• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
钛铁矿载氧体对碱金属钾的高温吸收特性研究
  • 43
  • 作者

    张雨琪朱纯徐禛朱清袁强李林孙镇坤段伦博

  • 单位

    东南大学能源与环境学院无锡华光环保能源集团股份有限公司

  • 摘要
    载氧体辅助燃烧(Oxygen Carrier Aided Combustion, OCAC)技术的协同固碱潜力得到越来越多学者的关注。以天然钛铁矿提钛后的尾矿及单一组分模化物Fe2TiO5和TiO2作为吸收剂,以KCl和CH3COOK作为模拟碱源,在静态吸收实验装置上研究了钛铁矿尾矿对碱金属钾(K)的高温吸收特性,系统探究了时间、粒径、温度、质量比、气固组分等多种因素对吸收效果的影响规律,结合X射线衍射仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、扫描电子显微镜和X射线能谱仪等表征手段,揭示了K在钛铁矿表面富集和体相迁移的微观机理。结果表明,钛铁矿尾矿在高温下具有较好的K吸收能力,吸收速率随时间增长表现出先快后慢的变化趋势。在一定条件下,减小颗粒尺寸、提高反应温度和气相中的K浓度,可进一步提升钛铁矿尾矿的固碱性能。在与实际工业烟气相似的温度和碱金属浓度条件下,钛铁矿尾矿对K的捕集率可达40%以上。钛铁矿尾矿的主相具有富Fe层和富Ti层交替排列的独特片层结构,且相较单一组分模化物具有更复杂的形态和更优异的固碱能力。其过程为:K首先在钛铁矿表面沉积并逐渐形成富集层,随后通过固相扩散向内渗入,并沿富Ti层深度迁移至颗粒内部;同时,富Ti层中的Fe逐渐向颗粒外层迁移,并对K在钛铁矿中的吸收产生双重影响。此外,Cl可通过与钛铁矿表面的Fe反应生成易挥发的FeCl2而进一步促进钛铁矿对K的吸收,钛铁矿尾矿中铁钙铝榴石等脉石相对K亦具有十分显著的协同吸收作用。本文的研究结果进一步证实了OCAC技术的协同固碱潜力,同时为低品位钛铁矿的资源化利用提供新思路。
  • 关键词

    载氧体辅助燃烧钛铁矿尾矿碱金属吸收

  • 文章目录
    1 实验材料和方法
    1.1 样品与表征
    1.2 实验装置和方法
    2 结果与讨论
    2.1 样品表征
    2.1.1 物相组成
    2.1.2 微观形貌和元素分布
    2.2静态吸收实验结果与分析
    2.2.1 吸收时间的影响
    2.2.2 颗粒尺寸的影响
    2.2.3 温度的影响
    2.2.4 质量比的影响
    2.2.5 气固组分对K的吸收效果
    2.3 钛铁矿对K的吸收机理
    3 结论
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