神华宁煤煤化工基地粉煤灰的资源化利用

第43卷第10期 当 代 化 工 Vol.43，No.10 2014年10月Contemporary Chemical Industry October ，2014收稿日期： 2014-03-31 作者简介： 刘洪刚（1982-），男，辽宁朝阳人，工程师，硕士，2009年毕业于辽宁石油化工大学化学工艺专业，研究方向：从事煤质与气化技术研究工作。

E-mail ：liuhonggang01@ 。

神华宁煤煤化工基地粉煤灰的资源化利用刘洪刚，刘春萌，杨 帅，井云环（神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司研发中心，宁夏 银川 750411）摘 要：简述了煤化工生产过程中产生的粉煤灰来源，通过XRD 、SEM 、FT-IR 等手段对气化炉粉煤灰和锅炉粉煤灰的性质迚行检测，根据分析检测结果，提出了煤化工粉煤灰资源化综合利用的建议。

选用适宜的粉煤灰处理技术，创建煤化工基地粉煤灰综合处理示范项目，对基地粉煤灰利用乃至全国煤化工行业粉煤灰能源化利用都有重要的意义和积极的推动作用。

关 键 词：粉煤灰；利用；煤化工中图分类号：TQ 530 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2014）10-1955-04Resource Utilization of Fly Ash From Ningdong Coal-Chemical Industrial Base of SNCG Coal Chemical Industry CompanyLIU Hong-gang ，LIU Chun-meng ，YANG Shuai ，JING Yun-huan（R&D Center of SNCG Coal Chemical Industry Company, Ningxia Yincuan 750411,China ）Abstract : The source of fly ash from the process of coal chemical production was introduced, the characteristics of gasification furnace ash and boiler fly ash were detected by XRD, SEM, FT-IR and other means. According to the test results, some suggestions on comprehensive utilization fly ash in coal chemical industry were put forward. Selecting appropriate fly ash treatment technology to create a demonstration project of comprehensive fly ash treatment has important significance and positive role for energy utilization of fly ash not only in the base but also in the coal chemical industry.Key words : Fly ash; Utilization; Coal chemical industry宁东是国家批准建设的13个亿吨级大型煤炭基地之一，并列为国家觃划建设的6个大型煤电基地和7个煤化工基地。

神华宁夏煤业集团结合企业自身实际，在宁东能源化工基地（A 区）觃划建设了一批煤化工项目。

仅现已建成投产的85万t/a 甲醇、50万t/a 煤基烯烃项目和6万t/a 聚甲醛项目每年共产生粉煤灰约200万t ；目前在建项目主要有50万t/a 甲醇制烯烃、400万t/a 煤炭间接液化项目，后期还将开工建设40亿m 3/a 煤制天然气项目，这些煤化工项目陆续投产后还将产生更大量的粉煤灰。

我公司煤化工项目粉煤灰排放主要来源有三个：一部分为气化炉粉煤灰；另一部分为动力锅炉粉煤灰；再一部分为气化灰水处理工段压滤机滤饼。

由于煤在气化炉和锅炉中燃烧的气氛不同，因此燃烧后的灰渣性质差异较大。

通过XRD 、SEM 、FT-IR 等分析手段对气化炉粉煤灰和锅炉粉煤灰的特性迚行比较分析，并且根据检测分析结果，提出了粉煤灰资源化综合利用的建议。

1 实验部分1.1 实验样品及预处理分别取不同气化炉及锅炉产生的粉煤灰样品。

将样品编号后，在鼓风干燥箱中110 ℃烘6 h 去掉样品的水分，最后粉磨至300目待测。

样品与其对应编号见表1。

表1 渣样编号Table 1 The sample number编号 123 4 粉煤灰样品灰水滤饼 水煤浆气化渣锅炉渣干煤粉气化渣1.2 表征1.2.1 X 射线粉末衍射分析（XRD ）用于鉴定样品的物相组成。

X 射线粉末衍射仪为日本理学D/max －2000型，铜靶（Cu K α），扫描范围2.5°～45°（2θ），扫描速率：2°/min ，步宽0.02°，管电压40 kv ，管电流34 mA ，石墨单色器，连续扫描。

1.2.2 扫描电镜分析（SEM ）用于观察试样的晶体形貌和大小。

Hitachi S －网络出版时间：2014-10-31 17:19网络出版地址：/kcms/detail/21.1457.TQ.20141031.1719.005.html1956 当 代 化 工 2014年10月4800型场发射扫描电镜，工作距离8.8～8.9 mm ，电压5 kV 。

1.2.3 傅立叶转变红外光谱（FT-IR ）采用KBr 压片法。

Nicolet Nexus －6700型傅立叶转变红外光谱仪表征其红外吸收特征，扫描范围400～4 000 cm -1。

1.2.4 X 射线荧光光谱分析（XRF ） 用于鉴定样品化学成分含量。

样品经850 ℃煅烧3 h 除掉烧失量后迚行测试。

2 结果与讨论分含量最高的均为SiO 2，除1#样品外其他样品均超过了40%；Al 2O 3含量在13.24%～19.18%之间；Fe 2O 3含量除1#样品外，其他样品均在12.5% 以上；CaO含量在6.44%～12.39%之间；SO 3除了4#样品含量偏高以外，其它含量较低。

2.2 物相分析经X 射线粉末衍射分析得到各样品的物相组成，各样品的XRD 图谱如图1-图4所示。

由图1-图4分析可知：1#样品的XRD 谱图中主要为“馒头状”衍射峰，说明玻璃相含量较高；此外，还含有极小的石英衍射峰，说明其中还含有极少量图1 1#样品XRD 分析谱图Fig.1 The XRD spectrum diagram of 1# sample102030402-Theta(°5001000150020002500I n t e n s i t y (C P S )[2.raw]图2 2#样品XRD 分析谱图Fig.2 The XRD spectrum diagram of 2# sample 图3 3#样品XRD 分析谱图Fig.3 The XRD spectrum diagram of 3# sample图4 4#样品XRD 分析谱图Fig.4 The XRD spectrum diagram of 4# sample第43卷第10期刘洪刚，等：神华宁煤煤化工基地粉煤灰的资源化利用 1957 2.3 颗粒形貌经扫描电镜分析得到各样品的颗粒形貌状态，各样品的SEM图谱如图5-图8所示。

图51#渣样放大3 000倍SEM图Fig.5 The SEM diagram of 1# slag sample 3 000 timesmagnification图6 2#渣样放大5 000倍SEM图Fig.6 The SEM diagram of 2# slag sample 5 000 timesmagnification图7 3#渣样放大1 500倍SEM图Fig.7 The SEM diagram of 3# slag sample 1 500 timesmagnification图8 4#渣样放大1 500倍SEM图Fig.8 The SEM diagram of 4# slag sample 1500 timesmagnification从图5-图8中可以看出：1#渣样中含有大量的余炭、球形微珠和不觃则的玻璃体，渣样中余炭的表面疏松有很多孔隙，周围附着许多细小球微珠和絮状物；2#渣样中也含有疏松多孔的余炭、球形微珠和不觃则的块状，但球状颗粒较大，球状颗粒表面附着许多疏松多孔的絮状玻璃体；3#渣样中含有许多不觃则的块状颗粒和少量疏松多孔的余炭，许多细小的不觃则块状颗粒粘结在一起，形成疏松的大颗粒；4#渣样中含有许多粒径大小不一的球形微珠和疏松多孔的余炭和不觃则块状的玻璃体，球状颗粒表面疏松多孔，附着疏松多孔的絮状玻璃体。

2.4 FT-IR分析经傅立叶转变红外光谱分析得到各样品的FT-IR谱图，如图9-图12所示。

图9 1#样品FT-IR谱图Fig.9 The FT-IR spectrum diagram of 1# sample图10 2#样品FT-IR谱图Fig.10 The FT-IR spectrum diagram of 2# sample图11 3#样品FT-IR谱图Fig.11 The FT-IR spectrum diagram of 3# sample1958 当 代 化 工 2014年10月图12 4#样品FT-IR 谱图Fig.12 The FT-IR spectrum diagram of 4# sample后将磁选铁后剩余的粉煤灰通过磨制分选成不同级别的成品灰，分别用于筑路、建材原料[2]、制砖[3]、制陶粒[4]、改良土壤[5]等。

处理流程如图13所示。

图13 粉煤灰处理流程示意图 Fig.13 The flow chart of fly ash treatment4 结束语［2］Amin Talebian-Kiakalaieh, Nor Aishah Saidina Amin, Hossein Mazaheri.A review on novel processes of biodiesel production from waste cooking oil [J]. Applied Energy,2013,104:683-710.［3］Atabani.A.E, Silitong.A.S, Irfan Anjum Badruddina, et al. Acomprehensive review on biodiesel as an alternative energy resource and its characteristics[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012, 16:2070-2093.［4］James Pullen, Khizer Saeed. An overview of biodiesel oxidation stability[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2012,16:5924-5950.［5］Michael S. Graboski, Robert L. McCormick. Combustion of fat andvegetable oil derived fuels in diesel engines[J].Progress in Energy and Combustion Science,1998,24(2):125-164.［6］Steve Talbot. Biofuels-Performance Enhancement and the Role ofAdditives[C]. Hart ’s World Refining & Fuel Conference, 2006. ［7］Gili,F., Igartua,A., Luther,R., et al. The impact of biofuels on engiDetergency and lubricity of Diesel oil[J] .China Petroleum Processing and Petrochemical Technology, 2011, 13(4):58-63.［11］吴 江,陈波水,方建华,等. 生物柴油发动机润滑油氧化衰变特性模拟研究[J].车用发动机,2008,6:85-88.［12］吴 江,陈波水,方建华,等.生物柴油对柴油机油氧化、清净和抗磨性能的影响[J].石油学报（石油加工）,2009,25:62-66.［13］Minami I. Influence of aldehydes in make ‐up oils on antioxidationproperties[J]. Lubrication Science, 1995, 7(4): 319-331.［14］刘晶郁, 陈燕, 陈兴旺. 二烷基二硫代磷酸锌在菜籽油中的摩擦学机理分析[J]. 长安大学学报: 自然科学版, 2005, 25(4): 77-79.［15］Barnes A M, Bartle K D, Thibon V R A. A review of zinc dialkyldithiophosphates (ZDDPS): characterisation and role in the lubri cating oil[J]. Tribology International, 2001, 34(6): 389-395. ［16］张润香, 刘功德, 曹聪蕊, 等. ZDDP 热稳定性及其对抗磨性能的影响[J]. 润滑油, 2013, 27(6): 29-34.。