非金属矿在新能源产业领域中的利用前景


来源:中国粉体网

世界各国为了满足现代工农业及日常生活对能源的日益增长需求,除了继续大力勘查油气田及煤田资源外,还普遍重视开拓新能源,具体表现在积极开发一些非传统燃料资源诸如油页岩、泥炭等,以及利用诸如硼、次石墨岩、硅藻土珍珠岩膨润土高岭土等直接或间接地制取燃料。

    近年来随着能源日趋紧张,对泥炭作为一种能源来源格外受到重视,并已获得大量的利用。如苏联泥炭产量的3l%用于能源;爱尔兰、芬兰、西德三国泥炭产量的98%、88%和1l%用于能源。据称,泥炭作燃料,平均3700kg泥炭(含水量50%)相当于1000kg石油的发热量。故可用泥炭发电(如世界一些国家用它作发电厂燃料)、提取液态或气态合成燃料。另外,泥炭还可气化制成新能源;分离后的泥炭渣可供综合利用,因为其热值相当于工业原料煤的二分之一,用以配比烧制红砖,可大大节约燃料。

    另外,值得指出的是,某些非金属矿产在扩大能源来源方面有明显的进展。

    1 天然沸石

    鉴于沸石具有极端的非线性等温吸附性能,它可以吸收和释放太阳能辐射热。因此沸石在太阳热能利用上有其独到之处。美国早在70 年代初已试验成功利用沸石蓄能调温和制造出第一台太阳能制冷装置(即沸石制冷冰箱)。加拿大一家公司曾建造7座利用沸石蓄能的太阳能加热住宅,另外还设计过专门的沸石系统来收集和储存生产过程中被废弃的热能。欧洲一些国家用沸石作太阳能取热器,并在此基础上建立加热住房温度、水及制冷装置。

    为了使沸石在太阳能利用上的可能性变为现实,美国还专门提出一项太阳能贮存和采集装置的专利技术。还有试制成家庭取暖用沸石储热泵等,这些技术大多是基于沸石容易吸收热量以及在湿润空气接触时又可放出热量的原理提出的。

    2 硅藻土

    从专利文献内容看,硅藻土大多应用在制取固体燃料、煤质量转化以及人体取暖用放热材料三方面。

    日本专利技术提出通过泥炭中加入硅藻土、碳酸钠、废油、环烷酸及助燃剂的方法制取固体燃料。此工艺解决了用泥炭制取家庭用和工业用燃料问题。由于此种燃料吸水量很少,从而克服了燃烧困难问题,同时也解决了贮存上的难题,而且燃料的生产成本较低。另一项日本专利介绍了硅藻土与造纸厂渣泥、含碳物质、石膏等混合压缩和干燥后制造含有机工业废料的固体燃料。此项技术的优点在于变废为利,即可以从工业废料中制得廉价的固体燃料粉末。而且此种燃料发热量高,易于点燃,有害气体诸如硫化物等因被其间的硅藻土、白土等吸收而不会放出。

    日本将硅藻土与SiO2、Fe2O3、硝酸钠相混合并加热(50℃)的方法,使劣质煤或煤渣转化成优质煤。劣质煤的发热量低。用上述方法变为高质量煤后,即可具有与无烟煤一样高的发热量,并能保持较长的燃烧时间(约13h),燃烧时产生的CO也很少。

    日本为了解决冬季取暖用热能问题。专门设计制取小型化学加热器和人体取暖材料。如提出一项有关由硅藻土、煤粉、还原铁等组成的取暖材料的专利技术。将约8%煅烧硅藻土、20% 硅藻土、4%疏松煤粉、2%盐、19%水和47%还原铁混合后装入用纸做的内袋中,外面再套上不透气外袋。使用时,取出内袋摇动,使之氧化产生热量。作纸袋用的纸透气度为150-500,一般为300-400。此种取暖材料的优点是发热快且持久,可以保持适宜的温度数小时。它在贮存期间不会产生氢气,而且价廉,携带方便。

    3 珍珠岩

    英国将膨胀珍珠岩作为燃料载体或将膨胀珍珠岩分散在凝胶液态燃料中分别制成燃烧材料和可燃复合材料块。之所以启用膨胀珍珠岩,是因为膨胀珍珠岩在一定的燃烧时间内可以减少燃料需要量,另外,上述这种可燃复合材料块不含甲醛质树脂,故能提供与白色引火物相同的燃烧特性。

    4 高岭土和膨润土

    这两种粘土在节能方面的利用特点是一作为贮热材料;二是以催化剂形式将热塑性废料转化成燃料。如日本利用高岭土或膨润土加乙酸钠和乙酸镁制成用于加热系统的贮热材料,此种贮热材料具有良好的释热性能,同样也具有制冷性能;又如日本发明的关于有高岭土催化剂存在的条件下进行干馏,可将热塑性废料转化为燃料的专利技术,不仅变废为利,同时产生了新的燃料来源。另外,美国提出的由膨润土和可溶于水的酸聚合物组成的粘合剂,用作烤肉燃料的易燃炭块的专利技术,对于充分发挥燃料能量也有一定的意义。
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