甘肃石煤循环流化床燃烧特性及灰渣提钒试验研究

发布时间：2021-11-21 17:52

　　含钒石煤是一种重要的钒矿资源,在我国其储量极为丰富,从石煤中提钒也成为我国钒资源开发的重要发展方向之一。目前,石煤提钒过程中存在着环境污染严重、热能无法充分利用、钒回收率低等突出问题。为减少环境污染,获得较高的钒转化率,同时充分利用石煤热能以提高石煤综合利用的经济效益,针对甘肃某地高碳含钒石煤,本文提出采用循环流化床燃烧技术对石煤矿石进行燃烧以利用石煤自身热能；同时,结合石煤自身特点与浙江大学热能工程研究所石煤提钒方面的技术优势,开展了含钒灰渣提钒相关的试验研究。研究内容主要包括：含钒灰渣直接酸浸提钒中酸浸特性的试验研究及空白焙烧提钒焙烧阶段相关的试验研究。主要研究成果如下：1.甘肃肃北石煤是一种非常难着火和燃尽的煤种,在1MW循环流化床燃烧试验台上,从密相区至炉膛出口沿炉高温度均匀,燃烧状况良好,各工况燃烧后,底渣和飞灰中的含碳量基本上都可以控制在5%左右,燃烧效率均在70%左右,证明利用循环流化床燃烧充分利用石煤热能是可行的；石煤在循环流化床燃烧过程中飞灰及底渣均具有一定程度的钒富集作用,其飞灰含钒量达1.5%左右,而底渣含钒量均在0.8%以上。2.利用硫酸作为浸取剂对含钒灰渣进行... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
目次
1 绪论
    1.1 钒及钒主要化合物的性质
        1.1.1 钒的物理性质
        1.1.2 钒的化学性质
        1.1.3 钒的氧化物
        1.1.4 五价钒酸盐
    1.2 钒的主要用途
        1.2.1 钒在钢铁行业中的应用
        1.2.2 钒氧化还原电池
        1.2.3 钒在化学工业中的应用
        1.2.4 钒在生物医学领域的应用
    1.3 钒矿资源种类及资源状况
    1.4 石煤提钒
        1.4.1 石煤的性质
        1.4.2 石煤的矿物组成及钒赋存状态
        1.4.3 石煤提钒原理
        1.4.4 石煤提钒工艺
            1.4.4.1 钠化焙烧提钒工艺
            1.4.4.2 钙化焙烧提钒工艺
            1.4.4.3 空白焙烧提钒工艺
            1.4.4.4 直接酸浸提钒工艺
    1.5 石煤提钒研究中的问题
    1.6 课题的提出与研究内容
        1.6.1 研究课题的提出
        1.6.2 本文主要研究内容
    1.7 本章小结
2 石煤循环流化床燃烧试验研究
    2.1 试验装置
    2.2 测试仪器
    2.3 试验内容及工况安排
        2.3.1 试验内容
        2.3.2 试验工况
    2.4 燃料特性分析
        2.4.1 入炉石煤的煤质特性分析
        2.4.2 入炉燃料的筛分特性
    2.5 燃烧特性试验结果
        2.5.1 燃烧稳定性
        2.5.2 燃烧效率
        2.5.3 石煤循环流化床灰、渣特性
    2.6 石煤燃烧后底渣、细灰含钒量及钒平衡
    2.7 污染物排放特性
    2.8 本章小结
3 石煤灰渣提钒酸浸特性试验研究
    3.1 灰渣特性分析
        3.1.1 灰渣化学成分分析
        3.1.2 XRD衍射分析
        3.1.3 SEM扫描电镜分析
        3.1.4 含钒矿物相及钒赋存价态分析
    3.2 钒-水系电位-pH图
    3.3 酸浸原理
    3.4 试验设备与试验方法
        3.4.1 试验设备
        3.4.2 试验方法
    3.5 钒含量分析方法
    3.6 酸浸试验结果与分析
        3.6.1 硫酸浓度对钒浸出率的影响
        3.6.2 酸浸温度对钒浸出率的影响
        3.6.3 酸浸时间对钒浸出率的影响
        3.6.4 液固比对钒浸出率的影响
        3.6.5 灰渣粒度对钒浸出率的影响
        3.6.6 稳定性试验
    3.7 酸浸残渣特性分析
    3.8 本章小结
4 含钒灰渣空白焙烧提钒试验研究
    4.1 空白焙烧提钒原理
    4.2 试验设备与试验方法
        4.2.1 试验设备
        4.2.2 试验方法
    4.3 含钒灰渣空白焙烧过程试验结果与分析
        4.3.1 细磨对钒浸出率的影响
        4.3.2 含钒灰渣空白焙烧过程试验研究
            4.3.2.1 灰渣粒度对钒转化率的影响
            4.3.2.2 焙烧温度对钒转化率的影响
            4.3.2.3 焙烧时间对钒转化率的影响
            4.3.2.4 空气流量对钒转化率的影响
    4.4 含钒灰渣焙烧过程中孔结构的变化
        4.4.1 含钒灰渣的孔结构分析
        4.4.2 920℃焙烧熟料的孔结构分析
        4.4.3 980℃焙烧熟料的孔结构分析
    4.5 本章小结
5 全文总结
    5.1 论文的主要结论
        5.1.1 石煤循环流化床燃烧试验研究
        5.1.2 含钒灰渣直接酸浸提钒酸浸特性的试验研究
        5.1.3 含钒灰渣空白焙烧提钒试验研究
    5.2 主要创新点
    5.3 有待进一步研究内容
参考文献
作者简介及硕士期间所取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of the mineral phase and valence of vanadium on vanadium extraction from stone coal[J]. Yang-jia Hu 1),Yi-min Zhang 1,2),Shen-xu Bao 1,2),and Tao Liu 1,2) 1) College of Resources and Environmental Engineering,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China 2) Hubei Key Laboratory of Mineral Resources Processing and Environment,Wuhan 430070,China.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2012(10)
[2]造球焙烧-低酸浸出五氧化二钒试验研究[J]. 陈庆根,黄怀国,叶志勇,熊明.  矿产综合利用. 2011(06)
[3]石煤灰渣二次焙烧稀酸浸出提钒工艺条件[J]. 余德麒,施正伦,肖文丁,李戈跃,骆仲泱,岑可法.  过程工程学报. 2010(04)
[4]某低品位石煤钒矿资源综合利用工艺[J]. 宁华,黄光,袁爱武,王兴,周晓源.  有色金属. 2010(03)
[5]石煤钒矿焙砂加压碱浸试验[J]. 肖超,肖连生,丁文涛.  钢铁钒钛. 2010(03)
[6]含钒灰渣酸浸提钒工艺酸浸条件的试验研究[J]. 徐耀兵,施正伦,骆仲泱,王勤辉,余德麒,岑可法.  浙江大学学报(工学版). 2010(06)
[7]清洁型石煤提钒新工艺[J]. 戴文灿,孙水裕.  有色金属(冶炼部分). 2010(01)
[8]含钒灰渣酸浸液结晶铵明矾的工艺条件[J]. 徐耀兵,王勤辉,施正伦,方梦祥,高翔,骆仲泱.  过程工程学报. 2009(05)
[9]酸浸法从高碳石煤中提钒[J]. 魏昶,吴惠玲,樊刚,李存兄,李旻延,梁艳辉.  钢铁钒钛. 2009(01)
[10]高碳石煤中钒的赋存状态与优先选煤[J]. 吴惠玲,魏昶,樊刚,李旻廷,邓志敢,葛怀文.  昆明理工大学学报(理工版). 2008(06)

博士论文
[1]含钒黑色页岩加压酸浸过程动力学及机理研究[D]. 李旻廷.昆明理工大学 2012
[2]石煤型钒矿焙烧—浸出过程的理论研究[D]. 何东升.中南大学 2009

硕士论文
[1]石煤灰渣复合添加剂移动床二次焙烧提钒试验研究[D]. 温雁.浙江大学 2012
[2]石煤提钒新工艺研究[D]. 郑祥明.湘潭大学 2003
[3]石煤资源清洁利用及固废资源化研究[D]. 戴文灿.广东工业大学 2001



本文编号：3509961