煤气化技术作为煤炭高效清洁转化利用的重要技术,其无机组分约占20％,主要以气化灰渣(气化滤饼和粗渣)形式外排,其中气化滤饼碳含量达20％～50％,是资源化利用的关键技术瓶颈,由于缺乏对碳微观物化性质的深入分析,导致脱碳效率低、成本高,主要以堆存方式处理,造成环境污染.针对上述问题,以内蒙古某公司气流床气化得到的气化滤饼为研究对象,采用XRD谱图精修、粒度仪、扫描电镜、碳硫分析仪、热重分析仪以及灰熔点分析仪等对气化灰渣的元素/矿相组成、碳结晶度、碳在不同粒度中的分布规律、碳与无机相赋存形态和微观形貌、碳失重范围以及气化滤饼的反应活性等方面进行研究.结果表明:气化滤饼中碳主要以反应活性较高的无定型碳和惰性的石墨碳2种形态存在,其比例分别为92.94％和7.06％,其赋存形态主要是由煤种和气化条件决定;气化滤饼中碳赋存形态包括单独存在的絮状碳颗粒、与无机组分熔融的不规则颗粒,且细颗粒中含碳量高,粗颗粒中无机组分含量高;500～700℃热重分析的失重高达27.38％,与碳硫分析和马弗炉烧失量结果较为一致,说明该部分烧失部分主要是碳的高温热解导致;通过分析灰熔融温度,发现软化温度在1130℃,流动温度在1 247℃,在煤气化温度范围内具有较高的反应活性,可用于循环掺烧实现碳资源的高效回收利用.
煤气化 气化滤饼 碳 基础物性 反应活性 高效脱碳