气化渣烘干机 2023-06-12 09:25:16 20273
1、引言
我国富煤贫油少气的特点使得煤炭在未来相当长一段时期内仍将担当我国的主要能源，为了维护能源安全和应对环境保护的要求，作为煤炭清洁利用的重要手段之一， 煤制油技术得到了极大的重视和发展，然而该技术也是重要的废渣产生源头。据统计，百万吨级煤间接制油工艺每年将产生愈90万吨的灰渣，主要来自于煤山城气化渣和锅炉灰渣，分别约占产渣总量的95％和5％。因此，研究煤山城气化渣的减量化、资源化利用技术是实现煤气化、煤间接制油企业降低煤气化渣处理成本，经济效益和环保效益兼得的关键所在。
2、煤气化渣特点
煤气化渣包括粗渣和细渣，粗渣即浆化煤炭颗粒在气化炉高温高压条件下经熔融、激冷、凝结等流程，并由气化炉底部排渣锁斗排出的含水渣，残碳量随煤种、气化炉种类、气化炉操作条件波动较大，一般在10％-30％，粒径集中分布在16目至4目之间，产生量约占气化渣排量的80％ 。细渣即通过气化炉顶部由粗煤气气流携出并经初步洗涤净化、沉淀得到的含水渣，残碳量较高，一般可达30%以上，粒径均小于16目，其中约三分之一小于200目，产生量约占气化渣排量的20％ 。煤气化渣无论是粗渣还是细渣均含有丰富的二氧化硅、氧化招、氧化铁，三者含量之和更高可达70％以上，满足ASTM的F类粉煤灰标准，具有一定的火山灰活性。此外煤气化渣还含有氧化钙、氧化镁、二氧化钛等无机物，以上特点是煤气化渣资源化利用技术的重要物质基础。
3、应用趋势分析
1）用于建材原料
气化渣的物相特点和成分特点与原料煤种、气化炉种类、操作条件等均有密切的相关性，不同地区，不同气化工艺所产生的气化灰渣成分含量波动较大，但主要成分均为二氧化硅、氧化招、氧化钙、氧化铁、氧化镁、二氧化钛等无机相和残碳。煤炭颗粒中的无机相通过气化炉和锅炉高温高压条件下的熔融重塑后，内部矿物质成分发生了巨大变化，具有与水泥、混凝土、烧砖等建材原料相似的成分和特性，再加上用于建材原料时投资的经济性、设备的成熟性和市场的实用性等因素，使气化渣拥有了用于建材原料并规模化生产的潜质基础。
2）用于循环流化床掺烧料
基于目前煤气化环节的工艺水平，气化渣无论是粗渣还是细渣残碳量普遍偏高，细渣相对粗渣残碳量更高，这将不利于气化渣用于建材原料，因为多孔的碳粒会增加需水量比，增加新拌混凝土需水量，造成混凝土沁水增多，干缩变大，进而降低了强度和耐久性。肖忠明等也认为，残碳不仅本身属于惰性物质，而且会破坏混凝土内部结构，阻碍水化物的胶凝体和结晶体的生长与相互间的联结，造成内部缺陷，从而降低混凝土的性能， 特别是降低了混凝土的抗冻性。
但是高残碳的气化渣可以通过分选操作实现低碳灰渣富集，再用于水泥混凝土等建材原料。因此，具有技术成熟、设备成熟、市场成熟的循环硫化床掺烧工艺成为了解决气化渣，尤其是细渣的主流途径，经循环硫化床燃烧后，低残碳的锅炉灰渣便可以选择性的用于建材原料。而对于粗渣，由于经熔融凝结后，颗粒相对较大，如果残碳量较低，则可以直接用于建材原料，如果残碳量较高，则可以经适当破碎粉磨后用于循环硫化床掺烧，然后再选择用于建材原料。循环流化床掺烧技术结合选择性建材化利用技术可以基本实现灰渣的资源化综合利用。
3）高附加值资源化利用
也有研究者利用气化渣中高二氧化硅，高氧化招和高残碳的特点，制备如sialon材料（一种耐火耐腐蚀硅铝氧氮聚合材料）、烧结陶粒等高附加值产品，或采用酸浸高压强化提铝技术回收高氧化铝气化渣中的金属铝，但大多数仍处于实验室研究阶段，再加上这些技术相对复杂，实现工业化过程中投资大，风险高，短期内难以成为主流应用技术。
4、结语
煤气化渣综合利用技术是煤气化、煤间接液化工艺的重要一环，是煤炭清洁利用技术的重要组成部分。根据国内外煤气化渣利用技术的研究现状， 以及考虑到相关技术的设备、市场、经济等因素，煤气化渣作为建材原料和循环硫化床掺烧料将成为煤气化渣利用技术的主流应用趋势。
