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煤矸石的热活化方法

时间:2014-05-09 14:53:03

作者:世邦机器

煤矸石的活化途径有热活化、机械活化、化学活化和复合活化等,复合活化是指采用热活化、机械活化与化学活化相结合的途径,通常采用复合活化来提高煤矸石的活性。

煤矸石中硅酸盐矿物除了少量具有架状结构的硅酸盐(长石和石英)以外,主要是高岭石和水云母等具有层状结构的黏土矿物。热活化的目的是利用高温使煤矸石微观结构中的各微粒产生剧烈的热运动,脱去矿物中的结合水,使钙、镁、铁等阳离子重新选择填隙位置,从而使硅氧四面体和铝氧三角体无法聚合成长链,而存在很多的断裂点,形成热力学不稳定结构,即煅烧后的煤矸石中含有大量的活性氧化硅和氧化铝。热活化的方法有直接煅烧与微波煅烧微波辐照两类。

(1)直接煅烧人工煅烧煤矸石的设备有多种,国内煤矸石生产线主要使用的有堆炉、平窑、隧道窑、立窑和沸腾炉等,以沸腾炉为主。煤矸石直接煅烧的方式取决于煤矸石的综合利用形式,尽管将煤矸石直接煅烧、粉磨成所需产品的研究很多,但多是实验室研究,尚未形成工业化应用。

用小型煤矸石粉碎机来破碎煤矸石,为煤矸石的利用找到了一条新途径,可大大地节约燃料和降低成本。沸腾炉是近年发展起来的一种新的燃烧技术。沸腾炉的工作原理是将破碎到一定粒度的煤末,用风吹起,在炉膛的一定高度上呈沸腾状燃烧。煤在沸腾炉中的燃烧,既不是在炉排上进行的,也不像煤粉炉那样悬浮在空间燃烧,而是在沸腾炉料床上进行的。

沸腾炉的突出优点是对煤种适应性广,可燃烧烟煤、无烟煤、褐煤和煤矸石。沸腾料层的平均温度一般在850~1050℃,料层很厚,相当于一个大蓄热池,其中燃料仅占5%左右,新加入的煤粒进入料层后就和温度高几十倍的灼热颗粒混合,因此能很快燃烧,故可用煤矸石代替。生产实践表明,利用含灰分高达70%、发热量仅7.54MJ/kg的煤矸石,锅炉运行正常,40%~50%的热可直接从床层接收。

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