CO2-水洗对准东高碱煤Na/Ca脱除性能的影响

作者：王长安; 罗茂芸; 熊若宸; 张津铭; 赵林; 冯平安; 车得福

来源：煤炭学报, 2023, 48(02): 996-1005.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.UC23.0013

• 脱碱
• 高碱煤
• 准东煤
• CO2-水洗

煤炭是我国主要能源资源，而准东煤田作为我国最大的整装煤田，具有非常高的开发利用价值。但准东煤中Na、Ca等碱金属和碱土金属(AAEMs)含量较高，导致在工业生产中结渣沾污问题严重。为探究CO2-水洗处理对准东高碱煤的脱碱效果及水洗过程溶液中Cl-/NO-3等阴离子的分布特性，进行水洗/CO2-水洗准东煤脱碱实验。在水洗温度为20、40、60℃,水洗时间为2、5、8 h等不同水洗条件下，对水洗/CO2-水洗准东煤Na/Ca和Cl-/NO-3的脱除性能进行对比分析，并对其他气体氛围下水洗准东煤脱除Na/Ca的可行性进行探讨。实验结果表明：随着水洗时间、温度及水煤液固质量比的增加，Na/Ca的脱除效率增加且增幅较大，滤液中Cl-/NO-3等阴离子浓度也有所增大。当水洗时间为5 h、水洗温度为60℃、液固比为50∶1、CO2通入流量为100 mL/min时，Na/Ca的脱除效果达到较高水平，脱除效率分别可达73.8%和15.0%。Na/Ca的脱除效率与CO2流量和CO2/O2混合气体中CO2体积分数基本呈正相关，而CO2流量对Cl-/NO-3的浸出也具有一定的抑制和促进作用，其中滤液中Cl-/NO-3质量浓度随CO2流量变化有所波动，除物理上的鼓泡作用外，可能存在其他化学反应机理。在其他气体氛围(如N2氛围)下水洗准东煤，Na/Ca的脱除效果也有一定改善，但没有CO2参与水洗的脱碱效果好。因此，将CO2应用于水洗准东煤脱碱切实可行，并具有良好的应用前景，通过合理的工业流程改造，有望实现一定规模的工业化应用。

• 单位
  西安交通大学; 动力工程多相流国家重点实验室