;基于原位高温热台显微镜和图像处理技术解耦了900℃下共燃体系中煤中挥发分对FS碳转化率的贡献率,其中,无烟煤体系中的FS颗粒面积收缩率最低,仅为65%,而烟煤和褐煤因其较高的挥发分,使得体系中的FS颗粒面积收缩率较高,分别达78%和87%。本研究为煤与气流床气化细渣共燃技术的开发提供了理论指导。 展开更多
关键词 气流床气化细渣 煤 共燃特性 交互作用 原位研究
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煤气化细渣残炭制备分级多孔炭材料及CO_(2)捕集的研究 被引量：4
14
作者 苗泽凯 吴芮 +4 位作者 葛浩 朱海 张丛超 韩欣然 全晓虎 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期44-56,共13页
煤气化是煤炭高效清洁利用的关键技术,煤气化过程不可避免地产生固体废弃物——气化细渣。目前,细渣处理方式以填埋为主,利用率极低,大量填埋不仅引起环境问题也造成资源浪费。细渣由多孔结构的残炭和矿物质组成,该特性决定了细渣可用... 煤气化是煤炭高效清洁利用的关键技术,煤气化过程不可避免地产生固体废弃物——气化细渣。目前,细渣处理方式以填埋为主,利用率极低,大量填埋不仅引起环境问题也造成资源浪费。细渣由多孔结构的残炭和矿物质组成,该特性决定了细渣可用来制备多孔材料。将气化细渣中残炭通过泡沫浮选和酸洗法进行分离,分离的残炭经化学活化法可定向调控分级孔结构。结果表明:最佳活化条件为活化温度800℃,活化剂与原料的质量比2∶1,活化时间90 min,此条件下制备的分级多孔炭(RC2-800-90)比表面积和孔体积最高,分别为1596 m^(2)/g和1.297 cm^(3)/g;分级多孔炭表现出优异的CO_(2)吸附性能,其中RC2-800-90的吸附性能最优,在0℃,25℃和50℃时CO_(2)吸附量分别为4.90 mmol/g,2.75 mmol/g和0.86 mmol/g,吸附热在21.2 kJ/mol~28.7 kJ/mol之间,为典型的物理吸附过程;当吸附温度为25℃时,微孔及孔径小于1.5 nm,1.0 nm,0.7 nm的孔体积和CO_(2)吸附量的相关系数均大于0.8,该相关系数均高于0℃和50℃下孔结构参数和CO_(2)吸附量的相关系数,其中孔径小于1.5 nm的孔体积和CO_(2)吸附量的相关系数最大,表明在25℃下孔径小于1.5 nm的孔对CO_(2)吸附发挥主要作用,该多孔炭表现出了较大的吸附速率,在1.5 min内达到了吸附饱和状态,且经过10次循环吸附后,CO_(2)吸附量几乎没有明显下降,具有较好的循环稳定性。 展开更多
关键词 煤气化细渣 残炭 多孔炭 分级孔结构 CO_(2)捕集
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改性煤气化细渣精选炭吸附废水中苯酚性能研究
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作者 雷云裕 刘哲语 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期67-76,共10页
煤气化细渣是一种产量大且含碳量高的固体废弃物,用煤气化细渣中残炭制备的多孔吸附剂处理废水中的苯酚可达到以废治废的目的。通过氨水浸渍和微波辐照相结合的手段对精选炭进行改性以增强其对苯酚的吸附能力,采用Box-Behnken响应曲面... 煤气化细渣是一种产量大且含碳量高的固体废弃物,用煤气化细渣中残炭制备的多孔吸附剂处理废水中的苯酚可达到以废治废的目的。通过氨水浸渍和微波辐照相结合的手段对精选炭进行改性以增强其对苯酚的吸附能力,采用Box-Behnken响应曲面法设计改性实验,选定浸渍时间、氨水质量分数和用量、精选炭投放量、微波辐照时间及功率等作为设计变量,以苯酚去除率为响应值,通过方差分析和响应面分析,研究了模型的可靠性及各变量之间的交互影响关系。结果表明:经过响应面模型预测及验证后得到了氨水浸渍和微波辐照改性的最佳工艺条件为氨水质量分数25%、浸渍时间660 min、氨水用量153 mL、微波辐照时间6 min、辐照功率550 W、氨水浸渍的精选炭投放量2.9 g,在此条件下得到的改性精选炭苯酚去除率达92.31%,实验值与预测值基本一致;对改性精选炭进行分析表征及吸附评价发现,改性后的精选炭酸性官能团(羧基、内酯基、羟基)含量和平均孔径分别下降了84%和47%,碱性官能团、总孔体积和比表面积分别提高了86%,43%和108%。 展开更多
关键词 气化细渣 精选炭 氨水 苯酚 改性
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基于机械解离活化的气化细渣炭灰分离浮选过程强化研究 被引量：1
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作者 孙华峰 牛福生 +1 位作者 周营 邢耀文 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第8期93-99,共7页
气化细渣作为煤化工行业典型的固体废弃物,其较高的未燃炭含量制约了资源化利用。浮选是气化细渣炭灰分离的有效方法,但未燃炭颗粒孔隙发达、炭灰组分相互粘连混合,致使传统浮选药剂消耗量大、效率低。为减小孔隙对气化细渣浮选的不利影... 气化细渣作为煤化工行业典型的固体废弃物,其较高的未燃炭含量制约了资源化利用。浮选是气化细渣炭灰分离的有效方法,但未燃炭颗粒孔隙发达、炭灰组分相互粘连混合,致使传统浮选药剂消耗量大、效率低。为减小孔隙对气化细渣浮选的不利影响,采用棒磨和搅拌磨两种机械解离活化方式对陕西某气化细渣进行研磨处理,并通过扫描电镜、BET、压汞仪、总有机碳分析仪探究机械活化对浮选过程的影响机制。结果表明:在捕收剂煤油用量11 kg/t、起泡剂MIBC用量6 kg/t时,直接浮选可获得尾煤灰分64.82%、可燃体回收率59.92%的浮选指标,炭灰分离效果较差;在此基础上,使用棒磨机进行机械解离活化,浮选试验可使最佳尾煤灰分提高约15个百分点,达到80.09%,可燃体回收率达到79.95%,浮选指标优化显著;使用搅拌磨进行机械解离活化,浮选试验可获得尾煤灰分87.48%、可燃体回收率90.93%的优良指标,二者相比,使用搅拌磨进行机械解离活化,浮选试验不仅炭灰分离效果优于棒磨机,且其在减小粒径、破坏孔隙、减少药剂吸附效果等方面也优于棒磨机。因此,机械活化可显著提升气化细渣浮选的可燃体回收率及尾煤灰分,且搅拌磨的活化效果优于棒磨机,经10 min研磨可获得90%以上的可燃体回收率;机械活化一方面实现了炭质组分与灰质组分的有效解离,另一方面破坏了1000 nm以上的较大孔隙结构,避免了浮选药剂在颗粒孔隙内的无效吸附渗透,增加了未燃炭表面疏水性的同时减少药剂消耗。 展开更多
关键词 气化细渣 浮选 炭灰分离 机械活化 孔隙结构
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H_(2)O_(2)氧化联合化学复合淋洗去除煤气化细渣中重金属
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作者 王常艳 刘东方 +3 位作者 龙宇涵 纪元 陈云峰 吴蔚然 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期73-79,共7页
以内蒙古某煤化工企业煤气化细渣为对象,研究了H_(2)O_(2)氧化联合化学复合淋洗对煤气化细渣中Cu、Pb和Cr的去除效果,优化了淋洗工艺条件,并采用XRD和SEM技术对煤气化细渣进行了表征。实验结果表明:以柠檬酸(CA)和草酸(OA)配制复合淋洗... 以内蒙古某煤化工企业煤气化细渣为对象,研究了H_(2)O_(2)氧化联合化学复合淋洗对煤气化细渣中Cu、Pb和Cr的去除效果,优化了淋洗工艺条件,并采用XRD和SEM技术对煤气化细渣进行了表征。实验结果表明:以柠檬酸(CA)和草酸(OA)配制复合淋洗剂,在复合淋洗剂浓度为0.05 mol/L、淋洗液固比为10∶1、淋洗剂pH为3,淋洗时间为1.0 h、淋洗次数为3的条件下,煤气化细渣中Cu、Pb和Cr的去除率分别达到73.1%、70.1%和79.4%;H_(2)O_(2)氧化联合化学复合淋洗可促进煤气化细渣中Cu、Pb和Cr形态的转变,并有效降低易迁移态占比。表征结果显示,H_(2)O_(2)氧化联合化学复合淋洗不会破坏煤气化细渣的结构。 展开更多
关键词 煤气化细渣 Cu PB CR H_(2)O_(2)氧化 复合淋洗
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气化细渣残炭的低温活化及其在超级电容器中的应用
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作者 朱嘉琪 宋金玲 +5 位作者 韩宝宝 高建民 刘忠义 王耀 辛国祥 边亭亭 《煤炭工程》 北大核心 2024年第1期199-206,共8页
为了高值化利用煤炭气化细渣,以气化细渣残炭为原料,KOH为活化剂,制备了具有多孔结构的碳材料。首先探究对比了不同碳碱质量比对制得的活性炭的结构和电化学性能的影响,结果表明:在N2气氛下、500℃活化90 min、碳碱质量比为1∶2时,活化... 为了高值化利用煤炭气化细渣,以气化细渣残炭为原料,KOH为活化剂,制备了具有多孔结构的碳材料。首先探究对比了不同碳碱质量比对制得的活性炭的结构和电化学性能的影响,结果表明:在N2气氛下、500℃活化90 min、碳碱质量比为1∶2时,活化的气化细渣残炭(CK-2)具有更好的电化学性能,在电流密度为0.5 A/g时,其质量比容量达到86 F/g,表现出了良好的倍率性能,较之前未处理的气化细渣残炭提高了约1.5倍。然后,将筛选的活化材料CK-2为活性物质组装为对称型电容器,在2 A/g的电流密度下,能量密度达到4.72 W?h/kg;10000次循环后,电容能保持初始值的89%,表现出了较优的能量密度及循环稳定性。 展开更多
关键词 煤基碳材料 气化细渣残炭 电化学性能 低温活化 超级电容器
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煤气化细渣残炭的硝酸活化与电化学性能研究
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作者 韩宝宝 刘锐 +3 位作者 辛国祥 王耀 高建民 宋金玲 《中国煤炭》 北大核心 2024年第8期189-199,共11页
将煤气化细渣残炭(RC)制备的炭材料应用于电极的活性材料,不仅可以减少固废污染、降低电极材料的成本,酸处理还可以有效改变炭材料的物理结构和表面化学性质。采用HNO 3活化RC,通过改变活化温度来调节RC的孔隙结构及表面官能团,探究其... 将煤气化细渣残炭(RC)制备的炭材料应用于电极的活性材料,不仅可以减少固废污染、降低电极材料的成本,酸处理还可以有效改变炭材料的物理结构和表面化学性质。采用HNO 3活化RC,通过改变活化温度来调节RC的孔隙结构及表面官能团,探究其对活化材料电化学性能的影响。使用2 mol/L的HNO 3作为活化剂、在温度为80℃活化2 h后,可以得到活化材料(RCH_(3))的电流密度为0.5 A/g,比电容达到104.0 F/g;在电流密度为2.0 A/g时,使用RCH_(3)作为活性材料的对称超级电容器经过1万次循环后,电容值保持在初始值的96.03%,可以显示出更好的循环稳定性,这源于RCH 3具有丰富的含氧官能团、较高的润湿性、较大的表面积和介孔比率。 展开更多
关键词 气化细渣 残炭 活化 电化学性能
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煤气化细渣基聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备与性能研究
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作者 路绪迁 高桂玥 +3 位作者 范雨萱 张志豪 申婷婷 孙静 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2024年第5期1-10,共10页
综合利用煤气化细渣的天然成份(富含Si、Al、Fe、Ca),以酸浸+碱溶方法制备新型聚合硅酸铝铁絮凝剂(PSAFC),在优化制备条件的基础上,采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对PSAFC进行了表征,证明PSAFC是... 综合利用煤气化细渣的天然成份(富含Si、Al、Fe、Ca),以酸浸+碱溶方法制备新型聚合硅酸铝铁絮凝剂(PSAFC),在优化制备条件的基础上,采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对PSAFC进行了表征,证明PSAFC是由Si、Al、Fe、Ca等元素聚合而成非晶相、无定形的高分子无机絮凝剂。同时,以高岭土悬浊液为研究对象,对PSAFC絮凝性能进行了研究。结果表明:当PSAFC质量浓度为50 mg/L,pH为10时,高岭土悬浊液初始浊度低于1439 NTU时,PSAFC对其均具有较好的絮凝性能,浊度去除率均可达95%以上。该研究可为煤气化细渣的综合利用与高分子无机絮凝剂的制备提供新的途径与方法。 展开更多
关键词 煤气化细渣 聚合硅酸铝铁絮凝剂 高岭土悬浊液 浊度去除率 高分子无机絮凝剂
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