循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰綜合利用研究

張康

摘要：在生態(tài)環(huán)境保護(hù)的政策下，保護(hù)生態(tài)環(huán)境、治理環(huán)境污染、加強(qiáng)資源利用成為各個(gè)行業(yè)進(jìn)步發(fā)展的目標(biāo)。粉煤灰作為煤燃燒后的重要產(chǎn)物，如果大量的粉煤灰不加以利用且隨意排放必然會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。基于此，本文將簡(jiǎn)要概述循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰，并研究循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰的綜合利用途徑，以期促進(jìn)循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐;粉煤灰;綜合利用

引言：

中國(guó)要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、信息化、現(xiàn)代化必須要走出一條新的發(fā)展道路。企業(yè)要加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)，劃定生態(tài)保護(hù)紅線，為可持續(xù)發(fā)展留足空間，堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策。

1循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰

循環(huán)流化床鍋爐是為了使用低熱值燃料而發(fā)展起來的一種新型流化床鍋爐，其對(duì)燃料有著很強(qiáng)的適應(yīng)性，燃用煤矸石、煤泥等劣質(zhì)低熱值燃料都可以使用。粉煤灰便是煤燃燒后的產(chǎn)物，當(dāng)煤在循環(huán)流化床鍋爐中燃燒時(shí)，燃燒與脫硫?qū)⒃谑沂勰┑募映窒峦瑫r(shí)進(jìn)行，煤粉燃燒后形成的灰顆粒與硫酸鈣及未反應(yīng)的氧化鈣粉末便會(huì)混合形成粉煤灰，其中較小的顆粒會(huì)被除塵器捕捉，而較大顆粒則以底渣形式排出。粉煤灰的性能主要受煤種特性影響，比如煤矸石、煤泥等劣質(zhì)低熱值燃料灰分含量較高，所以底渣排出量較高，可達(dá)到70%以上，而灰分含量小的優(yōu)質(zhì)燃料，底渣排量不足30%。經(jīng)過循環(huán)流化床鍋爐排出的粉煤灰與普通鍋爐灰相比具有一些特點(diǎn)，其氧化鈣和三氧化硫含量較高，受氧化鈣影響粉煤灰具有自硬性和水化膨脹特性，并具有較多的可燃物質(zhì)。不過需要清楚，不同燃料的差異性以及鍋爐運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整都會(huì)導(dǎo)致粉煤灰的性質(zhì)發(fā)生不小的變化，粉煤灰的綜合利用需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行檢測(cè)，再確定粉煤灰可利用的方向。

2循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰綜合利用途徑

2.1燒結(jié)磚

通常來說粉煤灰燒結(jié)磚對(duì)于粉煤灰的質(zhì)量基本沒有特殊要求，與普通磚相同，而粉煤灰燒結(jié)磚與普通磚相比在強(qiáng)度相同的基礎(chǔ)上，重量降低了20%左右，導(dǎo)熱系數(shù)更小，磚坯容易干燥，可以減少晾曬時(shí)間，是我國(guó)大力推崇的粉煤灰利用項(xiàng)目。利用循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰的潛在活性與發(fā)熱量，將粉煤灰、頁巖、煤矸石等物質(zhì)進(jìn)行配制，制成粉煤灰磚坯。再經(jīng)過干燥、烘干得到粉煤灰燒結(jié)磚。在燒制過程中可以調(diào)整粉煤灰與粘土的比例，來調(diào)整燒結(jié)磚的質(zhì)量，為其后續(xù)運(yùn)用提供支持。在我國(guó)禁止粘土磚之后，粉煤灰燒結(jié)磚作為大量、節(jié)能、環(huán)保的磚塊，在墻體材料市場(chǎng)上有著廣泛的應(yīng)用前景。

2.2井下填充與噴漿

井下噴漿是為了防止地面下陷，而利用矸石膏固體、粉煤灰、水泥等材料按照一定比例加工后形成一種混合漿體，并在充填泵或重力作用下通過管道輸送至井下，填充采空區(qū)域，控制地面沉降。由于循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰具備自硬性的特點(diǎn)，可有效固化尾礦，逐漸成為礦山治理和采空區(qū)回填的優(yōu)質(zhì)材料。不過需要注意的是以煤矸石、煤泥等低熱量燃料為主制成的粉煤灰顆粒較大，堆積密度較大，無法滿足膏體填充采空區(qū)的要求?？梢愿淖冄h(huán)流化床鍋爐制備工藝，制作磨細(xì)粉煤灰外，或者對(duì)粗粉煤灰進(jìn)行加工處理，使其細(xì)度、堆積密度和質(zhì)量均勻性達(dá)到膏體填充的使用要求。

井下噴漿與填充類似，是將傳統(tǒng)井下噴漿所用的部分水泥和砂子，用粉煤灰代替使用，可以節(jié)約投入成本，而且施工效果良好，噴漿回彈率降低10%左右，為礦井企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，擴(kuò)展了粉煤灰綜合利用的市場(chǎng)范圍。

2.3水泥和混凝土

粉煤灰用于水泥和混凝土是最為常見的利用方式。根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰燒失量的高低狀況分別應(yīng)用于水泥和混凝土。燒失量高于8%的粉煤灰具備一定的發(fā)熱效果，在質(zhì)量均化后可以作為粘土質(zhì)原料，代替水泥料中的部分粘土，能夠降低水泥成本。而在燒失量低于5%時(shí)，粉煤灰的強(qiáng)度活性指數(shù)大幅提升，可以直接作為水泥活性混合料用于水泥生產(chǎn)，只是摻加量不宜超過30%。燒失量低于5%也可以直接應(yīng)用在混凝土制備當(dāng)中，取代30%的水泥便可有效提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，而且粉煤灰替換水泥還能改善混凝土易泵性和水化熱，增強(qiáng)混凝土的應(yīng)用效果。粉煤灰用于水泥和混凝土的制備已經(jīng)得到市場(chǎng)企業(yè)的普遍認(rèn)可，廣泛應(yīng)用于建筑市場(chǎng)。

2.4清潔土與復(fù)合肥

陶粒是由粘土、炭粉、粉煤灰混合焙燒而成，對(duì)粉煤灰的質(zhì)量沒有特殊要求，而循環(huán)流化床鍋爐得到的粉煤灰具有較高的含碳量，可以代替炭粉的作用來制造陶粒。陶粒除了在建筑輕質(zhì)材料上有著廣泛應(yīng)用外，運(yùn)用陶粒代替土壤進(jìn)行無土栽培是其另一個(gè)重要應(yīng)用層面。當(dāng)前在循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰的基礎(chǔ)上，經(jīng)過膨化、增肥等方式研制出了清潔土，符合《建筑材料放射性衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，沒有污染性，潔凈、無毒、無菌，外觀顏色與粉煤灰燒結(jié)磚相近。用于清潔土的陶粒直徑需要小于5mm，也被稱為陶砂。運(yùn)用粉煤灰制成的陶砂進(jìn)行無土栽培，植物在栽培期間生長(zhǎng)正常，植株根系與枝葉發(fā)達(dá)，沒有枯萎現(xiàn)象。在農(nóng)業(yè)普及無土栽培、推廣大棚栽培的背景下，清潔土有著廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。

復(fù)合肥是利用循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰氧化鈣含量較高的特點(diǎn)，制成硅鈣復(fù)合肥。復(fù)合肥的綜合利用主要是為了快速有效的處理大量的粉煤灰，避免造成污染，雖然與正常肥料相比，利用粉煤灰制成的復(fù)合肥肥效有限，但以較低的價(jià)格販賣依然具備一定市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。粉煤灰制成的復(fù)合肥可對(duì)土壤起到改良作用，使土壤疏松，也可利用粉煤灰較高的堿性特點(diǎn)改良酸性土壤，有利于植物根系發(fā)育，粉煤灰中的營(yíng)養(yǎng)成分也能促進(jìn)作物的生長(zhǎng)。

2.5路基材料

粉煤灰制成的路基材料與水泥和混凝土類似，其優(yōu)點(diǎn)在于可以減少粉煤灰對(duì)環(huán)境的污染，并且降低路基材料的成本。將碎石作為粗骨料，粉煤灰作為細(xì)骨料，在水泥的膠結(jié)、拌合下形成路基材料，再經(jīng)由壓路機(jī)碾壓而成。與常規(guī)路基材料相比，每千克路基材料可節(jié)約15%資金投入，與同類產(chǎn)品相比成本更低，有著較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

結(jié)論：循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰與傳統(tǒng)煤粉爐灰渣相比在特性上有著一定的差異，這也為循環(huán)流化床鍋爐粉煤灰的綜合利用提供了方向，根據(jù)粉煤灰的特點(diǎn)進(jìn)行研究和加工，使粉煤灰在燒結(jié)磚、膏體填充、水泥、混凝土、復(fù)合肥、路基材料等方面有著良好的應(yīng)用效果，實(shí)現(xiàn)了資源有效的節(jié)約利用，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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