典型工业固体废物碳酸化反应性能的比较

作者：武鸽; 刘艳芳; 崔龙鹏^*; 李红伟; 侯吉礼; 王志强

来源：石油学报(石油加工), 2020, 36(01): 169-178.

• 粉煤灰
• 钢渣
• 电石渣
• 碳酸化反应
• CO2封存

选择4种典型的工业固体废物(固废)——粉煤气化粉煤灰(GFA)、电厂燃烧粉煤灰(CFA)、钢渣(SS)和电石渣(CS),进行捕集封存CO2的碳酸化反应规律对比研究。在相同实验条件下,比较固废CO2封存率(K)与其碱性组分(以CaO为主)的相关性。采用热重(TG)、X射线衍射(XRD)、红外(IR)和扫描电子显微镜-能量色散谱(SEM-EDS)等分析表征方法及碳酸化反应机理分析,揭示4种固废的碳酸化反应规律。结果表明,GFA、CFA、SS和CS的CO2封存能力依次增加,平均K值分别为0.45%、1.23%、14.94%、60.70%。不同固废的CO2封存能力不仅与碱性组分含量有关,更与钙基活性物相类型及反应特性密切相关。2种粉煤灰中钙基组分主要以非晶相存在,因没有碳酸化活性,表现出很低的CO2封存能力;而电石渣和钢渣CO2捕集封存能力强,因其碱性组分中含有大量钙基活性物相,以石灰(CaO)和波特兰(Ca(OH)2)为主,其次为硅酸二钙(2CaO·SiO2)和硅酸钙(CaO·SiO2)。因此,进一步研发电石渣和钢渣直接矿化的低成本绿色高效CO2捕集封存技术,实现以废治废,具有广泛应用前景。

• 单位
  中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院