超声空化-流体剪切协同强化油团聚分选煤气化细渣

TQ546; 煤气化细渣(CGFS)具有较高的利用价值,但残炭回收率低极大地制约了其资源化利用.油团聚分选法在CGFS分选过程中具有明显优势,但炭灰共生结构严重限制了油团聚分选效率.为突破油团聚法分离富集残炭技术的瓶颈问题,考察了超声时间、超声功率、流体剪切时间及其交互作用对油团聚分选效果的影响,并结合BET、粒度分布、FT-IR、XPS以及SEM-EDS等分析手段,揭示了超声空化-流体剪切(UC-FS)协同预处理对油团聚分选效果的强化机理.结果表明:当超声功率为 270 W、超声处理时间 29 min、流体剪切时间 23 min时,能分选得到灰分为 9.55%的精矿、灰分为 91.51%的尾...

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Published in煤炭学报 Vol. 49; no. 2; pp. 1083 - 1097
Main Authors 周安宁, 陈恒, 韩瑞, 张宁宁, 郭凯强
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西安科技大学化学与化工学院,陕西西安 710054 01.02.2024
自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西西安 710021%西安科技大学化学与化工学院,陕西西安 710054
Subjects
coal gasification fine slag
流体剪切
油团聚
ultrasonic cavitation
超声空化
炭灰结构解离
fluid shear
carbon ash structure disso-ciation
煤气化细渣
oil agglomeration
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2023.1672

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Summary:TQ546; 煤气化细渣(CGFS)具有较高的利用价值,但残炭回收率低极大地制约了其资源化利用.油团聚分选法在CGFS分选过程中具有明显优势,但炭灰共生结构严重限制了油团聚分选效率.为突破油团聚法分离富集残炭技术的瓶颈问题,考察了超声时间、超声功率、流体剪切时间及其交互作用对油团聚分选效果的影响,并结合BET、粒度分布、FT-IR、XPS以及SEM-EDS等分析手段,揭示了超声空化-流体剪切(UC-FS)协同预处理对油团聚分选效果的强化机理.结果表明:当超声功率为 270 W、超声处理时间 29 min、流体剪切时间 23 min时,能分选得到灰分为 9.55%的精矿、灰分为 91.51%的尾矿,可燃体回收率可提高至 90.54%.超声空化作用使原本致密的炭灰结构逐渐松散,与流体剪切的冲刷作用协同促进CGFS的孔隙结构的发展,使炭灰颗粒解离度增加,从而降低了精矿灰分.UC-FS协同预处理能够有效增加残炭表面C—C、C=C以及C—H等疏水基团的比例,使其接触角由 110.34°增加到 121.16°,扩大了炭和灰颗粒表面疏水性差异,提高了油团聚分选的效果.UC-FS协同预处理使炭灰颗粒高效分离的强化作用主要归因于超声空化气泡与细粒微球耦合产生的微磨料效应.可为实现CGFS分质资源化利用提供理论基础和技术指导.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2023.1672