粉煤灰微波-水热合成法制备分子筛的研究进展

煤炭燃烧与转化过程产生大量的固体废弃物粉煤灰,其大量排放与堆积造成的环境污染已引起人们的广泛重视,以粉煤灰为原料制备分子筛是粉煤灰资源化利用的重要途径。传统水热合成加热方式所需合成时间较长,能量消耗量大;微波加热可极大地缩短反应时间,并对产物晶粒大小、纯度和分子筛产品性能有明显改善。本文介绍了微波-水热合成法将粉煤灰转化为不同类型分子筛的反应机理及其所制备的分子筛产品的应用,分析了粉煤灰制备分子筛过程中阴离子和阳离子、前驱液的碱度、晶种、加热方式等关键因素的影响,讨论了粉煤灰经过分级处理和除杂后,用微波-水热相结合替代传统加热对分子筛产品纯度、晶粒尺寸、孔径分布的调控和优化规律,为粉煤灰合成不同种类分子筛提供了重要的理论指导与发展方向。同时提出了将煤粉炉粉煤灰经除杂和分级处理获取其中的硅铝组分、通过调控硅铝比以微波-水热合成制备方沸石的新工艺,为粉煤灰资源化利用开辟了新途径。     

煤矸石微波辅助合成沸石分子筛的研究

为探究煤矸石合成沸石分子筛的最优工艺,以煤矸石为主要原料,采用传统水浴加热与微波辅助加热的方法,合成4A型沸石分子筛与P型沸石分子筛,利用电子显微镜和X射线衍射,对其形貌和结构进行分析表征。实验通过制备相同的沸石分子筛,得出制备沸石分子筛的煤矸石需要高岭石含量较高、有害杂质含量较低及较为合适的粒径(3μm～50μm)。相较于传统水浴加热,微波辅助加热得到的沸石分子筛纯度低,但加热时间仅需30 min～40 min,而传统水浴加热合成需要24 h,同时微波辅助加热还提高了沸石分子筛反应速率和分散度。     

粉煤灰基沸石分子筛的合成及应用进展

煤炭在燃烧利用过程中产生大量的粉煤灰。我国粉煤灰产量高居世界第1位,由于综合利用率只有70%,仍有大量粉煤灰露天堆存,造成严重的环境污染和资源浪费。消除粉煤灰的环境污染、提高其资源化利用率对我国循环经济的发展具有重要的现实意义。我国粉煤灰的利用由早期的粗放型规模化利用逐渐向精细型高值化利用转变。由于粉煤灰中富含硅铝元素,以粉煤灰为原料合成沸石分子筛是近年来粉煤灰高值化利用的研究热点。从4个方面对粉煤灰基沸石分子筛的合成及应用展开论述。首先,介绍了粉煤灰的形成、物化性质及其危害和治理利用现状。粉煤灰是一些矿物组成不同、形态不同的颗粒的机械混合物,其性质与原煤的成分、产地和燃烧方式有关。而粉煤灰的特性是决定其综合利用方式的关键。其次,论述了粉煤灰的3种主要活化方式,包括机械活化、水热活化和碱(盐)融活化。粉煤灰中的硅铝元素主要以非晶矿物玻璃体形式存在,其表面是致密的玻璃质外壳,粉煤灰合成沸石分子筛的关键问题是如何使硅和铝被充分活化,并得到有效利用。相比于机械研磨活化和碱(盐)熔融活化,水热活化有更高的活化效率和较低的能耗。第3部分论述了粉煤灰基沸石分子筛放入水热合成方法,重点介绍了直接水热合成法、碱融-水热合成法、微波/超声波-水热合成法、晶种法和转晶法。粉煤灰合成沸石分子筛一般均基于水热合成过程,多步水热处理可提高产物纯度,辅以超声、微波、碱熔融和添加晶种等方法可提高产率、晶化速率和结晶度。转晶法可极大拓展粉煤灰基沸石的骨架类型和酸性位,是更有利的粉煤灰基沸石分子筛的制备技术。最后,概述了粉煤灰基沸石分子筛的应用。粉煤灰基沸石分子筛的应用尚处于探索阶段,主要用于环境治理领域,包括工业废水中重金属离子的吸附脱除、大气污染物的吸附脱除以及温室气体CO2吸附。     

煤基固废合成A型和X类型分子筛的调控研究

选取黑龙江七台河地区煤矸石燃烧后产生的灰渣,经筛分得到100目粉煤灰,将其作为制备分子筛的原料。在传统碱熔-水热合成法基础上,运用微波辅助陈化反应,经酸浸、碱熔等预处理,调控碱熔、陈化等反应过程参数,制得A型和X型分子筛。碱固比为0.8∶1时,合成的分子筛以正四面体A型分子筛为主,随碱固比增加,分子筛晶型逐渐向X型分子筛转变。最佳合成条件为：首先于750℃碱熔温度下焙烧3 h,再于80℃下微波辅助陈化0.5 h,随后转移至室温下陈化16 h,经充分陈化后再于105℃下晶化7 h。研究结果表明,微波辅助陈化方法可缩短陈化时间,并有利于在后续的晶化反应过程中获得粒径均匀、晶体分散、晶型完整的分子筛产物。     

粉煤灰合成分子筛的研究

在中国,粉煤灰合成分子筛是处理粉煤灰的一个重要方法,粉煤灰正成为沸石合成的一个重要原料.比较了水浴合成和微波合成制备分子筛的特点.XRD和SEM分析表明,微波晶化合成的沸石外观形状更加规则,均为圆形或者椭圆形的小球,且微波晶化合成的沸石分布均匀,结构致密.微波晶化可以快速晶化产生沸石,但随着晶化时间的推移,由于微波晶化的晶化反应太过剧烈,不利于核的增长.     

利用粉煤灰提取活性二氧化硅

硅源、铝源是合成分子筛必不可少的原料,人们最开始采用化学试剂作为原料,其原料来源有限,并且成本较高。逐渐高岭土、煤矸石、硅藻土、粉煤灰成为合成分子筛的主选原料,它们不仅来源广泛,而且成本也很低。关键是这些原料中恰恰含有合成分子筛主要的原料SiO_2和Al_2O_3。利用粉煤灰做原料合成分子筛既节约化工原料又废物利用。本实验采用XRD、SEM对粉煤灰进行化学成份及物相分析,确定采用C(NaOH)为8mol/L,反应温度为95℃,反应时间为6h溶出粉煤灰中的非晶态SiO_2,将CO_2气体通入提取液中制备具有活性且比表面积较大SiO_2基质。     

粉煤灰合成分子筛主要工艺的研究进展

粉煤灰中含有大量的Si、Al元素,可作为合成分子筛的主要原料.通过对粉煤灰合成分子筛的主要工艺进行比较分析,研究了各工艺的优缺点以及合成过程中的主要影响因素.粉煤灰合成分子筛的工艺已由一步水热法开发出:二步水热法、碱熔融法、有机/无机模板剂法、微波/超声波辅助加热法和无溶剂体系法.其中二步水热法、有机/无机模板剂法可通过在原料中添加了硅铝源或模板剂来控制反应方向,提高目标沸石的结晶度;碱熔融法可有效提高粉煤灰中有效物质的活性;微波/超声波辅助加热法可降低合成过程的能耗;无溶剂体系法可有效降低合成过程的水耗.每种合成工艺中可通过控制硅铝比、液固比、碱的种类和浓度、晶化温度等因素来降低合成成本.     

利用粉煤灰制备X型分子筛的研究进展

粉煤灰如何资源化利用已成为人们研究的热点,因其组成中含有大量的硅和铝成分,粉煤灰被开发用来制备高附加值的沸石产品.本文综述了X型分子筛的特点与应用情况,介绍了合成原理.总结了利用粉煤灰合成NaX型分子筛的传统方法和新工艺,如水热合成法,碱熔融法,碱熔-脱硅法等.分析了沸石合成过程中的影响因素,主要包括粉煤灰组成、加碱煅烧、反应配比、晶化时间和温度.探讨了未来研究的方向,上述分析为今后应用粉煤灰合成X型分子筛提供理论依据.     

粉煤灰制备沸石分子筛的研究进展

本文综述了利用工业废弃物-粉煤灰合成沸石分子筛的最新进展,包括水热法、两步法、碱熔融法等合成工艺,评价了各种合成方法的特点及存在的问题,并对粉煤灰合成沸石分子筛在化工行业、水处理、废气治理以及放射性废物处理等领域的最新应用进展进行了介绍,展望了粉煤灰合成沸石分子筛的研究及应用前景.     

不同原料配比粉煤灰合成A型分子筛的研究

粉煤灰在燃煤电厂是一种固体废弃物,本文研究把粉煤灰合成A型分子筛,保护环境、变废为宝,增加了一种粉煤灰资源化处理的方式。采用水热合成法合成A型分子筛,研究了不同原料配比对合成产物的影响,具体从改变硅铝比、钠硅比、氢氧化钠浓度三个方面进行研究,旨在找出不同原料配比下合成A型分子筛的规律,为粉煤灰合成A型分子筛提供参考。     

露天煤矿煤质对煤场库存的影响

煤场库存关系到区域煤炭的供应关系是否能够平衡发展,保证其数据资源的精准性,是煤矿库存管理和控制的依据。针对煤场库存影响的因素进行探析,尤其是露天煤矿煤质因素对其产生的影响。从露天煤矿煤质因素对于煤场库存的影响出发,在此基础上依次从发热量、水分和灰尘3个角度探析了煤质因素对于煤场库存的作用。     

用煤反射率分布图指导煤场来煤的合理堆放

为指导煤场来煤合理堆放,建立了与煤随机反射率有关的煤岩指标:离异值、范围容纳度、分布图重叠度、煤堆中心值、分布范围等.介绍了这些指标的作用与判别准则,用堆放煤反射率分布图叠加形成的反射率分布图等分析煤堆煤在炼焦配煤中的作用.针对指导生产的时效性与对来煤的代表性,采用HD型全自动显微镜光度计软件可方便实施上述功能.     

煤粉分形维数对低阶煤配煤成浆性能的影响

分形理论能够较为准确地描述煤粉的特征,为研究煤粉分形维数与水煤浆成浆浓度的关系,选取东胜矿区低阶煤(民达、东川和纳林庙煤)及准格尔矿区的黑岱沟煤样,将东胜煤与黑岱沟煤进行配煤、配煤结合粒度制浆。利用激光粒度仪测定了配煤后煤浆的粒度分布曲线,并用分形理论分析了不同粒度煤粉的分形特征。     

煤液化用煤种的选择研究

影响煤加氢液化反应的因素很多,不同的煤对氢敏感度不一样,有的容易加氢,有的不容易加氢.显然容易加氢的煤在经济上就比较划算.在煤的工业分析、元素分析和煤岩显微组分含量分析的基础上,简要讨论了原料煤对煤液化的影响.在煤的组成和物理性质等与液化特征之间建立良好的对应关系,总结出适合煤液化用煤种的一些特性.     

神华煤与水煤浆产业化的发展

神华煤制取高浓度水煤浆研发及工业性试验的成功,标志着中国水煤浆技术上的飞跃。为节省特别适合制浆的宝贵炼焦煤资源,低灰、低硫、高反应活性的神华煤水煤浆显示出极大的推广应用潜力。为神华煤又开辟了一条新的工业用途。     

配型煤炼焦试验

通过配型煤炼焦的工业和工业试验表明，焦煤配入量降低１５～２０个百分点，气煤和气肥煤配入量增加５～１８个百分点，焦炭质量还在所改善。     

浅论壳牌煤气化煤粉循环

壳牌煤气化技术采用干煤粉进料,煤粉管线的稳定性对装置的试车及长周期稳定运行至关重要。介绍了越南宁平日投煤量1 300 t的壳牌煤气化装置煤循环的过程、方法及注意事项。     

Shell 煤气化炉用煤及生产调控

从原料煤灰熔点对Shell煤气化炉稳定运行角度出发,详细介绍了煤的组成对灰熔点的影响、渣的形态对灰流动性的反映和因配煤不均或气化炉水冷壁、烧嘴罩及烧嘴头发生泄漏等情况而导致生产波动时的操作方法,对同类装置稳定运行具有重要指导意义。     

Shell煤气化装置配煤浅析

制约Shell煤气化装置长周期高负荷运行的主要原因之一是煤质问题。文章对Shell煤气化配煤问题进行了探讨,通过以本地煤为主,外地煤为辅进行复配试验,找到了适合气化炉运行的配煤方案,从而解决了因煤质问题导致气化炉积灰或垮渣等因素,实现Shell煤气化装置长周期、高负荷运行。     

煤液化用煤种的选择研究

影响煤加氢液化反应的因素很多,不同的煤对氢敏感度不一样,有的容易加氢,有的不容易加氢.显然容易加氢的煤在经济上就比较划算.在煤的工业分析、元素分析和煤岩相显微组分含量分析的基础上,简要讨论了原料煤对煤液化的影响.在煤的组成和物理性质等与液化特征之间建立良好的对应关系,总结出适合煤液化用煤种的一些特性.