基于高内相W/O乳液的煤气化渣油团聚脱炭研究

彭扬, 廖寅飞, 陈罗建, 罗国兰, 安茂燕. 基于高内相W/O乳液的煤气化渣油团聚脱炭研究[J]. 矿产保护与利用, 2023, 43(6): 33-40. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.06.004
引用本文: 彭扬, 廖寅飞, 陈罗建, 罗国兰, 安茂燕. 基于高内相W/O乳液的煤气化渣油团聚脱炭研究[J]. 矿产保护与利用, 2023, 43(6): 33-40. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.06.004
PENG Yang, LIAO Yinfei, CHEN Luojian, LUO Guolan, AN Maoyan. Decarbonization of Coal Gasification Slag by Oil Agglomeration Based on High Internal Phase W/O Emulsion[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2023, 43(6): 33-40. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.06.004
Citation: PENG Yang, LIAO Yinfei, CHEN Luojian, LUO Guolan, AN Maoyan. Decarbonization of Coal Gasification Slag by Oil Agglomeration Based on High Internal Phase W/O Emulsion[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2023, 43(6): 33-40. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.06.004

基于高内相W/O乳液的煤气化渣油团聚脱炭研究

  • 基金项目: 江苏省自然科学基金面上项目 (BK20221546,BK20211048);徐州市科技计划重点研发项目(KC21285)
详细信息
    作者简介: 彭扬(2002—),男,甘肃白银人,矿物加工专业在读本科生,主要从事煤(矿)分选方面的研究工作,E−mail:19549165690@163.com
    通讯作者: 廖寅飞(1986—),男,江西赣州人,副教授,硕士生导师,主要从事难选煤(矿)高效分选与智能控制等方面的研究工作,E−mail:liaoyinfei@cumt.edu.cn
  • 中图分类号: TD849;TD923

Decarbonization of Coal Gasification Slag by Oil Agglomeration Based on High Internal Phase W/O Emulsion

More Information
  • 煤气化渣残炭含量高,炭灰相互制约,阻碍煤气化渣的资源化利用。故脱炭是煤气化渣资源化、高值化利用的基础。煤气化渣表面孔隙发达,目前主要的脱炭方法如浮选、油团聚等,存在药耗高、残炭回收率低等问题。高内相W/O乳液是内水相体积大于74.05%的油包水乳液,内水相代替油在煤气化渣表面孔隙进行填充,可使油团聚分选时的油耗大幅降低。研究了高内相W/O乳液油团聚分选煤气化渣,通过工业分析、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)考察了煤气化渣样品性质,同时利用激光粒度仪和光学显微镜研究了表面活性剂、内水比例和无机盐等对高内相W/O乳液稳定性和粒度的影响规律,最后对比了高内相W/O乳液与煤油、柴油及Span80−油混合物对煤气化渣油团聚的脱炭效果。结果表明:该煤气化渣样品固定碳含量为51.94%,主要脉石矿物为石英、方解石和硬石膏;碱木质素、表面活性剂以及NaCl和MgCl2的添加有利于提高乳液稳定性。相比于煤油、柴油及Span80−油混合物,药剂用量相同时,高内相W/O乳液油团聚残炭回收率平均提高14百分点,节油率可达85%以上。其中内水比例85%、表面活性剂用量25%、添加NaCl的高内相W/O乳液脱炭效果最好,残炭回收率可达91.23%。表明高内相W/O乳液油团聚是一种行之有效的煤气化渣脱炭方法。

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  • 图 1  气化渣原样的SEM图片(a:2500倍,b:5000倍)

    Figure 1. 

    图 2  气化渣样品磨矿解离后的SEM图片(a:2500倍,b:5000倍)

    Figure 2. 

    图 3  高内相W/O乳液油水结构

    Figure 3. 

    图 4  高内相W/O乳液稳定性影响 (a:碱木质素影响;b:内水比例影响)

    Figure 4. 

    图 5  高内相W/O乳液稳定性的影响(a:表面活性剂含量影响;b:无机盐影响)

    Figure 5. 

    图 6  高内相W/O乳液粒度分布变化规律:(a)内水比例影响;(b)表面活性剂影响;(c)无机盐影响

    Figure 6. 

    图 7  高内相W/O乳液的光学显微镜照片(a:Wwater=85%,WSurfactant =15%;b:Wwater =90%,WSurfactant =15%;c: W water =95%,WSurfactant =15%;d: W water =85%,WSurfactant=20% e: Wwater =85%,W Surfactant =25%)

    Figure 7. 

    图 8  常规油团聚分选结果(a:残炭回收率;b:尾矿烧失量)

    Figure 8. 

    图 9  加入Span80的高内相W/O乳液油团聚分选实验结果(a:残炭回收率;b:尾矿烧失量)

    Figure 9. 

    图 10  不同内水比例的高内相W/O乳液油团聚分选实验结果(a:残炭回收率;b:尾矿烧失量)

    Figure 10. 

    图 11  含不同无机盐的高内相W/O乳液油团聚实验结果(a:残炭回收率;b:尾矿烧失量)

    Figure 11. 

    图 12  不同药剂最大残炭回收率对比

    Figure 12. 

    表 1  样品性质分析

    Table 1.  Property analysis of the sample /%

    指标工业分析元素分析
    MadAadVadFCadCdOdHdNd
    含量2.2345.1910.63%51.9481.6916.231.031.05
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出版历程
收稿日期:  2023-10-31
刊出日期:  2023-12-25

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