文档介绍：粉煤灰的性质及其资源化利用
粉煤灰的定义及产生
(GB/T1596-2005)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中定义:
电厂煤粉炉烟道气中收集的粉末称为粉煤灰。
粉煤灰主要产生于燃煤电厂。煤粉在炉膛中呈悬浮状态燃烧,燃煤中的绝大部分可燃物都能在炉内烧尽,而不燃物(主要为灰分)大量混杂在高温烟气中,这些不燃物因受到高温作用而部分熔融,同时由于其表面张力的作用,形成大量细小的球形颗粒,在锅炉尾部引风机的抽气作用下,含有大量灰分的烟气流向炉尾,随着从高温到温度急剧下降的过程中形成了大量表面光滑的球状玻璃体,其颗粒比水泥细,比表面积很大,因此具有很强的活性。在引风机将烟气排入大气之前,上述这些细小的球形颗粒,经过除尘器被分离、收集,即形成粉煤灰。
制粉
锅炉煤仓
输煤
卸煤
进煤
高压加热器
除氧器
低压加热器
凝结水泵
凝汽器
汽轮机
化学水处理
升压变压器
发电机
变压器
锅炉
除尘器
冷却塔
蒸汽循环水泵
烟囱
综合利用
出灰
灰浆泵
送风
排烟
补充水
去电网
去灰场
新蒸汽
进水
1 燃煤电厂发电流程
2 粉煤灰对环境的影响
2010年9月15日, 世界绿色和平组织发布调研报告称“火力发电产生的粉煤灰排放,已经成为中国工业固体废物的最大单一污染源,但这种对环境和公众健康损害巨大的污染物却长期被忽视。2009年,,相当于当年中国城市生活垃圾总量的两倍多,。
2 粉煤灰对环境的影响和危害
污染水源
目前,国内对粉煤灰的大批量处理主要是回填,而回填带来的主要问题是粉煤灰潜在的毒性对环境的长期影响,从而对地下水、土壤造成污染。粉煤灰浸出的一些微量重金属元素也会对环境造成影响。同时由于浸出的元素的环境迁移性,会对环境造成潜在的长期影响。
2 粉煤灰对环境的影响和危害
污染大气
一般来讲,对于粉煤灰的处理主要是回填和储灰池存储。电厂粉煤灰属于固体废物中细粒,粉尘随风飞扬,污染大气。一些城区SO2、NOX能达到国家空气质量二级标准,但总悬浮物和降尘这两项污染物均超标,尤其是降尘污染较重。
2 粉煤灰对环境的影响和危害
、污染土壤
粉煤灰的贮放方式可分为湿法贮灰与干法贮灰两种。湿法贮灰运行简单、费用低,无噪声污染,输送过程的扬灰污染较易解决。但贮灰场的一次投资较高,解决渗漏与水质污染问题比较困难,灰场贮满后场地的利用较困难,存在着灰浆漏失或溃坝的危险。我国粉煤灰的存储量大,其堆放占用大量土地,而且遇水容易使粉煤灰中的元素渗透到土壤,污染环境。
3 国内外粉煤灰综合利用概述
国外粉煤灰利用情况
国外20世纪30年代就用粉煤灰配置混凝土
%,德国65%, 法国75%。
美国把粉煤灰列入矿物资源的第七位,排在矿渣石灰与石膏之前。美国20世纪30、40年代就用粉煤灰建造水坝
日本也从20世纪50年代起用粉煤灰建造水坝
国内粉煤灰利用情况
我国粉煤灰的综合利用技术有近200 项,其中得到实施应用的近70 项。但是相对来说我国粉煤灰的利用率还是较低产生的附加值并不是很高。所以我们必须加紧对粉煤灰在高新技术领域应用的研究。
据资料统计,中国的粉煤灰堆积量已达到120亿t, 亿t 速度增加,用这些粉煤灰堆成4 m 宽、4m 高的城墙,长达80,000km,比万里长城长16 倍多,可以绕地球两圈以上
目前我国粉煤灰利用率约为45%左右
4 粉煤灰基本性质
物理性质
粉煤灰外观类似水泥,颜色在乳白色到灰黑色之间变化。粉煤灰的颜色是一项重要的质量指标,可以反映含碳量的多少和差异。在一定程度上也可以反映粉煤灰的细度,颜色越深,粉煤灰粒度越细,含碳量越高。
粉煤灰就有低钙粉煤灰和高钙粉煤灰之分。通常高钙粉煤灰的颜色偏黄,低钙粉煤灰的颜色偏灰。
粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织,比表面积较大,具有较高的吸附活性,~300μm。并且珠壁具有多孔结构,孔隙率高达50%—80%,有很强的吸水性。
4 粉煤灰基本性质
化学性质
粉煤灰是一种人工火山灰质混合材料,它本身略有或没有水硬胶凝性能,但当以粉状及有水存在时,能在常温特别是在水热处理(蒸汽养护)条件下,与氢氧化钙或其它碱土金属氢氧化物发生化学反应,生成具有水硬胶凝性能的化合物,成为一种增加强度和耐久性的材料。这也正是粉煤灰能够用来生产各种建筑材料的原因所在。
粉煤灰化学成分的变化范围及典型粉煤灰的学成分