粉煤灰的综合利用(一)粉煤灰来源 全国煤炭产量的大约 30%用于发电,产生的粉煤灰和炉底渣的量非常大,1988 年已达 0.64×108t,被利用量约 0.36×108t。 粉煤灰的主要来源是以煤粉为燃料的火电厂和城市集中供热锅炉, 其中 90%以上为湿排 灰,活性较干灰低,且费水、费电、污染环境,也不利于综合利用。
为了更好地保护环境并 有利于粉煤灰的综合利用, 考虑到除尘和干灰输送技术的成熟, 干灰收集应成为今后粉煤灰 收集的发展趋势。 · 我国多数大中型电厂粉煤灰的化学成分与粘土很相似,但其二氧化硅含量偏低,三氧化 二铝含量偏高。 含碳量少于 8%的占 68%,随着锅炉燃烧技术的提高,含碳量趋向于进一步 降低。
粉煤灰的细度随煤粉细度、燃烧条件和除尘方式不同而异,多数电厂粉煤灰细度为 4900 孔筛筛余 10%~20%。 各电厂粉煤灰容重差异较大,一般为 700~1000kg/m3。 (二)粉煤灰综合利用技术 目前,我国粉煤灰的大宗利用途径是生产建筑材料、筑路和回填。 粉煤灰建筑材料的性能与传统的建筑材料相比有许多优点。 如粉煤灰加气混凝土,其干 容重只有 500kg/m3,不到粘土砖的 1/3;导热率为 0.11~0.13W/(m·K),约为粘土 砖的 1/5,具有轻质、绝热、耐火等优良性能。 硅酸盐砌块强度达到 100~150 号,导热系 数比普通混凝土小一倍,且砌筑效率高。 粉煤灰烧结砖比普通粘土砖轻 15%~20%, ,导热 系数只有粘土砖的 70%。 粉煤灰陶粒性能优于天然轻骨料,用其配制的混凝土不仅容重轻, 而且具有保温、隔热、抗冲击等优良性能,在高层建筑、大跨度构件和耐热混凝土中得到应 用。 粉煤灰硅酸盐水泥干缩性小,水化热低,抗裂性、和易性与可泵性好,特别适用于大坝 工程及泵送混凝土施工。 粉煤灰含有一定的残留碳, 用其烧制建筑材料可节约大量能量。
19kJ/kg,掺用量为 40%时,可节约烧砖用煤 50%。 生产粉煤灰砌块的能耗仅为同体积粘 土砖的 60%左右。
利用粉煤灰生产建筑材料、筑路和回填可以节约大量粘土。 对粉煤灰烧结砖,粉煤灰掺 加量一般为 30%一 50%,到 70%,相应节约用土 30%~?0%。 粉煤灰用于筑路和回填是投资少、见效快的一种直接大用量利用粉煤灰的途径。
此种道 路寿命长,维护少,可节约维护费用 30%~80%。 目前我国粉煤灰综合利用技术主要有以下九种。 1 生产粉煤灰烧结砖 粉煤灰烧结砖是以粉煤灰和粘土为原料,经搅拌、成型、干燥、焙烧制成的砖。 粉煤灰掺量 30%~70%,其生产工艺及主要设备与普通粘土砖基本相同,主要是多了粉煤灰的贮 运、计量、脱水和搅拌设备。
利用粉煤灰生产烧结砖技术成熟,所用的粉煤灰烧失量不限, 只要粘土有足够的塑性,在生产粘土砖的基础上,添加些必要的设备,仍采用挤出成型,无 论是在轮窑还是在隧道窑里都能烧制粉煤灰砖。 过去砖厂采用国产设备和传统生产方法, 粉 煤灰掺量只有 40%左右。 近几年采用了国外的技术和设备, 粉煤灰掺量提高到 60%~70%。 2.生产粉煤灰蒸养砖 粉煤灰蒸养砖是以粉煤灰为主要原料,掺人适量骨料生石灰、石膏,经坯料制备、压制 成型、常压或高压蒸汽养护而制成的砖。 粉煤灰在湿热条件下,能与石灰、石膏等胶凝材料 反应,生成具有一定强度的水化产物。 粉煤灰掺量约为 65%,生产工艺分高压养护和常压 养护两类。
生产工艺包括原料处 理、计量、搅拌、消化、轮碾、成型和养护等工序。
消化可提高料温,缩短砖坯静停时间; 轮碾可起到搅拌、活化和压实的作用。 砖坯通常采用半干压法成型,常用设备有八孔、十六 孔转盘式压砖机及杠杆式压砖机等。 采用蒸汽养护时,蒸汽压力一般为 0.8MPa。 3.生产粉煤灰硅酸盐砌块 粉煤灰硅酸盐砌块以粉煤灰、石灰、石膏为胶结料,以炉渣为骨料,经加水搅拌、振动 成型、蒸汽养护而成。
粉煤灰掺量为 30%左右,炉渣占 55%。 生产粉煤灰硅酸盐砌块对粉 煤灰的质量要求是烧失量不大于 15%。
胶凝材料中要含有足够高的氧化钙,水灰比不宜大 于 0.55。 生产工艺包括原材料加工处理、混合料的计量和制备、振动成型和蒸汽养护。 砌 块的容重一般为 1800kg/m3 左右,抗压强度可达 100—150 号,其缺点是收缩值偏大,碳化 系数偏低,抗冻性稍差。 4.生产加气混凝土 粉煤灰加气混凝土是以粉煤灰为基本原料,配以适量的生石灰、水泥、石膏及铝粉等添 加剂制成的一种轻质混凝土建筑材料,粉煤灰掺量一般可达 70%。 这一产品的生产技术成 熟,产品质量已过关。 国家颁布的有关加气混凝土的试验方法(JG 256—275—80)、产品标准 (JG 315—82)、应用技术规范(JCl7—84)等,都包括了粉煤灰加气混凝土。 生产工艺和设备大 体上与其他品种加气混凝土相同。
将经过加工的、符合要求的原料按一定比例混合,并加入 发泡剂等,经搅拌浇注入模、发泡膨胀、静停、切割,进高压釜养护。 养护的蒸汽压力一般 为 1—1.6MPa。