利用粉煤灰研制抗氮型促燃劑的研究.pdf

1、當(dāng)前,包括我國在內(nèi)的世界各國原油重質(zhì)化和劣質(zhì)化速度明顯加快,已有大量的重油和劣質(zhì)油囤積,這些資源的合理利用迫在眉睫。隨著煤制油項(xiàng)目和焦化項(xiàng)目的上馬,煤液化殘?jiān)敖够炗偷雀叩皖惔罅慨a(chǎn)生。這些劣質(zhì)油類難以完全燃燒,且燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生煙塵(主要由碳黑和焦油構(gòu)成)而造成環(huán)境污染,同時(shí)還會(huì)引起燃燒器傳熱效率下降,使重油設(shè)備受到腐蝕而不能正常工作。對于以上有機(jī)燃料,由于堿氮的存在,一般的促燃劑容易中毒而失去活性,從而失去促燃性能。而抗氮促燃劑能

2、在很大程度上提高這類高氮燃料的燃燒效率,降低煙塵的排放量。本文以火電廠排放的固體廢棄物——粉煤灰為原料,通過堿溶提取其中的Si元素,并將其作為抗氮基質(zhì)來制備抗氮型促燃劑。首先對原料粉煤灰進(jìn)行化學(xué)及物相分析,根據(jù)其化學(xué)與物相組成的特點(diǎn),確立了利用較高濃度NaOH溶液低溫條件下提取非晶態(tài)二氧化硅的工藝路線,克服低濃度氫氧化鈉堿溶法需要對粉煤灰進(jìn)行熱處理、液固比較大,物料流量大且SiO2溶出率不高等主要弊端。研究了以氫氧化鈉溶液為溶劑,低溫常

3、壓下攪拌反應(yīng),考查了固定灰堿比條件下浸溶溫度、堿濃度、攪拌時(shí)間等因素對非晶態(tài)二氧化硅溶出效果的影響。并利用正交試驗(yàn)法確定了提取非晶態(tài)SiO2最佳工藝條件:NaOH的濃度為8mol/L,灰堿質(zhì)量比為2∶1,反應(yīng)溫度為95℃,反應(yīng)時(shí)間為6h。從粉煤灰中將非晶態(tài)SiO2溶出以后,采用CO2氣體沉淀法從提取液中中制備具有催化活性的SiO2基質(zhì),著重考察了碳分溫度及碳分二氧化硅濃度對基質(zhì)比表面積、孔結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)驗(yàn)證明該法制備的活性SiO2比表面

4、積可達(dá)730㎡/g。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:最佳的碳分條件為二氧化硅濃度45g/L、碳分溫度30℃,該條件下通入CO2氣體制備出的活性SiO2基質(zhì)比表面積大、孔分布寬泛且性能穩(wěn)定,具有發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)的活性SiO2基質(zhì)能提高反應(yīng)的催化性能,可以用于異相催化反應(yīng)中。將上述基質(zhì)與超穩(wěn)Y分子篩按比例打漿混合(即基質(zhì)+分子篩),可制備成具有抗堿氮能力的促燃劑。結(jié)果表明,上述抗氮基質(zhì)和超穩(wěn)Y分子篩采用稀土金屬鈰直接浸漬的方式改性后(基質(zhì)+分子篩+活性