灰渣对煤炭地下气化催化效果的初步研究
灰化学在煤气化中的应用 - 中国科学院山西煤炭化学研究所
2013.11.13
灰化学在煤气化中的应用
中科院山西煤化所
李文
liwen@
1
气流床气化用煤质的调控-灰化学
●高温下,煤中有机质气化活性的差别已经很小
●煤中矿物质成为影响气流床运行的重要因素
●灰分消耗反应热(升温、熔化、转化)
●A增加1%: 氧耗0.7-0.8%
煤耗 1.3-1.5%
●灰熔点高,无法液态排渣
●灰粘度突变会引起堵塞,影响运行
2
煤气化核心问题-化学角度
煤化学角度煤= 复杂有机质+ 矿物质
900 1000 1100 1200 1300 1400不同煤种反应性气化反应性随温度变化
含碳物质的转化-煤化学矿物质的热转化-灰化学
气流床气化炉运行记录
非正常停车中约45%
为排渣不畅引起的灰熔融温度
黏温特性煤气化核心问题-运行角度
煤灰成分不合适温度和煤灰组成不匹配
灰化学问题宏观
微观本质
气化过程的灰化学
矿物质飞灰熔渣
固态渣矿物质在炉内的演化历程:4种状态,3个过程
(1)矿物质转化为飞灰
(2)
飞灰转化为熔渣
(3)熔渣转化为固态渣液态排渣过程
煤的灰化学性质
●煤灰在高温下的变化
●煤灰熔融特性
煤灰的熔融温度:DT、ST、HT、FT ●煤灰黏温特性
粘度、粘温曲线类型、临界粘度温度Tcv。
灰碴特性对气化的影响-渭化经验
浅谈灰渣粘温特性对德士古液态排渣气化炉运行的影响一、前言德士古水煤浆气化工艺是将煤浆与氧气一起送入气化炉内,在高温下不完全氧化产生CO2、H2、CO等工艺气体做为后序制取合成氨、甲醇、发电等所用,其渣以熔融状态流入激冷室,渣凝固后随水排入锁渣罐,其灰渣的粘温特性直接决定气化炉操作温度,并影响耐火砖寿命、排渣及灰水中固含量等,从而影响气化炉装置的稳定运行。
灰渣的粘温特性、晶相结构等均与灰渣成分有关,本文仅从灰渣粘温特性方面讨论对德士古煤气化的影响,并简要分析灰渣成分对粘温特性的影响以便根据粘温特性及灰渣成分选择适合煤种,以保证德士古气化炉的稳定运行。
二、灰渣粘温特性对我厂生产运行的影响1.我厂生产(气化炉运行)情况我厂原料煤原设计用黄陵煤,由于其粘温特性差,致使我厂气化炉操作温度高、炉转损耗快、生产无法稳定运行,迫使我们于97年7月份改为华亭煤,该煤属侏罗纪后期烟煤,其灰渣粘温特性好,排渣呈玻璃状态,工艺参数呈直线,灰水中含固量少,压滤机启动次数减少至原来的1/3,从而使我厂生产得以稳定运行,产量大幅度上升,因气化原因导致停车次数明显减少。
原来频繁出现的管道、设备冲刷腐蚀、炉砖脱落快、热负荷高难以操作等问题相对减少,单炉连续运行49天,97年8月气化炉运转率达71.2%,然而进入98年以后,玻璃球状渣不复存在,代之而来的是大量得细渣,特别是从98年4月份以后,粗渣变为玻璃丝,结果导致下降管多次积渣,下降管与导气管之间环隙大量积灰,严重时整个激冷室被积灰充满;下降管多次烧穿,其中3#气化炉两次烧穿且鼓包严重,不得不更换一段下降管,由于灰水中含估量高,阀门多次磨穿,被迫停车,98年4-5月份每次投料后,渣口压差始终偏高不得不加过量氧气以提高温度熔渣,粗渣中Cr2O3含量已达到0.128%,表明炉温很高,但渣口压差依然不降低,后检查发现下降管结渣,生产无法进行,我公司决定从5月22日改用优质块煤及粉煤3:7混合后,气化炉工况好转,粗渣为玻璃球状,完全回到了去年试烧后的工况,几个月的艰辛历程,苦苦求索,使我们对煤的灰渣粘温度特性重要性有了更进一步的认识,深深体会到一个粘温特性好的煤质是德士古水煤浆加压气化正常的关键。
灰分对煤气化的影响
煤中的矿物质
• 混杂在煤中的无机矿物质(不包括游离水,但包 括化合水)。成分复杂,通常多为粘土、硫化物、 碳酸盐、氧化硅、硫酸盐等类矿物,含量变化也 较大。所含元素可达数十种,主要有硅、铝、铁、 钙、镁、钠、钾、硫、磷等。煤中矿物质按来源 可分为内在矿物质和外来矿物质。内在矿物质是 在成煤过程中形成的矿物质,其灰分称为内在灰 分(inherentash)。内在矿物质进一步分为原 生和次生两类,前者主要来自成煤植物,较难从 煤中分离出来,后者主要来自成煤过程和成煤后 地下水循环过程中带来的,在煤中呈层状、凸镜 状以及各种复杂形状。
• 2灰分对氧耗、煤耗影响
• 灰分是原料煤中的惰性物质,灰分含量增 大灰渣熔化吸收的热量增大,为了保证气 化炉顺利排渣和维持气化炉的热量平衡, 需要增加氧量来燃烧更多的碳原子。因为 燃烧了更多的碳原子,所以气化系统的氧 耗、煤耗增加。资料表明,在同样的气化 反应条件下,灰分每增加1%,氧耗增加 0.7%一0.8%,煤耗增大1.3%一1.5%.
国的国民经济意义重大。
煤炭的气化
• 煤炭气化是指煤在特定的设备内,在一定温度及 压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧 气等)发生一系列化学反应,将固体煤转化为含 有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可 燃气体的过程。煤炭气化时,必须具备三个条件, 即气化炉、气化剂、供给热量,三者缺一不可。 气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧 反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三 相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括两种 反应类型,即非均相气-固反应和均相的 气相反 应
• 3 气流床气化。它是一种并流气化,用气化剂将 粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内,也可将 煤粉先制成水煤浆,然后用泵打入气化炉内。煤 料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反 应和气化反应,灰渣以液态形式排出气化炉。
大型流化床锅炉的灰渣处理与利用技术研究
大型流化床锅炉的灰渣处理与利用技术研究大型流化床锅炉作为一种高效、清洁能源转换设备,被广泛应用于燃煤发电、工业生产以及城市供热等领域。
然而,其运行产生的灰渣问题一直是困扰行业的难题。
本文旨在研究大型流化床锅炉灰渣的处理与利用技术,以期提供有效的解决方案。
一、灰渣的特性与组成分析1. 灰渣的特性:灰渣是指燃煤过程中产生的固体废物,具有颗粒细小、高温、高含碱金属等特性。
2. 灰渣的组成:灰渣主要由无机物和部分有机物组成,无机物包括氧化物、硫酸盐、氯化物等,有机物主要是煤炭的残留物。
二、灰渣处理技术研究1. 灰渣的固化处理:固化技术是将灰渣与适量的水泥或其他固化材料混合,并通过压制、震动等加工方式,将其转化为块状物体。
固化处理可以降低灰渣的渗透性、增加强度,并减少对环境的污染。
2. 灰渣的再循环利用:通过进一步研究灰渣的物理、化学性质,可以探索将其用作建筑材料、填充材料、水泥添加剂等方面的再利用途径。
同时,灰渣中的有机物也可用于生物质能源的生产等领域。
三、灰渣利用技术研究1. 灰渣在建筑材料中的应用:灰渣具有硬化性能和韧性,可以作为建筑材料的补充材料,用于生产砖块、水泥等产品。
通过适当调整配比,可以提高材料的力学性能和耐久性,降低成本。
2. 灰渣在水泥添加剂中的应用:将灰渣作为水泥的混合料,可以改善水泥的工作性能和力学性能,促进水泥的早期和长期强度发展,并降低水泥的生产能耗和碳排放。
3. 灰渣在填充材料中的应用:通过研究灰渣的颗粒特性,可以将其应用于填充材料的生产中。
灰渣作为填充材料可以有效改善土壤性质,增加土地的利用价值。
四、灰渣处理技术的经济与环境影响评价1. 经济影响评价:对灰渣处理技术的经济评价主要包括投资成本、运行成本和产值回报等方面的考虑。
通过合理设计与优化流程,可以降低处理成本,提高经济效益。
2. 环境影响评价:针对灰渣处理过程中产生的废气、废水和固体废物等环境问题,应采取相应的控制措施。
煤气化反应动力学及渣中残碳反应活性研究
煤气化反应动力学及渣中残碳反应活性研究摘要:本文主要在对煤气化反应动力学研究的基础上,针对动力学模型构建,渣中残碳反应活性进行了分析,并且通过实验分析探讨了测定方法以及数据处理和数据分析的方法。
关键词:煤气化反应动力学渣中残碳反应活性动力学数据必须要通过连续测定煤在气化反应中的变化,获得连续变化的信息,从而了解气化反应的热动力学变化,从而全面准确地掌握煤气化反应规律。
一、煤气化反应动力学煤炭气化,简单来讲,就是在一定的压力和温度条件下在气化炉中使煤与气化剂发生反应。
在这个过程中,气化剂甲烷、氢气、一氧化碳的与煤反应的强烈各有不同,进而直接影响到气化炉反应的程度以及快慢、煤耗、氧耗,包括煤气中所产生的有效成分含量,加上不同的煤种,所对应的热力学性质和电优气化方式也会有所不同,为此,这一点引起广泛研究者的高度重视和广泛关注。
煤炭反应是在高温条件下进行一种化学反应,整个反应过程中,煤炭中的无机物会姓一定的晶相形态变化和物质组成,并最终转化为灰渣,而煤炭中大部分为有机物,它们在气化炉中与气化剂反应,进而转化为一氧化碳、氢气等可燃性气体。
总之,煤炭气化反应是一个相对复杂反应过程,这是由煤炭结构的多样性和复杂性所决定的,即便是实行单一的气化反应,其反应过程仍旧相对复杂。
二、动力学模型构建根据以上分析我们知道,煤结构具有多样性和复杂性,加上同一煤种或者不同煤种的组分的不同,气化反应存着较大差异,为此,对于不同条件下的气化反应规律,应该遵循不同的反应模型,加上不同模型的动力学参数的不同,因此,需要构建不同煤种、不同气化条件下的动力学模型。
前人曾在不同煤种和不同条件的基础上,提出了多样化的动力学模型,经过总结通常主要用到的动力学模型有缩核反应模型、均相反应模型、混合反应模型以及活化能分布模型等,以下作具体的说明:一是分布活化能模型,该反应模型早期主要用于对煤的热解过程的描述。
二是混合反应模型,该反应综合考虑了大量的经验因素。
工业废弃物对煤粉燃烧的催化研究
S TUDY oN CATALYS TI EFFECT I C oF NDUS I TRI AL AS W TE
UPo N PULVERI ZED CoAL CoM BUS oN TI
ZHAO ig, Jn HUANG e y CHENG u ZHOU u h CEN f Zh n u, J n, J n u, Kea
工 业废 奔物 对 大 燃 烧 钙 霞化 研 究 笙糟
赵 京 , 镇 宇 , 黄 程 军 , 俊 虎 , 可 法 周 岑
浙 江 大学 能源 清洁 利 用 国家重 点 实验 室 , 江 杭 州 3 0 2 浙 10 7 [ 摘 工业废 渣 ) 云贵 无烟 煤和 福 建无 烟煤 着 火温 对 要 ] 利 用热 天平研 究 了 7种 不 同工业废 弃 物 ( 度 的影 响 , 现 盐泥 2 锌渣 、 钢 和 莱钢 转 炉渣 对无 烟 煤 着 火温度 的 降低 有 着 良好 的 发 、 首 催 化作 用 , 催化 作 用 随着 工业废 渣 添加 比例 的 增加 而增 强 。通 过 对废 渣 成分 的 X D 且 R 分 析 , 现 这 些工业废 渣 中不 同程度 地合 有碱 金属 、 土金 属 的氧 化物 及 其 盐类 。将 几 发 碱
[ 文献 标识 码 ] A
[ 章 编 号] 文
1 2 — 3 6 2 1 O — 0 5— 05 00 3 4( 01 ) 8 02
3 4 2 1 0 . 2 1 [ O 编 号 ] 1 . 9 9 j is . 0 2—3 6 . 0 . 8 0 5 D I 0 3 6 / .s n 1 0
s u id。 h e u t h w h t t e s c n i i e m u zn i t , t em a i g sa r m h u a g t d e t e r s ls s o t a h e o d wh t l d, i cl e s e l k n l g fo s o g n e m a
煤炭燃烧产生灰渣的特性分析及资源化利用研究
煤炭燃烧产生灰渣的特性分析及资源化利用研究煤炭燃烧产生的灰渣是一种常见的固体废弃物,它对环境和人类健康造成了严重的影响。
然而,灰渣也是一种潜在的资源,通过合理的处理和利用,可以实现资源的循环利用,减少对环境的负面影响。
本文将对煤炭燃烧产生的灰渣的特性进行分析,并探讨其资源化利用的研究进展。
首先,煤炭燃烧产生的灰渣主要分为炉渣、飞灰和底渣三种类型。
炉渣是在燃烧过程中形成的固体残渣,主要由煤炭中的无机物质组成。
飞灰是燃烧过程中随烟气排放而产生的细小颗粒物,主要由煤炭中的无机物质和一部分有机物质组成。
底渣是在锅炉底部形成的固体残渣,主要由煤炭中的无机物质和一部分有机物质组成。
这三种灰渣的成分和性质有所不同,因此需要采用不同的处理方法和利用途径。
炉渣是煤炭燃烧过程中产生的主要固体废弃物,其主要成分是氧化物和硅酸盐。
炉渣的处理和利用主要包括水泥生产、路基建设和填埋等。
将炉渣用于水泥生产可以减少对天然资源的开采,降低环境污染,并且可以改善水泥的力学性能。
将炉渣用于路基建设可以提高路面的强度和稳定性,延长路面的使用寿命。
然而,炉渣的利用还面临着一些问题,如炉渣中的重金属元素对环境和人体健康的潜在风险以及炉渣的体积和重量对处理和利用的限制。
飞灰是煤炭燃烧过程中产生的细小颗粒物,其主要成分是氧化物、硅酸盐和碳。
飞灰的处理和利用主要包括水泥生产、混凝土制品生产和填埋等。
将飞灰用于水泥生产可以改善水泥的工作性能和耐久性,并且可以减少对天然资源的开采。
将飞灰用于混凝土制品生产可以提高混凝土的强度和耐久性,降低建筑材料的成本。
然而,飞灰的利用还面临着一些问题,如飞灰中的重金属元素对环境和人体健康的潜在风险以及飞灰的微细颗粒对空气质量和人体呼吸系统的影响。
底渣是煤炭燃烧过程中产生的锅炉底部的固体残渣,其主要成分是氧化物、硅酸盐和碳。
底渣的处理和利用主要包括填埋、回收利用和资源化利用等。
将底渣填埋可以减少对土地资源的占用,但会对地下水和土壤造成潜在的污染风险。
煤炭气化废渣资源化利用研究
煤炭气化废渣资源化利用研究随着经济的快速发展,中国的产业结构也在迅猛地转型升级。
为了满足工业生产的需要,我国的能源消费量不断攀升,特别是煤炭这一传统能源的消费量更是高居不下。
然而,煤炭开采、燃烧等过程会带来环境污染和大量的废渣产生。
为了达到可持续发展的目标,煤炭气化废渣的资源化利用显得尤为重要。
煤炭气化是一种将煤炭在高温和高压下分解成气体的过程。
在这个过程中,会产生一系列的废渣,如粘结渣、硫化氢沉淀物、CO2富集废气等。
由于这些废渣含有各种有用的化学成分,因此将其进行资源化利用,既可以降低环境污染的影响,又能提高资源的利用率。
在当前的技术水平下,煤炭气化废渣的资源化利用主要分为以下几种情况:一、粘结渣的利用粘结渣是煤炭气化过程中产生的一种灰黑色的固体物质。
这种渣是由煤的灰分和质炭等组成。
粘结渣不仅能用来制作水泥、砖块等建筑材料,还可以用来制作活性炭和气凝胶材料等。
其中,活性炭的制备过程是将粘结渣与氢氧化钾、碳酸钠等反应后,再经过600℃以上高温炭化制得的。
二、含钙废渣的利用含钙废渣是煤炭气化过程中产生的一种灰白色的固体物质。
这种渣主要是由钙和硫组成,可以用来制造制糖剂、降低水中重金属离子含量的吸附剂等。
此外,含钙废渣还可以用来作为肥料原料,有助于提高土壤的肥力。
三、硫化氢沉淀物的利用煤炭气化过程中,一部分在高温下分解的硫化物质会生成硫化氢沉淀物。
这种物质具有很好的吸附性能,可以用来净化大气中的二氧化硫、甲苯和苯等有机污染物。
同时,硫化氢沉淀物也可以作为锂离子电池和超级电容器等电子元件的正电极材料。
四、 CO2富集废气的利用煤炭气化过程中会产生大量的废气,其中CO2的含量可达90%以上。
目前,科学家们正在探索将CO2富集废气转化为高附加值的化学品和燃料的方法。
例如,将CO2与氢气反应,可以制备生物燃料、甲醇等。
煤炭气化废渣的资源化利用有着广阔的发展前景。
然而,在实践中,还需要克服一些技术难题,如废渣含量的稳定性、回收利用的经济性等问题。
煤炭燃烧产生灰渣的特性分析及资源化利用研究
煤炭燃烧产生灰渣的特性分析及资源化利用研究煤炭燃烧是一种常见的能源利用方式,然而,它也带来了大量的灰渣。
灰渣是指在煤炭燃烧过程中产生的固体废弃物,其特性与煤种、燃烧条件、燃烧设备等因素密切相关。
本文将从灰渣的成分、特性以及资源化利用等方面进行探讨。
首先,我们来看一下灰渣的成分。
灰渣主要由无机物组成,包括氧化物、硅酸盐、铝酸盐等。
其中,氧化物是灰渣中的主要成分,包括氧化钙、氧化镁、氧化铁等。
此外,灰渣中还含有一定量的有机物,如煤焦油、有机酸等。
这些成分的含量和比例会受到煤种和燃烧条件的影响。
其次,灰渣的特性也是我们需要了解的。
首先,灰渣具有一定的物理性质,如颗粒大小、比表面积等。
颗粒大小直接影响着灰渣的输送和处理方式,较大的颗粒可以通过机械输送,较小的颗粒则需要采用气力输送。
比表面积则决定了灰渣的吸附能力,较大的比表面积意味着更好的吸附性能。
此外,灰渣还具有一定的化学性质。
由于其主要成分是无机物,灰渣具有一定的酸碱性。
一般来说,煤炭燃烧产生的灰渣呈碱性,主要是由于氧化钙等碱性物质的存在。
这种碱性对环境和人体有一定的危害,因此在处理灰渣时需要注意。
最后,我们来探讨一下灰渣的资源化利用。
由于灰渣中含有丰富的无机物和有机物,其具有一定的资源价值。
一方面,灰渣中的无机物可以用于生产建筑材料、水泥、砖块等。
例如,灰渣中的氧化钙可以用于生产水泥,氧化铁可以用于制备磁性材料。
另一方面,灰渣中的有机物可以用于生产化肥、燃料等。
例如,煤焦油可以提取出苯、甲苯等有机物,用于化工生产。
总结起来,煤炭燃烧产生的灰渣具有一定的成分和特性,其资源化利用具有重要意义。
通过对灰渣的分析,可以更好地了解其特性,为灰渣的处理和利用提供科学依据。
在未来的研究中,我们可以进一步探索灰渣的处理技术,提高其资源化利用的效率,以减少对环境的影响,实现可持续发展。
气化灰渣碳燃烧热利用技术研发与工程实践
气化灰渣碳燃烧热利用技术研发与工程实践一、研究背景1.1 气化灰渣与热利用的重要性气化灰渣是指在气化过程中产生的固体废弃物,主要包括灰渣和飞灰两部分。
灰渣中含有丰富的未反应或部分反应的碳元素,如果不通过合理的处理方式进行利用,不仅会造成废物排放的问题,还浪费了宝贵的资源。
同时,通过灰渣热利用,可以将废物转化为宝贵的能源,实现资源的循环利用。
1.2 气化灰渣碳燃烧热利用技术的研发意义气化灰渣碳燃烧热利用技术是一种将废弃物转化为能源的高效途径,具有重要的环境和经济意义。
通过对气化灰渣进行碳燃烧,可以将其转化为热能,用于供暖、发电等领域,实现能源的可再生利用。
此外,研发气化灰渣碳燃烧热利用技术也有助于减少灰渣对环境的污染,提高能源利用效率。
二、气化灰渣碳燃烧热利用技术的研究进展2.1 气化灰渣的性质分析在开展气化灰渣碳燃烧热利用技术研究前,首先需要对气化灰渣的性质进行分析。
气化灰渣的性质包括物理性质、化学性质和燃烧特性等方面,研究这些性质有助于深入了解气化灰渣的基本特征,为后续的技术研发提供依据。
2.2 气化灰渣碳燃烧热利用技术的研究方法针对气化灰渣碳燃烧热利用技术的研究,可以采用实验研究和理论建模相结合的方法。
通过实验研究,可以获取具体的实验数据,用于分析气化灰渣的燃烧特性以及热利用效果。
同时,结合理论建模,可以对实验数据进行分析和预测,进一步优化气化灰渣碳燃烧热利用技术。
2.3 气化灰渣碳燃烧热利用技术的现有问题目前,关于气化灰渣碳燃烧热利用技术存在一些问题需要解决。
首先,气化灰渣的成分复杂,不同种类的灰渣具有不同的燃烧特性,因此需要深入研究不同类型灰渣的燃烧行为。
其次,气化灰渣燃烧过程中产生的烟气对环境造成了污染,需要进一步探索减少烟气排放的技术。
三、气化灰渣碳燃烧热利用技术的工程实践3.1 气化灰渣碳燃烧热利用技术的工程应用气化灰渣碳燃烧热利用技术在工程实践中具有广泛的应用前景。
通过合理设计和优化燃烧设备,可以将气化灰渣转化为高温热能,用于供暖、发电等领域。
农林废弃生物质与煤共气化灰渣的理化特性研究进展
DOI: 10.1016/S1872-5813(21)60197-4农林废弃生物质与煤共气化灰渣的理化特性研究进展洪千惠 ,刘 霞 ,唐龙飞 ,陈雪莉*(华东理工大学上海煤气化工程技术研究中心, 上海 200237)摘 要:农林废弃生物质与煤共气化通过充分利用两者的相似性和互补性,实现原料转化过程的节能、低碳、清洁高效。
原料灰渣的理化特性是影响共气化稳定运行的关键因素之一,成为了共气化研究关注的重点。
本综述主要从农林废弃生物质灰与煤灰的共性与差异、混合灰渣熔融与黏温特性、混合灰中碱/碱土金属对共气化反应性和结渣过程烧结行为的影响等方面,梳理了世界各国农林废弃生物质与煤共气化灰渣理化特性的研究现状。
总结分析了添加农林废弃生物质对混合灰熔融流动、烧结行为的影响机制,归纳了混合灰熔融特征、黏温及结渣特性的预测模型与方法,并提出了农林废弃生物质与煤共气化灰渣的未来研究重点。
关键词:农林废弃生物质;煤;共气化;灰渣;理化特性中图分类号: TK6 文献标识码: AProgress in physicochemical properties of ash/slag from co-gasification of agroforestrywaste biomass and coalHONG Qian-hui ,LIU Xia ,TANG Long-fei ,CHEN Xue-li*(Shanghai Engineering Research Center of Coal Gasification , East China University of Science and Technology ,Shanghai 200237, China )Abstract: Co-gasification of agroforestry waste biomass and coal realizes energy-saving, low-carbon emission,clean and efficient raw material conversion by taking advantage of their similarities and complementarities. The physicochemical properties of ash slag for raw materials are one of the key factors affecting the stable operation of co-gasification. It is the focus of co-gasification research. This paper reviews the research status of physicochemical properties of ash slag from co-gasification of agroforestry waste biomass and coal. It mainly includes the similarity and difference between agroforestry waste biomass ash and coal ash, the fusion and viscosity-temperature characteristics of mixed ash, the effect of alkali/alkaline earth metals in mixed ash on co-gasification reactivity, and sintering behavior during the slagging process. The influence mechanism of adding agroforestry waste biomass on the melting flow and sintering behavior of mixed ash is discussed. The prediction models and methods of fusion characteristics, viscosity-temperature, and slagging characteristics of mixed ash are also summarized. Finally, the future research directions of ash slag from co-gasification of agroforestry waste biomass and coal are proposed.Key words: agroforestry waste biomass ;coal ;co-gasification ;ash slag ;physicochemical property中国“富煤贫油少气”的资源禀赋特点决定了作为中国传统能源的煤炭仍处在能源消费的主要地位并且短期内不会改变[1],但“碳达峰碳中和”目标的实现对煤炭清洁低碳安全高效利用提出了更高要求。
灰渣调研报告
灰渣调研报告灰渣调研报告一、调研目的和背景灰渣是燃煤时产生的一种固体废物,具有一定的环境污染风险和资源利用潜力。
本次调研旨在了解灰渣的生产情况、处理方式以及资源化利用情况,以期为相关政府部门和企业提供科学合理的建议。
二、调研方法和过程1.采取问卷调查和实地走访相结合的方式进行调研。
2.问卷调查:发放问卷,回收后进行统计分析。
3.实地走访:选择多个煤矿、电厂和工厂进行走访,观察灰渣处理情况,并进行访谈。
三、调研结果1.灰渣生产情况:根据调查统计,典型的发电厂每年产生数百万吨的灰渣,煤矿和工厂也有相应的产生,全国范围内每年产生的灰渣数量庞大。
2.灰渣处理方式:大多数企业采取填埋、堆存和煤矸石回填的处理方式,少部分企业还采用焚烧或出售给水泥厂等企业。
填埋和堆存是最主要的处理方式。
3.灰渣资源化利用情况:灰渣具有一定的资源利用价值,可以用于生产建筑材料、道路基础、水泥等。
但调研发现,目前仅有少部分企业通过技术改造和创新,将灰渣进行资源化利用。
大部分企业由于缺乏相关技术和设备,以及对灰渣资源利用的认识不足,导致资源浪费和环境污染。
四、问题分析灰渣处理方式单一,主要以填埋和堆存为主,资源化利用程度较低。
主要问题包括:1.资源化利用意识不足:大多数企业缺乏资源化利用的认识,对灰渣的价值和潜力认识不足。
2.技术和设备不足:灰渣资源化利用需要相关技术和设备的支持,而大部分企业缺乏这方面的投入和配套设施。
3.政策支持不够:目前缺乏相关政策的引导和支持,限制了灰渣资源化利用的发展。
五、建议与对策1.加强宣传和培训工作:通过加强对企业的宣传和培训,提高其对灰渣资源化利用的认识和技术水平,提高资源化利用意识。
2.引入先进技术和设备:政府可以引导和支持企业引进先进的灰渣资源化利用技术和设备,提升灰渣资源化利用的效益和水平。
3.制定相关政策和标准:政府应制定相关政策和标准,引导和规范灰渣资源化利用行为,推动灰渣资源化利用的发展。
煤气化灰渣资源化利用策略研究
煤气化灰渣资源化利用策略研究煤气化灰渣资源化利用策略研究摘要:煤炭是我国社会经济发展重要的产业,为国民经济发展提供物质基础。
煤化工行业作为其中重要的一个环节,为国计民生提供甲醇、合成氨、天然气、乙二醇等化工原材料。
煤炭具有成分复杂、生产工艺繁琐、原料提纯困难等特点,因此煤化工也是高能耗、高污染的行业。
随着人们对环保、绿色、健康理念的重视,我国煤化工行业面临巨大的机遇与挑战,能否解决好行业发展中的环境污染问题成为制约煤化工加速发展的重要影响因素。
基于此,本文就煤气化灰渣资源化利用策略进行简要阐述。
关键词:煤气化;资源化;利用近年来,国家提出了科学可持续发展煤化工的理念。
而煤气化灰渣占煤化工固废很大比例,对其进行综合利用是整个煤化工实现绿色可持续发展的重要因素。
对煤气化灰渣进行高效合理利用,既可以消除灰渣引带来的环境危害,又可以实现“化害为利、变废为宝”,节约资源。
因此,研究煤气化灰渣资源化途径、开发灰渣综合利用策略,有益于提高我国自主供应水平,对我国今后合理开发利用资源、保护生态环境、建设资源节约型、环境友好型社会具有重要的意义。
1 煤气化灰渣的特性随着现代煤化工的发展,气流床气化技术逐渐成为煤气化技术的主流,主要包括干煤粉加压气化技术和水煤浆加压气化技术两种。
气流床气化技术根据煤质的灰熔点不同,气化操作温度高达1400℃-1600℃,高温合成气夹带着灰渣经过水浴激冷至220℃左右。
灰渣分为细灰和粗渣两种,它们随着气化炉运行条件的不同而呈现不同的外观形态。
细灰为不完全反应的细颗粒,含有20%-40%残碳成分,颜色成灰黑色,比表面积15m3/g,空隙发达。
粗渣的残碳含量比较低,一般在1%以下,颜色呈现棕色、灰色、黄褐色的颗粒物质。
灰渣成分与气化原料煤灰分含量、组成以及生产工艺相关,主要取决于煤中的无机矿物质、有机物成分。
灰渣成分复杂,主要成分为二氧化硅,大约占39.67%;三氧化二铝大约占26.77%;四氧化三铁大约占12.80%;氧化钙大约占9.96%;氧化镁大约占2.43%;还要一些残余碳等大约占8.37%。
煤气化低碳灰渣规模化背景分析
煤气化低碳灰渣规模化背景分析
煤气化是一种将煤炭转化为燃气的技术,通过高温热解、气化和水蒸气转化等过程,将煤炭中的有机物质转化为合成气(主要成分为CO和H2),同时产生一定的低碳灰渣。
煤气化具有高效利用煤炭资源、减少对传统能源依赖、降低排放物排放以及产生高品质燃料等优点,因此在能源转型和环保方面具有重要意义。
在低碳灰渣规模化背景下,主要有以下几个方面的分析:
1. 能源转型需求:随着全球对低碳环保能源需求的增加,煤气化技术作为一种清洁高效能源转化手段,对于实现低碳发展目标具有积极意义。
低碳灰渣规模化的背景下,煤气化技术可以更好地处理以下问题:煤炭资源高效利用、CO2排放减少、固体废弃物综合利用等。
2. 政策支持:中国政府一直致力于能源转型和环境保护事业,推行一系列政策鼓励煤气化技术的发展和应用。
加大对煤气化技术的投入和政策支持,是实现低碳灰渣规模化的重要保证。
3. 技术进步和成本降低:随着煤气化技术的不断进步和成本的降低,煤气化在规模化应用方面具备更好的条件。
技术进步可以降低对原料煤的要求,提高煤气化效率,同时减少低碳灰渣的排放。
4. 环境保护需求:低碳灰渣规模化背景下,对于清洁排放和固体废弃物综合利用的要求更加强烈。
煤气化技术可以通过深度处理低碳灰渣,降低排放的固体废弃物含量,并实现资源化利用。
总的来说,低碳灰渣规模化背景下,煤气化作为一种清洁高效的能源转化技术,具有广阔的发展前景,可以为经济可持续发展和环境保护做出重要贡献。
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剂 主要 是钾 、 、 、 和镍 的化 合物 , 钠 钙 铁 适于 催化 C O— H O 主要 是铁 、 、 和钠 等 , 于催 化 C C C 钙 钾 适 —O 和 — O 的催 化剂 主 要 是 钾 、 和钙 的 化合 物 , 于催 化 钠 适 C H 反应 的催 化剂 主要是铁 和镍 的化合 物.4 — _ ]
地 下催化 气化 的构想 .
Байду номын сангаас
下煤 炭资源原 地转 化为 可燃气 体. 将建井 、 它 采煤 和
气 化 三大工艺 合二 为一 , 物 理采煤 变为化 学采 煤 , 将 即把 高分 子 固体 煤转 变 为低 分 子 结构 的 可燃 气 体 ,
1 灰 渣 中金 属 氧 化 物 的催 化 效 应
1 士生、 )硕 工程 师 ;)教 授 、 士 生 导 师 , 国矿 业 大 学 ,0 0 3 北 京 ;)工程 师 , 奥 集 团 气 化采 煤 公 司 ,6 0 1 河 北廊 坊 3 博 中 10 8 2 新 050 收 稿 日期 :0 70—4 修 回 日期 :0 71 —1 2 0 —90 ; 2 0 —12
高 等优 点.1 【 地下 煤 层 的燃 烧 和气 化 是 在含 有 矿 物 杂质 的情 况下 进行 的 , 分 是指 煤层 中可 燃 部分 烧 灰 掉后 得 到的 矿物 质转 化 为 固体 的 产物 , 中包括 气 其 化 过 程 中 冒 落 的 围 岩 . 层 中 的 灰 分 含 有 SO , 煤 i
* 国家 自然科 学 基 金 资 助 项 目( 0 70 6 . 5 54 9 )
面碰 撞 ; )水 在金 属 氧化 物 表 面吸 附 时 , 3 OH一 于 位
金属 离 子上 , 位于相 临 的O卜 , H 因而使 表 面有两个
电子态 不 同的OH一 4 ; )相邻一OH 压缩 脱 附H 并 O 提 一个 O卜 ; )产 生 金 属氧 化 物 MO ・ 不 稳 定 中 5 O 间体 后 按 氧 传 递 机 理 进 行 反 应 : MO ・ O+C一
响. ] [
褐 煤 的机 械 强度 差 , 风化 , 于保 存 , 水 分 易 难 且 大 , 值低 , 宜 于矿 井 开采 , 采 用煤 炭 地 下气 化 热 不 而 开采时 , 其透 气性高 , 热稳定 性差 , 有黏结 性 , 易 没 较
开扩气 化 通道 和进 行 气 化生 产 , 以褐 煤 最适 宜 于 所
渣添加 量 ( 5 ~3 ) 增加 而 明显提 高. 用上 述 实验数 据 及钙 盐 的催 化 活性理 论提 出 了以钙 1 0 的 利
盐 作 为 催 化 剂 进 行 煤 炭 地 下 催 化 气化 的 设 想 . 关 键词 灰 渣 , 化 , 炭 地 下 气 化 催 煤 中 图 分 类 号 T 4 TD 4 . Q5 , 8 1 3
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第 3 卷 第 1期 1 20 年 1 08 月
煤 炭 转 化
C 0AL C0NVERS1 0N
V o1 N o.1 .31
Jn 2 0 a . 08
灰渣对煤炭地 下气化催化效 果的初步研究
梁新 星D 金 国 荣
煤 炭 地 下 气 化 反 应 很 复 杂 , 要 包 括 C H o, 主 — C — O, — O , — 和 C H O H C C C O — 等一 系列 反 应. 灰渣
中的金 属 氧化 物 主要 有碱 金 属 、 土 金 属氧 化物 及 碱
因而具有 安 全性 好 、 资少 、 率 高 、 投 效 污染 少 和效 益
研究, 目的在于 灰 渣 中 的金 属 氧 化物 的催化 效果 在
0 引 言
煤 炭地 下气化 是一种 融 多学科为 一体 的综合 性 能源 生产新 技术 , 第二 代采煤 方法 , 属 其任 务是 将地
煤 炭地下 气化 中是否对 煤气 的热值 和组 分有着 一定
的促 进 作用 , 提 出利 用 钙盐 作 为催 化 剂进 行煤 炭 并
Al , 2 , a , O3 Mg , O2 K2 NaO 和 2 Feo3 C O S , O Ti , O, O3 2
盐类、 大多 数过 渡金 属 的 氧化 物 和第 Ⅷ 族金 属元 素 等. 这些 组分在 性质 上千差 万别 , 但都对 气化 反应有
不 同程 度 的催 化 作用 , 适于 催 化 C H o 反 应 的催 化 —
1 1 水 蒸气气 化 .
总 反应 :
C+ H2 — O CO+H2 1 1 5MJ k l — 3 . / mo
P O , 中金 属氧化 物 占绝大部 分 , 他氧 化物 的含 其 其 量则 很少 . 分在 高 温下 转 化为 固体产 物 的 结渣 现 灰 象 和含有 的氧化物 对地下 气化 过程 的进行 有很 大影
摘 要
梁 杰。
在煤 炭地 下 气化过 程 中, 了研 究灰渣 对煤炭 地 下气化反 应 的催化作 用和 效应 , 为 利用
实验 室小型 单管 实验 , 明 了灰 渣 中的金 属氧化 物 尤其是钙 盐 对煤炭 地 下气化 中的氧 气一 说 水蒸 气 气
化 和 甲烷化 反应 具有 催化 效 应 , 的转 化率 、 气热值 及 产 气量 随 着温度 ( 0 碳 煤 8 0 C~12 0 0 C) 灰 及
水蒸 气气 化 机理 :)金 属氧 化物 均匀 分布 在碳 1
的表面 ; )气 氛 中水 分子 与碳 表 面及 金属 氧化 物表 2
煤炭 地下 气 化 方法 开采 .3 [ 而碱 土 金 属 中 的钙 盐 对 褐煤 气化 有较 高 的催 化 活性 . 过 对地 下 气 化褐 煤 经 灰 渣样 的检测分 析 , 其钙盐 含量 较其他 组分 高 , 本 故 文运用 催化 理 论 , 过 纯 碳 和纯 碳 灰渣 混合 系统 的 通 比较 实 验 对煤 炭地 下 气 化 中灰 渣 里 的 金 属 氧 化 物 ( 要为 钙 的氧化 物 ) 主 的催 化 活性 进 行 整 体 、 系统 的