重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要 摘要 流化床燃燒技術(shù)是近年來(lái)在國(guó)際上發(fā)展起來(lái)的新一代高效、低污染清潔煤燃 燒技術(shù)。但由于人們對(duì)流化床燃煤副產(chǎn)物，即固硫灰渣的基本特性認(rèn)識(shí)程度不夠， 現(xiàn)階段大多只能采用堆積方式進(jìn)行處理，因而嚴(yán)重影響了其資源化利用，這直接 給我國(guó)流化床燃煤脫硫技術(shù)的進(jìn)一步推廣帶來(lái)了較大困難。為此，本文采用8 種 具有代表性的固硫灰渣，較為系統(tǒng)地分析和研究了固硫灰渣的特性，并與粉煤灰 的特性進(jìn)行了對(duì)比；根據(jù)其成分特點(diǎn)提出了一套適用的活性評(píng)定方法；在利用 x r d 、s e m 微觀分析手段對(duì)固硫灰渣研究的基礎(chǔ)上，揭示了固硫灰渣與粉煤灰的 活性差異來(lái)源；最后，對(duì)固硫灰渣的建材資源化途徑一用于水泥摻合料進(jìn)行了比 較系統(tǒng)的研究。 固硫灰渣的特性研究表明：( 1 ) 由于燃燒溫度、脫硫劑、脫硫效率等因素的 影響，與普通煤粉爐灰渣相比，有其特殊的化學(xué)成分、火山灰活性及自硬性。( 2 ) 固硫灰渣的顆粒形貌極其不規(guī)則且疏松多孔，與粉煤灰的致密球狀顆粒有很大差 異，導(dǎo)致固硫灰的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量比粉煤灰高很多，固硫渣的吸水率也很高。( 3 ) 首次用紅外光譜對(duì)固硫灰渣的硅酸鹽陰離子聚合度進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)固硫灰渣 【s i 0 4 和 a 1 0 6 聚合度均低于粉煤灰的，尤其是 s i 0 4 。( 4 ) 根據(jù)固硫灰渣化學(xué)成分 和礦物組成的特殊性，并結(jié)合現(xiàn)行的活性評(píng)定方法，將原2 8d 抗壓強(qiáng)度比方法進(jìn) 行改進(jìn)，并采用大量固硫灰渣進(jìn)行試驗(yàn)，表明該方法能更直觀、更準(zhǔn)確地評(píng)定固 硫灰渣的活性。( 5 ) 固硫灰渣的火山灰活性高于粉煤灰，這種活性差異主要來(lái)源 于其礦物組成與顆粒形貌。 在研究固硫灰渣用于水泥摻合料時(shí)，采用了7 0 普通硅酸鹽水泥- 3 0 固硫灰 渣系統(tǒng)，研究結(jié)果表明：( 1 ) 比7 0 普通硅酸鹽水泥- 3 0 粉煤灰系統(tǒng)的膠砂強(qiáng)度 高，但是需注意控制系統(tǒng)中s 0 3 含量。( 2 ) 系統(tǒng)的凝結(jié)時(shí)間正常。( 3 ) 當(dāng)系統(tǒng)中 s 0 3 含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)3 5 時(shí)，硫酸鹽安定性檢測(cè)不合格。( 4 ) 系統(tǒng)的體積穩(wěn)定性比 7 0 普通硅酸鹽水泥3 0 粉煤灰系統(tǒng)的差；固硫灰渣與粉煤灰混摻可提高膠凝系 統(tǒng)的體積穩(wěn)定性。( 5 ) 當(dāng)系統(tǒng)中s 0 3 含量控制在3 5 左右時(shí)，水泥的強(qiáng)度隨齡期 逐漸增長(zhǎng)。( 6 ) 抗凍性能明顯高于7 0 普通硅酸鹽水泥3 0 粉煤灰系統(tǒng)。( 7 ) 抗 碳化性能低于純普通硅酸鹽水泥，但高于7 0 普通硅酸鹽水泥3 0 粉煤灰系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：流化床，固硫灰渣，活性，資源化，摻合料 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要 a b s t r a c t d u et ol a c ko fe f f e c t i r ew a y st ou t i l i z et h ef l ya n db o t t o ma s h e so ff l u i d i z e db e d c o m b u s t i o n ( f b ca s h e s ) ，i ti sd i f f i c u l tt ou 辯w i d e l yt h ea d v a n c e dt e c h n o l o g yo f f i u i d i z e db e dc o m b u s t i o na n dd e f u l f u r i z a t i o n i nt h i sp a p e r , t h ep r o p e r t i e so ff b c f l y b o t t o ma s h e sa r es y s t e m a t i c a l l ya n a l y z e da n dc o m p a r e dw i t hp u l v e r i z e dc o a l ( p c ) f l y a s h e s ，a n dam o d i f i e dm e t h o di sd e m o n s t r a t e dt oe v a l u a t et h er e a c t i v i t yo ff b ca s h e s t h ed i f f e r e n c eb e t w e e nt h er e a c t i v i t yo ff b ca s h e sa n dt h a to fp cf l ya s h e sa r e i n v e s t i g a t e db yx r d ，s e m a tl a s t ，t h ep r o p e r t i e so ff b c a s h e su s e da sa d d i t i v eo f c e m e n ta r es t u d i e d t h er e s u l t ss h o wt h a t ，( 1 ) f b ca s h e sa r ed i f f e r e n tf r o mp cf l ya s h e sd u et ot h e g r e a td i f f e r e n c e s i n f o r m i n gc o n d i t i o n s ，s u c h a st h ec o m b u s t i o n t e m p e r a t u r e , d e s u l f u r i z e ra n dt h ee f f i c i e n c yo fd e s u l f o r i z a t i o n t h ed i f f e r e n c e sm a i n l yl i ei nt h a tf b c a s h e sh a v es p e c i a lc h e m i c a lc o m p o s i t i o na n dp r o p e r t i e so fa c t i v i t y , s of b ca s h e sa r e s p e c i a lp o z z o l a n i em a t e r i a l ( 2 ) t h ep a r t i c l e so ff b ca s h e sa r ei r r e g u l a ra n dl o o s e t e x t u r e d ，w h i c ha r es i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n tf r o mt h o s eo fp cf l ya s h e st h a ta r es p h e r i c a l a n dc o m p a c t , s ot h er e q u i r e m e n to fw a t e rc o n s i s t e n c eo ff b c f l ya s h e s i sm u c hh i i g h e r t h a nt h a to fp cf l ya s h ，a n dt h ew a t e ra b s o r p t i o no ff b cb o t t o ma s h e si sv e r yh i g h ( 3 ) i ti sf o r t h ef i r s tt i m et oa n a l y z et h ep o l y m e r i z a t i o nd e g r e eo f 【s i 0 4 】a n d g 1 0 6 】o ff b c a s h e sb yi r ，a n dt h er e s u l t ss h o wt h a tt h ep o l y m e r i z a t i o nd e g r e eo f 【s i 0 4 a n d g 1 0 6 o f f b ca s h e si sl o w e rt h a nt h a to fp cf l ya s h e s ，e s p e c i a l l yt h ef o r m e r ( 4 ) t h ec u r r e n t m e t h o d sf o re v a l u a t i n gt h er e a c t i v i t yo fp o z z o l a n i cm a t e r i a l sa r en o ts u i t a b l ef o rf b c a s h e s am o d i f i e dm e t h o di sd e m o n s t r a t e dw h i c h 啪a s s e s st h er e a c t i v i t yr e a l l ya n d d i r e c t l y ( 5 ) t h er e a c t i v i t yo ff b ca s h e si sh i g h e rt h a nt h a to fp cf l ya s h e sf o rt h e d i f f e r e n c e si nm o r p h o l o g y g r a n u l o m e t r ya n dm i n e r a lc o m p o s i t i o n t h es t u d i e so nt h e7 0 e o 4 2 5c e m e n t 3 0 f b ca s h e s - w a t e rs h o w , ( 1 ) t h e s t r e n g t ho fm o r t a ri sh i g h e rt h a nt h a to ft h e7 0 p 0 4 2 5c e m e n t 3 0 p cf l y a s h e s - w a t e rm o r t a r s s 0 3c o n t e n ti nt h ep a s t e sm u s tb ep a i da t t e n t i o nt o ( 2 ) t h es e t t i n g t i m e o f7 0 e o 4 2 5c e m e n t 一3 0 f b ca s h e s w a t e rp a s t e si sn o r m a l ( 3 ) n es o u n d n e s s o fs y s t e mi s n tn o r m a lw h e n8 0 3c o n t e n te x c e e d3 5 al o t ( 4 ) s o u n d n e s so fc e m e n ti s n o ta ss t e a d ya sp cf l ya s h e s - c e m e n t w a t e rp a s t e s w h e nf l ya s hi sm i x e di n t of b c - c e m e n t w a t e rp a s t e s ，t h es o u n d n e s so fc e m e n ti si m p r o v e d ( 5 ) i fs 0 3c o n t e n td o n t e x c e e d3 5 1 0 n g t e r m c o m p r e s s i v ea n db e n ds t r e n g t ho f7 0 c e m e n t 3 0 f b c 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要 a s h e s - w a t e rm o r t a rw o n td e c l m e ( 6 ) t h ef r o s t - r e s i s a n tp r o p e r t yo f7 0 c e m e n t - 3 0 f b ca s h e s - w a t e rm o r t a ri sh i g h e rt h a nt h a to f7 0 c e m e n t 一3 0 p cf l ya s h e s - w a t e r m o r t a r c a r b o n a t i o nr e s i s t a n c eo f7 0 c e m e n t - 3 0 f b ca s h e s - w a t e rm o r t a ri sl o w e r t h a np o 4 2 5c e m e n t ，a n dh i g h e rt h a n7 0 c e m e n t 一3 0 p cf l ya s h e s - - w a t e rm o r t a r k e y w o r d s ：f l u i d i z e db e dc o m b u s t i o n , f b c a s h e s ，r e a c t i v i t y , r e s o u r c e ， a d d i t i v e i i i 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及敢 得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文 中不包含其他入已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得重鏖態(tài)堂 或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本 研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。 學(xué)位論文作者簽名：確曲簽字目麓：銣年脅月， 毯 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解重鏖太堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的 規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許 論文被查閱和借閱。本人授權(quán)重鏖太堂可以將學(xué)位論文的全部或部 分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段 保存、匯編學(xué)位論文。 保密() ，在年解密后適用本授權(quán)書(shū)。 本學(xué)位論文屬于 不保密( 、) 。 ( 請(qǐng)只在上述一個(gè)括號(hào)內(nèi)打“4 ”) 學(xué)位論文作者簽名：l 獺 簽字目期：。5 年南 月，f 罄 ￥ 聲 船 k 彳0 臥 茂 年 飛 鬼爭(zhēng)執(zhí) 氫 瓤 簽 唱 鼎 字 斟 簽 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1 緒論 1 緒論 1 1 選題背景 能源與環(huán)境是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的兩大問(wèn)題，我國(guó)是一個(gè)以煤炭為主要能源的國(guó) 家。目前每年煤炭消費(fèi)量約1 2 億噸，其中8 0 通過(guò)燃燒被利用。然而，燃燒設(shè)備 陳舊、效率低、排放無(wú)控制造成了能源和環(huán)境污染嚴(yán)重，節(jié)約能源與保護(hù)環(huán)境已 成為現(xiàn)有燃煤技術(shù)所需解決的主要問(wèn)題。根據(jù)預(yù)測(cè)，到2 0 2 0 年，我國(guó)的能源消耗 將達(dá)到2 5 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中，煤炭消耗占5 9 8 左右。我國(guó)一次能源以煤炭為主 的局面在今后5 0 年內(nèi)不會(huì)改變；我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展對(duì)煤炭的消耗也將快速增 長(zhǎng)；在我國(guó)的發(fā)電能源結(jié)構(gòu)中，燃煤發(fā)電占主導(dǎo)地位的格局近期不會(huì)改變。據(jù)聯(lián) 合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署1 9 8 8 年公布的統(tǒng)計(jì)資料顯示，s 0 2 已成為世界第一大污染物，人 類每年向大氣排放的s 0 2 達(dá)1 8 億噸。我國(guó)2 0 0 0 年s 0 2 排放總量為1 9 9 5 萬(wàn)噸， 已成為世界s 0 2 排放第一大國(guó)1 1 1 。s o z 排放造成的酸雨問(wèn)題已相當(dāng)嚴(yán)重，我國(guó)南 方2 9 個(gè)城市，特別是西南地區(qū)，遭受酸雨危害嚴(yán)重。我國(guó)每年因酸雨危害造成 的農(nóng)業(yè)損失在2 4 億元以上。1 9 9 5 年8 月，全國(guó)人大常委會(huì)通過(guò)了新修訂的中 華人民共和國(guó)大氣污染防治法，其中明確規(guī)定要在全國(guó)劃定酸雨控制區(qū)和二氧化 硫污染控制區(qū)，合稱為雙控區(qū)，要求在控制區(qū)內(nèi)強(qiáng)化對(duì)酸雨和二氧化硫的污染控 制。因此，采用先進(jìn)的高效、低污染燃燒技術(shù)，開(kāi)發(fā)新的燃燒設(shè)備成為當(dāng)務(wù)之急。 循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是近年來(lái)在國(guó)際上發(fā)展起來(lái)的新一代高效、低污染清潔 燃燒技術(shù)，其主要特點(diǎn)在于燃料及脫硫劑經(jīng)多次循環(huán)，反復(fù)地進(jìn)行低溫燃燒和脫 硫反應(yīng)，爐內(nèi)湍流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，不但能達(dá)到低n o x 排放、9 0 的脫硫效率和與煤粉 爐相近的燃燒效率，而且具有燃料適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此在國(guó) 際上得到迅速的商業(yè)推廣。我國(guó)近幾年來(lái)也有近千臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐投入運(yùn)行或 正在制造當(dāng)中。在我國(guó)目前環(huán)保要求日益嚴(yán)格，電廠負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍較大、煤種多 變、原煤直接燃燒比例高、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不平衡、燃煤與環(huán)保的矛盾日益突 出的情況下，循環(huán)流化床燃燒技術(shù)已成為一種高效低污染的新型燃燒技術(shù)。可以 預(yù)見(jiàn)，未來(lái)的幾年將是循環(huán)流化床燃燒技術(shù)飛速發(fā)展的一個(gè)重要時(shí)期。 但是目前我國(guó)推廣流化床燃煤脫硫技術(shù)尚存在很大的問(wèn)題，灰渣的處理利用 問(wèn)題尚未解決，且灰渣的排放量比一般的煤粉爐高，現(xiàn)階段基本上是采用堆積處 理。發(fā)達(dá)國(guó)家的固硫灰渣利用率也只有3 0 左右。因此，要使流化床燃煤固硫技 術(shù)在國(guó)內(nèi)得以推廣，就必須先解決固硫灰渣的綜合利用問(wèn)題。由于循環(huán)流化床鍋 爐中溫度、壓力、流動(dòng)工況、燃燒工況等與一般鍋爐不同，其產(chǎn)生的灰渣的物理 化學(xué)性能也有明顯的差別。而灰渣的特殊性會(huì)影響到灰渣綜合利用，因此對(duì)于灰 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1 緒論 渣性質(zhì)的研究也非常必要。 1 2 循環(huán)流化床燃煤固硫技術(shù) 1 2 1 循環(huán)流化床鍋爐基本原理 循環(huán)流化床燃燒是一種燃燒化石燃料、廢物和各種生物質(zhì)燃料的燃燒技術(shù)， 它的基本原理是燃料在流化狀態(tài)下進(jìn)行燃燒。一般粗顆粒在燃燒室下部燃燒，細(xì) 顆粒在燃燒室上部燃燒。被吹出燃燒室的細(xì)顆粒采用分離器收集之后，送回床內(nèi) 循環(huán)燃燒。其中，煤和脫硫劑被送入爐膛后，迅速被爐膛內(nèi)存在的大量砂子等惰 性高溫物料包圍，著火燃燒，發(fā)生脫硫反應(yīng)，并在上升煙氣流作用下向爐膛上部 運(yùn)動(dòng)，對(duì)水冷壁和爐內(nèi)布置的其他受熱面放熱。燃燒所需要的一次風(fēng)、二次風(fēng)分 別從爐膛底部和側(cè)墻送入，流化床燃燒室以二次風(fēng)口為界分為兩個(gè)區(qū)，二次風(fēng)入 口以下為大粒予還原氣氛燃燒區(qū)，二次風(fēng)口以上為小粒子氧化氣氛燃燒區(qū)。粗大 粒子被上升氣流帶入懸浮區(qū)后，在重力及其他外力作用下不斷減速偏離主氣流， 并最終形成附壁下降粒子流。被夾帶出爐膛的粒子進(jìn)入高溫分離器，大量固體物 料，包括煤粒和脫硫劑，被分離出來(lái)回送爐膛，進(jìn)行循環(huán)燃燒和脫硫。未被分離 的極細(xì)粒子隨煙氣進(jìn)入尾部煙道，進(jìn)一步對(duì)受熱面、空氣預(yù)熱器等放熱冷卻，經(jīng) 除塵器后，由引風(fēng)機(jī)送入煙囪排入大氣。 具體循環(huán)流化床鍋爐工藝流程圖可參考圖1 1 。 圖1 1 循環(huán)流化床鍋爐工藝流程圖 f i g 1 1 c f b ct e c h n i c sf l o wc h a r t 1 燃料倉(cāng)；2 - 燃料破碎機(jī)；3 石灰石倉(cāng)；4 _ 水冷壁；5 布風(fēng)板地下的空氣入口；6 - 旋風(fēng)分離器；7 鍋爐尾 部煙道；8 - 外置式換熱器的被加熱工質(zhì)入口；9 除塵器；1 0 煙囪；1 1 排渣管；1 2 省煤器； 3 - l 生熱囂 2 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1 緒論 1 2 2 循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展 7 0 年代的能源危機(jī)和8 0 年代的環(huán)境保護(hù)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)了循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的發(fā) 展。l u r g i 公司r e h 等人提出了兩種循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)圖并申請(qǐng)了專利。1 9 7 7 年，芬蘭a l s t r o m 公司運(yùn)行了一臺(tái)直徑0 7 9 2 4 8 m 、高7 0 1 0 4 m 的c f b f c i r c u l a t i o n f l u i d i z e db e d ) 試驗(yàn)裝置，燃用泥煤、廢紙屑、廢木和煤來(lái)產(chǎn)生蒸汽。第一臺(tái)商業(yè)規(guī)模的c f b 鍋爐出現(xiàn)在1 9 7 9 年，f o s t e rw h e e l e r ( 原芬蘭a l s t r o m 公司1 在p i h i a v a 投運(yùn)了一臺(tái) 5 m w 的c f b 。1 9 8 1 年k a u t t u a 投運(yùn)了一臺(tái)2 0 m w 的c f b 。1 9 8 5 年1 1 月h 哂 公司和b a b c o c k 公司制造的2 7 0 t hc f b 在d u i s b u r g 投運(yùn)，使c f b 在電站鍋爐領(lǐng) 域的發(fā)展更為迅速。1 9 8 7 年，美國(guó)第一臺(tái)大型c f b 在c o l o r a d ou t e 的n u c l a 電廠 投入運(yùn)行，鍋爐出力為4 2 0 t h a 、1 1 0 m w ，由f o s t e r w h e e l e r ( 奧斯隆p y r o p o w e r ) $ 1 j 造。 1 9 9 5 年1 1 月，2 5 0 m w 的c f b 在法國(guó)p r o v e n c e 電廠投運(yùn)，標(biāo)志了3 0 0 m w 以下 級(jí)的c f b 技術(shù)的成熟。中國(guó)為了解決劣質(zhì)燃料燃燒問(wèn)題，在6 0 年代開(kāi)始了流化床 鍋爐的研究工作。循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的研究開(kāi)始于8 0 年代初，雖然發(fā)展相對(duì)較 晚，但進(jìn)步很快。東北電力學(xué)院和吉林市鍋爐廠研制的1 0 t h 鼓泡床循環(huán)燃燒鍋爐， 于1 9 8 6 年7 月獲國(guó)家使用新型專利。同年，中科院工程熱物理研究所與濟(jì)南鍋爐 廠聯(lián)合開(kāi)發(fā)了3 5 t m 循環(huán)流化床鍋爐。1 9 8 9 1 9 9 1 年，首批3 5 7 5 饑1 的c f b 投入 運(yùn)行。由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和循環(huán)流化床鍋爐的理論發(fā)展落后的原因，運(yùn)行問(wèn)題較多。 經(jīng)國(guó)家組織的完善化研究后，c f b 在9 0 年代中后期得以快速發(fā)展。1 9 9 6 年，從 芬蘭引進(jìn)的4 1 0 油c f b 在內(nèi)江投產(chǎn)，外商獨(dú)資的鎮(zhèn)江紙業(yè)也引進(jìn)投產(chǎn)了幾臺(tái)4 1 0 t h 和2 2 0 t hc f b ，白馬電廠引進(jìn)的3 0 0 m w c f b 已經(jīng)投入運(yùn)行【2 j 。 雖然循環(huán)流化床鍋爐以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在國(guó)內(nèi)外都得到了極大的發(fā)展，但要完 全發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，必須走產(chǎn)業(yè)化和大型化的道路，開(kāi)發(fā)制造具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán) 的大型循環(huán)流化床鍋爐，并在容量上盡快達(dá)到與煤粉爐相當(dāng)?shù)乃健Ｒ坏┻@項(xiàng)新 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了大型化和國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化，就能切實(shí)地體現(xiàn)其重大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效 益和環(huán)境效益。 1 2 3 循環(huán)流化床鍋爐主要優(yōu)點(diǎn)【3 7 j ( 1 ) 燃料適應(yīng)性廣 循環(huán)流化床鍋幾乎可以燃燒各種煤( 如泥煤、褐煤、煙煤、貧煤、無(wú)煙煤、 洗煤廠的煤泥) ，以及洗矸、煤矸石、焦炭、油頁(yè)巖等，并能達(dá)到很高的燃燒效率。 它的這一優(yōu)點(diǎn)對(duì)充分利用劣質(zhì)燃料具有重大意義。 ( 2 ) 有利于環(huán)境保護(hù) 循環(huán)流化床鍋爐在燃料燃燒過(guò)程中能有效的控制s 0 2 和n o x 的生成和排 放，是一種相對(duì)清潔的燃燒方式。層燃和煤粉燃燒技術(shù)中產(chǎn)生的s 0 2 存在于煙氣 3 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1 緒論 中，其對(duì)鍋爐尾部受熱面形成低溫腐蝕和對(duì)大氣造成環(huán)境污染。向循環(huán)流化床鍋 爐內(nèi)直接加入石灰石、白云石等脫硫劑，可達(dá)到9 0 的脫硫效率。如當(dāng)脫硫效率 達(dá)9 0 時(shí)，鼓泡床鍋爐所需鈣硫比值在3 巧之間，循環(huán)流化床鍋爐只有2 也5 ， 所以可減少脫硫劑使用量。循環(huán)流化床鍋爐燃燒溫度一般控制在8 5 0 - 9 5 0 1 2 ，這 不僅利于脫硫，而且可以抑制氮氧化物( 熱反應(yīng)型n o x ) 的形成。另外由于循環(huán) 流化床鍋爐普遍采用分段( 或分級(jí)) 送入二次風(fēng)，這樣又可控制燃料型n o x 的生 成。在一般情況下，循環(huán)流化床鍋爐的n o x 生成量?jī)H為煤粉爐的1 ，和1 3 。n o x 排放量可控制在3 0 0m g n m 3 以下。因此，循環(huán)流化床燃燒是一種經(jīng)濟(jì)、高效、低 污染的燃燒技術(shù)。與煤粉爐加脫硫裝置相比，循環(huán)流化床鍋爐的投資可降低 1 4 1 3 。 ( 3 ) 負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好 煤粉爐負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍通常在7 0 一1 1 0 ，而循環(huán)流化床鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍一 般在3 0 1 1 0 ，這一特點(diǎn)對(duì)調(diào)峰電廠或熱負(fù)荷變化較大的熱電廠來(lái)說(shuō)，選循環(huán) 流化床鍋爐作為動(dòng)力鍋爐非常有利。 ( 4 ) 燃燒強(qiáng)度大 循環(huán)流化床鍋爐的截面熱負(fù)荷可達(dá)3 “m w m 3 ，是鼓泡床鍋爐的2 4 倍，是 鏈條爐的2 “倍。其爐膛容積熱負(fù)荷為1 5 2m w m 3 ，是煤粉爐的踮1 1 倍，所 以循環(huán)流化床鍋爐可減小爐膛體積，降低金屬消耗。 ( 5 ) 爐內(nèi)傳熱能力強(qiáng) 循環(huán)流化床爐內(nèi)傳熱主要是上升的煙氣和流動(dòng)的物料與受熱面的對(duì)流傳熱和 輻射傳熱，爐膛內(nèi)氣固兩相混和物對(duì)水冷壁的傳熱系數(shù)比煤粉爐爐膛的傳熱系數(shù) 大得多，一般在5 0 , - 4 5 0w ( m 2 k ) 。如果床內(nèi)( 爐膛內(nèi)或爐膛外) 布置有埋管，可更 大幅度地節(jié)省受熱面金屬耗量( 埋管傳熱系數(shù)可達(dá)2 3 3 - 3 2 6w ( m 2 - k ) ) ，為循環(huán)流化 床鍋爐大型化提供了可能。 綜上所述，循環(huán)流化床燃煤固硫技術(shù)是一種更具有優(yōu)勢(shì)的清潔燃燒技術(shù)，符 合我國(guó)的國(guó)情，具有更廣闊的前景，若解決循環(huán)流化床燃煤固硫技術(shù)所產(chǎn)生灰渣 的綜合處理和利用這一難題，必將促進(jìn)該技術(shù)在全國(guó)的應(yīng)用推廣。 1 3 流化床燃煤固硫灰渣的利用途徑 流化床燃煤固硫是一種硫的形態(tài)轉(zhuǎn)化過(guò)程，即利用脫硫劑( 主要成分為石灰石) 將燃煤硫成分氧化放出的氣態(tài)s 0 2 轉(zhuǎn)化為以c a s 0 4 為主的形態(tài)存在而固定下來(lái)。 經(jīng)過(guò)這一過(guò)程后，可以大大降低向大氣中排放s 0 2 的量，但同時(shí)又產(chǎn)生另一種污 染物，即流化床燃煤固硫灰渣。與普通沸騰爐渣相比，流化床燃煤固硫灰渣在成 分上增加了大量的無(wú)水硫酸鈣，一部分殘留脫硫劑中的碳酸鈣及其分解出的游離 4 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1 緒論 氧化鈣。根據(jù)原煤成分、脫硫劑成分及流化床層材料等條件的不同，流化床燃煤 固硫灰渣的成分波動(dòng)也較大，處理和應(yīng)用起來(lái)較為困難。1 9 9 3 年9 月，美國(guó)環(huán)保 局對(duì)燃煤灰渣定義和利用標(biāo)準(zhǔn)作出了一系列的規(guī)定，所涉及的燃煤灰渣有四種， 即粉煤灰，爐底灰、沸騰爐渣、煙氣脫硫渣。由于流化床燃煤固硫灰渣可參考的 資料太少，所以沒(méi)有列入可利用的燃煤灰渣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中【8 1 。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外在流化床燃煤固硫灰渣的綜合處 理和利用方面取得了一些成果；根據(jù)流化床燃煤固硫灰渣的特點(diǎn)及其他燃煤副產(chǎn) 品的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，流化床燃煤固硫灰渣可以通過(guò)以下途徑進(jìn)行綜合利用 9 - 2 7 1 。 1 3 1 作為建筑材料 流化床燃煤固硫灰渣具有一定的自硬性和火山灰活性。流化床內(nèi)燃燒溫度一般 在8 5 0 9 0 0 之間，此溫度范圍恰處于粘土礦物和熱中溫活性區(qū)內(nèi)( 6 0 0 9 5 0 ( 2 ) 。 粘土礦物中的高嶺石變成無(wú)定型偏高嶺石，水云母、綠泥石、蒙脫石、伊利石等 礦物也開(kāi)始轉(zhuǎn)變成活性狀態(tài)，所以流化床燃煤固硫灰渣具有一定的火山灰活性。 又由于灰渣中含有c a o 和c a s 0 4 成分，所以具有一定的自硬性。 由于流化床燃煤固硫灰渣含有s i 0 2 、a 1 2 0 3 及f c 2 0 3 較低，且含有較高的c a o 和過(guò)多的s 0 3 ，一般來(lái)說(shuō)，作為水泥混凝土的混合材料并不適宜；但它可以作為熟 料組分引入水泥制造工藝過(guò)程中，生產(chǎn)火山灰水泥，另外流化床燃煤固硫灰渣還 可以作水泥生產(chǎn)助磨劑，節(jié)約能源，甚至還可以代替石膏來(lái)調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間。同時(shí) 還可以有目的地利用流化床燃煤固硫灰渣中的s 0 3 和c a o 作為水泥或混凝土材料 的膨脹組分，配制微膨脹水泥或混凝土。清華大學(xué)土木系建材教研室對(duì)流化床燃 煤固硫灰渣的利用研究表明，當(dāng)流化床固硫灰渣中s 0 3 含量在6 8 時(shí)，利用5 2 5 硅酸鹽水泥熟料摻渣3 0 、4 0 可分別生產(chǎn)4 2 5 和3 2 5 流化床燃煤固硫灰渣水泥， 灰渣中無(wú)水硫酸鈣可全部代替二水石膏在水泥中起緩凝作用；s 0 3 含量在3 - 6 之 間的低硫流化床燃煤固硫灰渣作水泥摻合材時(shí)需外摻一定量的二水石膏才能保證 水泥緩凝時(shí)間合乎標(biāo)準(zhǔn)；s 0 3 3 的灰渣則可按普通沸騰爐渣作火山灰混合材處 理。 流化床燃煤固硫灰渣可以作為結(jié)構(gòu)填充材料，應(yīng)用于挖掘土回填、溝槽、管道 墊層、路基等方面，與普通回填材料相比，具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，用同等 質(zhì)量的填充材料可以獲得更大的填充范圍和更高的硬化強(qiáng)度。流化床燃煤固硫灰 渣加水后可以作為可流動(dòng)性填充材料，應(yīng)用于管道墊層或其他用普通回填土難以 施工的地方。 另外，利用流化床燃煤固硫灰渣的膠凝性能可以生產(chǎn)膠凝材料和建材制品， 只要選擇適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)劑，完全可以在常溫下激發(fā)流化床燃煤固硫灰渣的活性，滿 足膠凝材料和制品的要求。美國(guó)、日本、英國(guó)和前西德等國(guó)家先后于七十年代末 5 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1 緒論 和八十年代初進(jìn)行了用流化床燃煤固硫灰渣生產(chǎn)建材的研究。其結(jié)果是將這種含 硫廢渣經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理或加入其他激發(fā)劑，用來(lái)制作人造骨料、蒸養(yǎng)砌塊，加 氣混凝土砌塊，或作為人造火山灰材料用作砂漿或混凝土的摻合料，也可作為水 泥生產(chǎn)的混合材，還可以作為瀝青混凝土的摻合料。 1 3 2 礦山、礦井處理 目前，露天開(kāi)采煤礦的最常見(jiàn)方法，開(kāi)采后會(huì)留下露天坑洞和廢尾礦。這些 尾礦往往會(huì)造成土壤酸化，而礦井則成為酸性污水的儲(chǔ)藏場(chǎng)。流化床燃煤固硫灰 渣具有自硬性，可以作為廢坑井的填充材料，又由于呈堿性，可以作為類似石灰 材料來(lái)中和礦井中的酸性污水，有效地治理酸性污水溢流的問(wèn)題。另外，流化床 燃煤固硫灰渣還可以作為灌漿材料與這些尾礦混合，徹底固化廢尾礦，防治環(huán)境 污染，為了增加固化物強(qiáng)度，有時(shí)可以適當(dāng)加入其他激發(fā)材料或膠凝材料。可見(jiàn)， 流化床燃煤固硫灰渣可以減輕礦山土壤酸化，恢復(fù)露天剝離開(kāi)采后的土地。流化 床燃煤固硫灰渣用于減輕礦山土壤酸化性在賓夕法尼亞、西弗吉尼亞和馬里蘭州 都有正式記錄。西弗吉尼亞普瑞斯頓縣阿爾泊米特地區(qū)的帕利奧特礦業(yè)公司使用 流化床燃煤固硫灰渣改進(jìn)了排往其特河的p h 值。賓州魚(yú)船委員會(huì)1 9 9 7 年的研究 證明，用一種l m 厚的流化床燃煤固硫灰渣覆蓋層可以成功地控制酸性礦井水的排 放。自從鋪設(shè)了覆蓋層后，排水口上的魚(yú)群又在排水口以下的河流中重新繁殖了。 1 3 3 交通工程 流化床燃煤固硫灰渣具有一定的火山灰活性和自硬性，可以大量地應(yīng)用在交通 工程的回填、路堤和路基中。美國(guó)有報(bào)道利用流化床燃煤固硫灰渣做路基修建了 一條公路，但未見(jiàn)具體的做法和后期報(bào)道。我國(guó)基本上沒(méi)有該方面的報(bào)道和資料， 研究工作就更少。同時(shí)由于流化床燃煤固硫渣7 0 - - 8 0 的顆粒在砂的細(xì)度范圍，在 交通工程中很少地方缺少砂資源，因此可以考慮用流化床燃煤固硫灰渣代替天然 砂，我們的研究情況表面流化床燃煤固硫灰渣可代替天然砂配制道路混凝土從力 學(xué)性能看是可行的，且在抗折強(qiáng)度上相對(duì)天然砂混凝土具有優(yōu)勢(shì)，其它性能有待 進(jìn)一步深入研究。 1 3 4 城市環(huán)境治理 流化床燃煤固硫灰渣具有高p h 值、高吸水性和一定的自硬性能，使得它可以 有效的應(yīng)用于城市垃圾固化穩(wěn)定和酸性廢物中和固化方面。 在處理城市管道污泥方面，流化床燃煤固硫灰渣可以發(fā)揮高吸水性和自硬性 能，穩(wěn)定污泥不到處流淌；還可以提供c a o 和c a s 0 4 成分，水化放熱，并創(chuàng)造堿 性環(huán)境，起到殺菌和除臭作用，這樣處理后的污泥可以像普通混凝土一樣應(yīng)用于 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和土地回填工作中去。 在處理城市酸性廢液方面，流化床燃煤固硫灰渣有很明顯的優(yōu)勢(shì)，不但可以 6 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1 緒論 固化并中和酸性廢液，甚至可以將酸性廢液的p h 值提高至1 0 或1 1 ，解析后其中 溶解的金屬水化物，然后再中和廢液，并將剩下的污泥脫水處理成固體。 1 3 5 農(nóng)業(yè) 由于流化床燃煤固硫灰渣中含有c a o 、c a s 0 4 和c a ( 0 1 1 ) 2 成分，可以提供大 量的鈣質(zhì)原料，這些材料可以代替鈣肥施加于酸性土壤中，起到增產(chǎn)的作用。美 國(guó)農(nóng)業(yè)部研究部門曾發(fā)布過(guò)一項(xiàng)指導(dǎo)性文件，允許使用流化床燃煤固硫灰渣作為 一種土壤調(diào)整劑，但必須事先做化學(xué)分析以確定灰渣中不含有害成分。 流化床燃煤固硫灰渣中含有少量的鎂、鉀、磷等成分，這些元素是農(nóng)作物必 不可少的養(yǎng)分。此外，流化床燃煤固硫灰渣中含有鐵、猛、鋁、硼、銅、鋅等元 素，這恰恰也是農(nóng)作物需求的微量養(yǎng)分。通常，農(nóng)作物都是通過(guò)土壤吸收或施加 精細(xì)化肥來(lái)獲取這些微量元素，施加流化床燃煤固硫灰渣后，可以很便宜并較充 足的獲取這些養(yǎng)分。流化床燃煤固硫灰渣可以作為農(nóng)場(chǎng)、果園、牧場(chǎng)的土地覆蓋 材料，既可以減少農(nóng)作物周圍雜草的生長(zhǎng)，還可以保持土壤水分。此外，利用流 化床燃煤固硫灰渣的自硬性能，可以穩(wěn)定土壤并形成混凝土一樣的堅(jiān)實(shí)地面，成 為煩躁牢固的堆谷場(chǎng)。 1 4 流化床燃煤固硫灰渣研究和利用的迫切性 流化床燃煤固硫技術(shù)是繼原煤脫硫和煙氣脫硫之后發(fā)展起來(lái)的一種較為經(jīng)濟(jì) 實(shí)用的脫硫技術(shù)，它是通過(guò)改進(jìn)煤的燃燒狀態(tài)，在煤燃燒過(guò)程中加入一定量的脫 硫劑，吸收煤燃燒過(guò)程中放出的s 0 2 ，生成亞硫酸鹽或硫酸鹽等固定在灰渣中，并 隨灰渣排出。 由于流化床鍋爐具備許多優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外已把發(fā)展流化床鍋爐作為燃用劣質(zhì)煤 并脫硫降硝、解決大氣污染問(wèn)題的一個(gè)重要方向。在我國(guó)摻入高活性人工鈣基脫 硫劑在流化床鍋爐中燃燒脫硫技術(shù)作為國(guó)家“七五”科技攻關(guān)課題已在山東淄博、四 川、重慶、湖北宜昌、廣西柳州和貴州貴陽(yáng)等受酸雨危害嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)行工業(yè)性 試驗(yàn)( 脫硫效率達(dá)8 0 以上) ，取得很好的效果，技術(shù)水平已處于世界前列。由于 流化床鍋爐摻入脫硫劑后在燃燒中同時(shí)脫硫，省去了昂貴的脫硫裝置，能以較經(jīng) 濟(jì)的方式解決能源供應(yīng)和滿足環(huán)保的要求，適合中國(guó)國(guó)情。 目前我國(guó)正大力推廣流化床燃煤固硫技術(shù)，國(guó)家計(jì)委和國(guó)家科委將這項(xiàng)技術(shù)列 入國(guó)家“八五”科技攻關(guān)重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，并將在2 2 0 噸孫時(shí)中型電廠鍋爐中應(yīng)用。 正因?yàn)榱骰补塘蚓哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn)，目前山東、四川、重慶、云南已有大批大中型 流化床鍋爐建成并投入使用，且許多中小型火電廠也相繼將流化床鍋爐作為技改 的重點(diǎn)技術(shù)采用，屆時(shí)還有大量的流化床鍋爐投入使用。但該技術(shù)推廣有一定的 難度，其中最重要的原因之一就是脫硫后的灰渣還沒(méi)有成熟的處理方法，必須花 7 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1 緒論 大價(jià)錢買地修堆場(chǎng)，還要支付昂貴的污染費(fèi)，灰渣的利用也只是消極地堆放，談 不上資源化利用，灰渣的綜合利用也是當(dāng)務(wù)之急。流化床燃煤固硫灰渣與粉煤灰、 沸騰爐渣都有一定的區(qū)別，且由于煤種、脫硫劑、燃燒效率、脫硫效率、灰渣排 放方式等的不同，可以造成脫硫灰渣品質(zhì)上很大的差異，所以造成利用上還有很 大的困難。 同時(shí)，由于在燃燒過(guò)程中需要加入1 5 2 5 的脫硫劑( 主要成分是碳酸鈣或氧 化鈣) ，且大多原煤的品位較差，其排渣量比原來(lái)排灰量增加約2 0 ，有的甚至高 達(dá)5 0 1 0 0 ，故由此帶來(lái)的另一種問(wèn)題是流化床燃煤固硫后生產(chǎn)的大量含硫的固 硫灰渣的處理，僅以1 3 5 m w 燃煤流化床鍋爐為例，每年排放固硫廢棄物3 0 0 萬(wàn)噸， 如此大的量，如果不對(duì)這些脫硫灰渣進(jìn)行綜合處理和利用，必將對(duì)環(huán)境造成第二 次污染，也必將是制約流化床燃煤固硫技術(shù)的推廣應(yīng)用。 國(guó)內(nèi)外的研究表明與其它燃煤工業(yè)廢渣( 如粉煤灰等) 相比最顯著的區(qū)別在 于固硫灰渣中含有較多的s 0 3 ( s 0 3 一般為5 1 5 ，最高可達(dá)2 0 左右) 和相當(dāng)數(shù)量 的f - c a o ；除火山灰活性外，固硫灰渣還具有較高的自身水硬性；已不能簡(jiǎn)單作水 泥或混凝土生產(chǎn)中的活性混合材料使用。同時(shí)也認(rèn)為固硫灰渣中的s 0 3 和f - c a o 是固硫灰渣作建材最不利的因素，為此美國(guó)還研究了專門的預(yù)處理技術(shù)，以消除 固硫灰渣中的無(wú)水硫酸鈣和f - c a o 可能導(dǎo)致的膨脹開(kāi)裂，但見(jiàn)相關(guān)的詳細(xì)報(bào)道。 然而固硫灰渣中的s 0 3 和f - c a o 是在9 0 0 左右生成的，與普通的無(wú)水石膏和低溫 煅燒石灰的性質(zhì)不一樣，具有各自獨(dú)特的性質(zhì)，對(duì)其特性的研究，特別是f - c a o 特性研究的資料非常少。 從已公開(kāi)的文獻(xiàn)看，國(guó)內(nèi)開(kāi)展固硫灰渣綜合利用是在1 9 8 6 年以后進(jìn)行的即由 清華大學(xué)主持，冶金建筑研究總院等單位參加的國(guó)家“七五”科技攻關(guān)環(huán)保項(xiàng)目“沸 騰爐燃煤固硫渣制建材的研究”1 9 j ，在此之前，這項(xiàng)研究在國(guó)內(nèi)尚屬空白。其研究 成果主要是作水泥混合材和配制膨脹水泥及膨脹劑，作為水泥混合材雖中式，但 未見(jiàn)推廣應(yīng)用；作為膨脹劑存在膨脹能較小的不足。而且當(dāng)時(shí)研究采用的均為小 型流化床鍋爐的固硫渣，s 0 3 含量均小于1 0 ，對(duì)現(xiàn)在大中型流化床鍋爐的燃煤固 硫灰渣的利用有一定的參考價(jià)值，但不能直接采用。 隨著流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展，鍋爐越來(lái)越大型化，3 0 0 m w 以上的鍋爐已研究 成功并投入運(yùn)行，燃燒和固硫的效率越來(lái)越高，同時(shí)我國(guó)原煤的品位逐年下降， 硫的含量在升高，因此流化床燃煤固硫灰渣的含硫量越來(lái)越高，給其利用帶來(lái)更 大的難度。目前國(guó)內(nèi)各采用流化床燃煤固硫技術(shù)的電廠的固硫灰渣大多數(shù)是采用 渣場(chǎng)堆放，而且不斷有新的流化床鍋爐的建成運(yùn)行，固硫灰渣的量將不斷增加， 因此流化床燃煤固硫灰渣的量和利用難度的不斷增加，使其成為阻礙流化床固硫 技術(shù)推廣應(yīng)用的主要阻礙之一，因此必須加大力度對(duì)其進(jìn)行研究和利用。 8 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1 緒論 同時(shí)在世界范圍內(nèi)，對(duì)流化床燃煤固硫灰渣的物化特性、水化機(jī)理、應(yīng)用途 徑的基礎(chǔ)研究都非常欠缺，以致1 9 9 3 年美國(guó)環(huán)保局對(duì)可利用的燃煤廢渣進(jìn)行定義 和分類時(shí)，都沒(méi)有將流化床燃煤固硫灰渣包括在內(nèi)。但不能因此就把流化床燃煤 固硫灰渣誤認(rèn)為一種毫無(wú)用處的廢物，必須以對(duì)流化床燃煤固硫灰渣進(jìn)行基礎(chǔ)研 究為起點(diǎn)。故對(duì)流化床燃煤固硫灰渣基礎(chǔ)和資源化研究是十分必要和迫切的。 1 5 本論文研究?jī)?nèi)容 由于循環(huán)流化床鍋爐工藝與傳統(tǒng)的煤粉爐相比，運(yùn)行工況有較大的差異。導(dǎo) 致循環(huán)流化床的灰渣性質(zhì)與常規(guī)煤粉爐也有不同。而灰渣的特殊性會(huì)影響到的灰 渣綜合利用，因此對(duì)于灰渣性質(zhì)的研究非常必要。 本論文以6 種固硫灰和2 種固硫渣為研究對(duì)象，對(duì)固硫灰渣的特性和資源化 進(jìn)行研究，并與粉煤灰的性質(zhì)進(jìn)行了對(duì)比。 1 ) 對(duì)固硫灰渣的基本物化特性研、礦物組成、硅酸鹽陰離子聚合度進(jìn)行研究， 并與粉煤灰的基本特性進(jìn)行對(duì)比。 2 ) 對(duì)固硫灰渣的活性進(jìn)行研究，根據(jù)固硫灰渣的特殊性提出一種能更真實(shí)、 更直觀反映固硫灰渣活性的評(píng)定方法，并對(duì)固硫灰渣與粉煤灰活性差異的來(lái)源進(jìn) 行研究。 3 ) 對(duì)固硫灰渣作為水泥摻合料時(shí)，固硫灰渣不同摻量時(shí)水泥砂漿的強(qiáng)度、水 泥凈漿和砂漿的膨脹性能、水泥砂漿的長(zhǎng)期強(qiáng)度、抗凍性能、抗碳化性能進(jìn)行研 究，并與粉煤灰作為摻合料時(shí)水泥的性能進(jìn)行對(duì)比。 9 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文2 原材料及試驗(yàn)方法 2 試驗(yàn)原材料 2 1 試驗(yàn)原材料 2 1 1 流化床燃煤固硫灰渣 本文研究的燃煤固硫灰渣來(lái)自于河北某電廠的3 種固硫灰a 、b 、c ，浙江某 電廠的2 種固硫灰d 、e ，四川某電廠的1 種固硫灰f 和2 種固硫渣g 、h ，河北某 電廠的未固硫灰i 。其主要化學(xué)組成見(jiàn)表2 1 。其中固硫渣在進(jìn)行活性評(píng)定、活性 激發(fā)、體積穩(wěn)定性及水泥摻和料應(yīng)用時(shí)使用的都是磨細(xì)4 0 分鐘的渣。 表2 1 試驗(yàn)用固硫灰渣化學(xué)組成 t a b l e2 1c h e m i c a lc o m p o s i t i o no fc f ba s h e s 2 1 2 熟料 本試驗(yàn)采用重慶水泥廠p o 4 2 5 硅酸鹽熟料，經(jīng)試驗(yàn)室5 k g 磨細(xì)2 小時(shí)，細(xì) 度為2 9 。加入5 - - 水石膏做調(diào)凝劑后膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2 2 。 表2 2 重水4 2 5 # 硅酸鹽熟料膠砂強(qiáng)度 t a b l e2 2t h es t r e n g t ho fc h o n g s h u i4 2 5c l i n k e r 抗壓強(qiáng)度m p a抗折強(qiáng)度m p a 7 d2 8 d7 d2 8 d 4 1 3 45 1 7 58 3 08 9 3 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文2 原材料及試驗(yàn)方法 2 1 3 粉煤灰 本試驗(yàn)采用的粉煤灰為秦皇島電廠干排的普通粉煤灰f a l ，重慶九龍坡電廠 的干排灰f a 2 ，珞璜電廠的干排灰f a 3 ，青海電廠的高鈣粉煤灰f a 4 ，其化學(xué)組成 見(jiàn)表2 3 。 表2 3 粉煤灰化學(xué)成分 t a b l e2 3c h e m i c a lc o m p o s i t i o no ff a 2 1 4 二水石膏 本文采用的二水石膏為脫硫石膏。 2 1 5 砂 特細(xì)砂：長(zhǎng)江特細(xì)砂，細(xì)度模數(shù)為0 9 ，物理性能和顆粒級(jí)配見(jiàn)表2 4 表2 4 砂的物理性能和顆粒級(jí)配 t a b l e2 4t h ep h y s i c a la n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so ft h es a n d 塑堡盤堂絲壁墅塾塹呈 指標(biāo)測(cè)試結(jié)果篩孔尺寸r a m分計(jì)篩余，累計(jì)篩余 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 原材料及試驗(yàn)方法 2 2 試驗(yàn)方法 2 2 1 粒徑分析 固硫灰采用激光粒度分析儀進(jìn)行測(cè)試。參照j g j5 2 9 2 普通混凝土用砂質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法對(duì)固硫渣進(jìn)行篩分分析。 2 2 2 密度 參照g b 廠r2 0 8 1 9 9 4 水泥密度測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試。 2 2 3 堆積密度 用取樣的勺將試樣從已知容積的容器口上方5 c m 的地方均勻倒入，讓試樣自 由落下，裝滿后使容器口上部分試樣成錐體，然后用直尺沿容器邊緣從中心向兩 邊刮平，稱重后計(jì)算。 2 2 4 比表面積 參照g b8 0 7 4 1 9 8 7 勃氏法測(cè)試水泥比表面積進(jìn)行測(cè)試。 2 2 5 凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、安定性、凝結(jié)時(shí)間 凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、安定性( 雷氏法) 、凝結(jié)時(shí)間參照g b l 3 4 6 2 0 0 1 水泥 標(biāo)準(zhǔn)稠度、安定性、凝結(jié)時(shí)間測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試。 安定性( 試餅法) 按g b 廠r1 3 4 6 試餅法制作試餅。試餅在溫度2 0 + _ 3 、相對(duì) 濕度大于9 0 養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)1d 后，再放入5 0 水中浸水養(yǎng)護(hù)至2 8d 。然后目測(cè)觀 察試餅完整無(wú)裂縫，敲擊響聲清脆，則為安定性合格。 2 2 6 強(qiáng)度試驗(yàn)方法 膠砂強(qiáng)度：固硫灰渣與水泥熟料比例按照3 0 ：7 0 混合，若體系中s 0 3 含量未達(dá) 到3 5 ，用二水石膏調(diào)節(jié)膠凝材料中s 0 3 的含量，使調(diào)節(jié)膠凝材料中s 0 3 的含量 控制在3 5 ?？紤]大部分為對(duì)比試驗(yàn)，膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)主要采用特細(xì)砂，膠砂比為 1 ：3 。各配比膠砂流動(dòng)度控制在1 3 0 m m 一1 4 0 m m 之間。其余參照g b t 1 7 6 7 1 1 9 9 9 水泥膠砂強(qiáng)度