华能德州电厂通过研究 实践,采用粉煤灰分选技术,生产出市场前景广阔的建材原料-微珠,提高了产品附加值,实现了废弃物的综合利用。 关键词:火电厂;粉煤灰;微珠中图分类号:X705 文献标识码:B 0 引言 粉煤灰是火力发电厂煤炭燃烧过程中遗留下来的 未充分燃烧的物质,主要包括从烟筒排出的飞灰、除 尘器中排出的细灰和燃烧炉中排出的灰渣。 研究表明:粉煤灰中主要由硅铝玻璃、微晶矿物 颗粒和未燃尽的残炭微粒所组成,其化学成分以氧化 硅和氧化铝为主,华能德州电厂通过对其三期机组产 生的粉煤灰适当的分选加工,生产出一种具有高附加 值的建筑材料-微珠,实现了废弃物的综合利用。 1 华能德州电厂除灰设备简介 华能德州电厂总装机容量2620MW,拥有发电机 三期工程安装进口660MW机组2台,燃用煤种为山西 贫煤,年发电量约130亿kwh。 华能德州电厂一、二期 工程采用水力除灰方式,三期工程两台机组采用干灰 正压浓相气力集中除灰方式。
德州电厂三期机组年排 灰约94.2万t,灰场占地2960亩。 由于粉煤灰年产生量巨大,德州电厂多年来一直 在探索粉煤灰综合利用的有效途径,以降低生产成本 实现环境和资源保护的目的。 该厂经过多方考察和调 查研究发现:干排粉煤灰经适当的分选加工,可生产 出一种具有高附加值的建筑材料-微珠。
在粉煤灰湿 排方式下,虽然可以提取出价值更高的粉煤灰产品- 漂珠,但是漂珠的产量极少,而干排除灰方式不仅可 提高粉煤灰的可利用价值,该厂三期工程采用干排除 灰方式,分选出的粉煤灰产品主要是微珠。 2 德州电厂粉煤灰品质分析 2.1 微珠简介及其生成机理 36 COAL ASH CHINA 3/2006 大型燃煤电厂制粉、燃烧条件优越,粉煤颗粒 完全燃烧后,煤粉中的大多数无机矿物质形成了玻 璃体状的球形微粒。 经除尘装置收集到的,绝大多数 为微小的玻璃形体,被称为微珠。 由于其颗粒小,比 表面积大,含未燃尽碳极少,因此,比一般粉煤灰用 途要广。 经X射线末衍射仪对微珠所进行的矿物定性 定量分析显示:微珠主要由硅、铝、铁、钙等矿物质 组成,其中还含有少量的镁、钛、钠、钾等化合物和 微量其它元素。 化合物主要是硅酸盐、氧化物和硫酸 盐以及少量的磷酸盐和碳酸盐。 由于微珠多是微小光 滑的玻璃球,具有水硬胶凝性能,可以改善混凝土的 降低水泥的水化性。 粉煤灰微珠中有大量玻璃体、颗 粒小、质量轻、强度高、耐磨、耐高温,符合地面涂 料填料的性质要求,掺入乙烯类塑料中,可制成消声 器材,有效地将噪声95 ̄100dB降到90dB以下,而且微 珠还可以用作隔热保温耐火涂料的原材料。 粉煤灰生成的质量与锅炉设计、负荷及燃烧条件 有关。 德州电厂三期工程锅炉的炉膛温度超过 1600℃,在这样的温度下,矿物杂质除少量石英外, 几乎可以全部熔融。 粉煤灰烧成温度越高,其中玻璃 微珠的成珠率越高,含碳量低,质量好。 影响硅酸盐 灰粒熔融温度的主要因素有二:一是粉煤粉灰颗粒的 矿物组成,二是煤粉的颗粒粒径。 煤粉颗粒越粗,矿物组成越复杂;反之, 煤粉颗粒越细,矿物组成越简单,越利于形成玻璃微 珠。 德州电厂三期工程锅炉容量大,炉膛温度高,最 高炉温高于1600℃,煤粉细度好,产生微珠的条件。
干法分选其原理是利用反选矿的方法,先行 除去粉煤灰中的碳灰等杂质,然后利用漂珠与沉珠的 相对密度上的差异,用分选机选出漂珠与沉珠,亦可 根据用户及产品需要,在分选原则流程中增加其他的 选矿方法,获得富铁微珠。 干法分选工艺的微珠的回 收率可达85%,获得的产品质量符合相关行业标准。 当改造即可通过干法分离出粉煤灰中用途广、市场大 万元、357万元在三期干除灰系统中改造增加了粉煤 约50万t。 德州电厂粉煤灰微珠分选系统采用西安热工院技 术产业限公司生产的成套粉煤灰分选设备,整个分选 及输送系统主要由空压机房、除尘器下设备、输送管 线、微珠库、输送配电室及集控室六部分组成。 分选 采用低正压输送方式,分选能力可达60t/小时,其中 一级灰约占70%,二级灰约占30%。 整 个粉煤灰分选系统是闭路循环运行,既提高了商品粉煤企业实测指标 14.1 94 4.84 0.3 0.40钙缓慢化合,形成稳定的不溶性硅酸钙。
添加微珠后, 由于德州电厂三期机组除灰系统为干排方式,仅需适 久性明显增加。 分选简易流程如图1所示, 详细系统图如图2所示。 4)积极与附近的大型水泥厂合作,采用先进适用的 气力输送除灰技术,安装从电厂除灰口到水泥厂的干 灰气力直输管道,把分选出的商品粉煤灰直送到水泥 厂作为水泥混合材原料使用,有效减少除灰用水和除灰 用电,从而将进一步降低发电成本。 2) 企业近两年以来生产情况表明:从粉煤灰中提取 微珠对粉煤灰进行再利用,具有投资小,生产过程稳 定,工艺技术易于掌握,指标好,效益高等优点,并 且减轻了粉煤灰大量排放与堆积所造成的环境污染问题。 ②全方位落实工 艺质量管理职责,将量化指标任务落实到岗到人。 ③从严管理,层层把关,环环扣紧,形成全员齐抓共 有效措施,逐项抓好原料场、生产现场、干燥室等工 艺环节上的技术质量管理,防止人为的开裂,实现节 能优质的目标。 适量下料,用搅拌机充分搅拌 捏合,将混合料搅匀捏实,使成型坯体各部位的水分 分布均匀,在干燥中脱水收缩速度一致而不开裂。 混 38 COAL ASH CHINA 3/2006粉 碎 、 筛 分 、 混 合 , 按 比 均 匀 掺 配 粉 煤 灰。