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利用粉煤灰制备系列分子筛产品

2018-02-01 09:32:53 蒙中进出口 阅读

  以粉煤灰为原料合成系列分子筛产品不但可替代商品级分子筛在吸附、分离和催化等领域中的应用,还实现了固体废物的减量化、资源化、无害化。

 

  一、技术背景

 

  粉煤灰是煤灰燃烧后,由烟气从锅炉中带出来的粉状残留物,是一种人工火山灰质材料,其自身具有微弱的胶凝值(或不具有胶凝值),但当它以粉状及有水存在时能在常温下与氢氧化钙反应形成胶凝性化合物。中国是煤炭资源的消耗大国,70%的煤炭用于火力发电,不可避免地产生大量粉煤灰,火力发电厂排放粉煤灰主要包括从烟筒排向天空的飞灰、除尘器中排出的细灰和燃烧炉中排出的灰渣。粉煤灰会严重污染环境,给人们的生活、动植物的生长等造成严重的危害。粉煤灰弃之为废,用之为宝,它是一种潜在的第三资源。粉煤灰外观如图1所示。

 

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  二、技术原理

 

  课题组较早在国内开展了由粉煤灰制备系列分子筛产品的研究和开发,合成产品的各项指标均达到或接近商品级分子筛的要求,急需寻找合作对象使其产业化。

 

  利用粉煤灰制备成型沸石分子筛的工艺,具体方法为:将粉煤灰、调节剂、激发剂、外加剂和水充分混匀,经陈化后挤出成型;成型物料经压蒸养护后,于程序升温炉中热处理,最后将成型物料在NaOH水溶液中沸石化,经洗涤干燥即得成型沸石。工艺流程图如图2所示,成型沸石如图3所示。

 

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  三、应用影响

 

  分子筛作为主要的催化材料、吸附分离材料和离子交换材料三大主要领域在石油加工、石油化工与精细化工及日用化工中起着愈来愈重要的作用。合成分子筛的年产总值据统计已超过20亿美元,而与分子筛有关的催化与吸附等材料其年产总值则大大超过分子筛本身价值。若以粉煤灰为原料合成系列分子筛产品,实现产业化,不但可以产生显著的经济效益,而且可以解决我国大量露天堆放的粉煤灰带来的一系列环境问题。

 

  随着我国经济建设和电力事业的快速发展,煤炭的大量利用导致了粉煤灰的排放量与日俱增,这导致了严重的环境污染。因此,急需拓展粉煤灰的利用新途径,“化害为利,变废为宝”,提高经济效益和社会效益。

 

  以粉煤灰为原料合成系列分子筛产品不但可替代商品级分子筛在吸附、分离和催化等领域中的应用,还实现了固体废物的减量化、资源化、无害化。

 

  本方法将粉煤灰成型和粉煤灰沸石化有机的结合在一起,具有以下优势:

 

  不仅节约了原材料、降低了能耗,还缩短了工艺周期;

 

  通过本方法制备的成型粉煤灰沸石具有机械强度高、制备方法简单;

 

  分子筛产品形状多种多样、成本低;

 

  耐腐蚀、质轻,多三维贯通孔道。

 

  目前,本技术已进入生试阶段,待产业化,且可达到以下指标:

 

  1、合成系列分子筛产品均符合相应的标准X-衍射谱图(JCPDScode);

 

  2、重要的性能、应用指标如化学组成、热稳定性、离子交换容量和比表面积均符合商品级要求。

 

  分子筛作为主要的催化材料、吸附分离材料和离子交换材料,应用于石油加工、石油化工与精细化工及日用化工工业等三大主要领域。



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