一种飞灰的处理方法技术

本发明专利技术提供一种飞灰的处理方法，涉及煤催化气化技术领域，该方法不仅能将飞灰中的含碳物质转化成活性炭，还能够实现飞灰中碱金属盐催化剂的回收利用。该方法包括：使飞灰与碱性化合物、水进行水热处理，得到含有由碱金属盐转化成的碱金属的氢氧化物和由含碳物质转化成的活化含碳物质的固液混合物；对固液混合物进行干燥处理，得到含碱飞灰，含碱飞灰包括碱金属的氢氧化物和活化含碳物质；对含碱飞灰进行活化处理，以使活化含碳物质转化为活性炭，得到含有活性炭和碱金属物质的固体混合物；对固体混合物进行水洗处理，得到活性炭和含有碱金属离子的溶液，将含有碱金属离子的溶液提供给煤催化气化反应。

【技术实现步骤摘要】
一种飞灰的处理方法
本专利技术涉及煤催化气化
，尤其涉及一种飞灰的处理方法。
技术介绍
煤催化气化工艺的原料煤粒径分布较宽，其中，小颗粒物料进入反应炉即被气流夹带出去。同时煤颗粒在热解、气化反应过程中发生破碎形成小颗粒物料，且炉内物料与炉壁、颗粒间相互碰撞、摩擦也会形成小颗粒物料，这些小颗粒物料都会被夹带出反应炉。一般而言，煤催化气化反应系统通常设置两级气固分离装置(如旋风分离器)，将出口煤气夹带的细小飞灰收集下来返回反应炉。但因飞灰粒径较细，反应性不高，进入反应炉后又被夹带到旋风及其后的系统，造成飞灰的无效循环。煤催化气化工艺的旋风飞灰具有粒径细，含碳量高并且其中含有大量的催化剂的特点。飞灰在反应炉内的不断循环将会造成出口夹带量和旋风负荷的增加。并且，飞灰在循环过程中不断碎裂变成极微小的颗粒，使得旋风无法捕集而进入煤气系统，不仅给气、尘、油、水多相分离带来困难，还会造成碳、催化剂的损失，以及引起环境污染。因此，煤催化气化工艺旋风飞灰的处理问题亟待解决。
技术实现思路
鉴于此，为解决现有技术的问题，本专利技术的实施例提供了一种飞灰的处理方法，采用该方法处理飞灰，不仅能够将飞灰中的含碳物质转化成活性炭，实现飞灰的高附加值利用，还能够实现飞灰中碱金属盐催化剂的回收利用，大幅度提高经济性和环保性。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：本专利技术实施例提供了一种飞灰的处理方法，所述飞灰包括含碳物质和碱金属盐，所述飞灰的处理方法包括：使所述飞灰与碱性化合物、水进行水热处理，得到含有由所述碱金属盐转化成的碱金属的氢氧化物和由所述含碳物质转化成的活化含碳物质的固液混合物；对所述固液混合物进行干燥处理，得到含碱飞灰，所述含碱飞灰包括所述碱金属的氢氧化物和所述活化含碳物质；对所述含碱飞灰进行活化处理，以使所述活化含碳物质转化为活性炭，得到含有所述活性炭和碱金属物质的固体混合物；对所述固体混合物进行水洗处理，得到所述活性炭和含有碱金属离子的溶液，将所述含有碱金属离子的溶液提供给煤催化气化反应。可选的，所述活化处理包括：在惰性气氛下，对所述含碱飞灰进行化学活化处理，使得所述碱金属的氢氧化物与所述活化含碳物质反应，在所述活化含碳物质上形成孔洞，以使所述活化含碳物质转化为活性炭。可选的，所述惰性气氛包括氮气气氛。可选的，所述化学活化处理的温度为650～750℃。可选的，在所述化学活化处理之后，所述活化处理还包括：向经过所述化学活化处理的含碱飞灰中通入气体介质，对所述活性炭进行物理活化处理，使得所述活性炭中的部分炭与所述气体介质反应，转化为气体，以提高所述活性炭的孔洞数量。可选的，在所述物理活化处理过程中，采用脉冲方式通入所述气体介质。可选的，所述采用脉冲方式通入所述气体介质中，通入所述气体介质的时间间隔为2～10min。可选的，所述气体介质包括水蒸气和/或CO2气体。可选的，所述水热处理过程中，水与固体物料的质量比为2～6。可选的，所述水热处理在密闭条件下进行，饱和蒸气压为0.19～1.0MPa。可选的，所述水热处理的温度为120～180℃，和/或，所述水热处理的时间为1～5h。可选的，所述碱性化合物包括含钙碱性化合物；所述含钙碱性化合物的钙离子与所述飞灰中碱金属离子的摩尔比为0.5～3。可选的，所述含钙碱性化合物包括氢氧化钙和/或氧化钙。可选的，所述活化处理的时间为20-120min。可选的，所述水洗处理的温度为100-150℃，和/或，所述水洗处理的时间为20-80min。可选的，在所述水洗处理过程中，水和所述固体混合物的质量比为2～4。可选的，所述水洗处理在密闭条件下进行，所述水洗处理过程中的压强为0.1～0.5MPa。可选的，所述碱金属盐包括钠盐和/或钾盐。基于此，本专利技术实施例提供的上述飞灰的处理方法通过对飞灰依次进行水热处理、干燥处理、活化处理、水洗处理，不仅将飞灰中的含碳物质转化为活性炭，同时还回收了飞灰中的碱金属盐，将该碱金属盐循环用于煤催化气化工艺。因此，上述飞灰的处理方法不仅能够实现飞灰的高附加值利用，还能够实现飞灰中碱金属盐催化剂的回收利用，大幅度提高了经济性和环保性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种飞灰的处理方法的一种流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种飞灰的处理方法的另一种流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要指出的是，除非另有定义，本专利技术实施例中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本专利技术所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种飞灰的处理方法，该飞灰包括含碳物质和碱金属盐，该飞灰的处理方法包括：步骤S01、使飞灰与碱性化合物、水进行水热处理，得到含有由碱金属盐转化成的碱金属的氢氧化物和由含碳物质转化成的活化含碳物质的固液混合物；步骤S02、对固液混合物进行干燥处理，得到含碱飞灰，含碱飞灰包括碱金属的氢氧化物和活化含碳物质；步骤S03、对含碱飞灰进行活化处理，以使活化含碳物质转化为活性炭，得到含有活性炭和碱金属物质的固体混合物；步骤S04、对固体混合物进行水洗处理，得到活性炭和含有碱金属离子的溶液，将含有碱金属离子的溶液提供给煤催化气化反应。需要说明的是，第一、在煤催化气化反应中需要加入碱金属盐催化剂，而飞灰是被旋风分离器分离出或者气流夹带出反应系统的小颗粒物料，所以该飞灰中不仅含有含碳物质，而且还含有碱金属盐催化剂。第二、在步骤S01中，碱性化合物是指该化合物的水溶液呈碱性，即该化合物的水溶液中存在大量氢氧根离子(OH-)。另外，含碳物质转化成活化含碳物质是指经过水热处理后，含碳物质中有大量分子转化成活化分子。此处将含有大量活化分子的含碳物质称为活化含碳物质。第三、在步骤S03中，碱金属物质包括碱金属的氢氧化物，及由该碱金属的氢氧化物转化成的少量碱金属盐和碱金属单质。基于此，本专利技术实施例提供的上述飞灰的处理方法通过对飞灰依次进行水热处理、干燥处理、活化处理、水洗处理，不仅将飞灰中的含碳物质转化为活性炭，同时还回收了飞灰中的碱金属盐，将该碱金属盐循环用于煤催化气化工艺。因此，上述飞灰的处理方法不仅能够实现飞灰的高附加值利用，还能够实现飞灰中碱金属盐催化剂的回收利用，大幅度提高了经济性和环保性。进一步的，对于步骤S03，活化处理的时间为20-120min。在该时间范围内，不仅可以使得飞灰中的含碳物质得到充分的活化处理，而且还可以使得生成的活性炭具有较高的产率(以下将生成活性炭的产率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞灰的处理方法，所述飞灰包括含碳物质和碱金属盐，其特征在于，所述飞灰的处理方法包括：使所述飞灰与碱性化合物、水进行水热处理，得到含有由所述碱金属盐转化成的碱金属的氢氧化物和由所述含碳物质转化成的活化含碳物质的固液混合物；对所述固液混合物进行干燥处理，得到含碱飞灰，所述含碱飞灰包括所述碱金属的氢氧化物和所述活化含碳物质；对所述含碱飞灰进行活化处理，以使所述活化含碳物质转化为活性炭，得到含有所述活性炭和碱金属物质的固体混合物；对所述固体混合物进行水洗处理，得到所述活性炭和含有碱金属离子的溶液，将所述含有碱金属离子的溶液提供给煤催化气化反应。

【技术特征摘要】
1.一种飞灰的处理方法，所述飞灰包括含碳物质和碱金属盐，其特征在于，所述飞灰的处理方法包括：使所述飞灰与碱性化合物、水进行水热处理，得到含有由所述碱金属盐转化成的碱金属的氢氧化物和由所述含碳物质转化成的活化含碳物质的固液混合物；对所述固液混合物进行干燥处理，得到含碱飞灰，所述含碱飞灰包括所述碱金属的氢氧化物和所述活化含碳物质；对所述含碱飞灰进行活化处理，以使所述活化含碳物质转化为活性炭，得到含有所述活性炭和碱金属物质的固体混合物；对所述固体混合物进行水洗处理，得到所述活性炭和含有碱金属离子的溶液，将所述含有碱金属离子的溶液提供给煤催化气化反应。2.根据权利要求1所述的飞灰的处理方法，其特征在于，所述活化处理包括：在惰性气氛下，对所述含碱飞灰进行化学活化处理，使得所述碱金属的氢氧化物与所述活化含碳物质反应，在所述活化含碳物质上形成孔洞，以使所述活化含碳物质转化为活性炭。3.根据权利要求2所述的飞灰的处理方法，其特征在于，所述惰性气氛包括氮气气氛。4.根据权利要求2所述的飞灰的处理方法，其特征在于，所述化学活化处理的温度为650～750℃。5.根据权利要求2所述的飞灰的处理方法，其特征在于，在所述化学活化处理之后，所述活化处理还包括：向经过所述化学活化处理的含碱飞灰中通入气体介质，对所述活性炭进行物理活化处理，使得所述活性炭中的部分炭与所述气体介质反应，转化为气体，以提高所述活性炭的孔洞数量。6.根据权利要求5所述的飞灰的处理方法，其特征在于，在所述物理活化处理过程中，采用脉冲方式通入所述气体介质。7.根据权利要求6所述的飞灰的处理方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王会芳，李鹏，刘雷，李克忠，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13