流化床燃煤固硫渣特性及其建材資源化研究.pdf

1、流化床燃煤固硫技術(shù)是先進(jìn)的燃燒技術(shù)，但這一技術(shù)的推廣應(yīng)用因流化床燃煤固硫渣沒有成熟和經(jīng)濟(jì)的綜合利用途徑受到嚴(yán)重限制。由于人們對流化床燃煤副產(chǎn)物的認(rèn)識程度還很有限，基礎(chǔ)資料十分缺乏，在一定程度上影響了流化床燃煤固硫渣的資源化利用。本論文較為系統(tǒng)地分析了流化床燃煤固硫渣的特性，并根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，提出一套新的活性評定方法。在此基礎(chǔ)上，對燃煤固硫渣活性的影響因素、激發(fā)方法、體積膨脹性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，并利用XRD、SEM等微觀手段研究了

2、燃煤固硫渣的自硬性、活性激發(fā)及膨脹機(jī)理。最后對燃煤固硫渣建材資源化利用進(jìn)行了比較深入的研究。 流化床燃煤固硫渣的特性研究結(jié)果表明：(1)因?yàn)槿紵郎囟取⑷紵h(huán)境、燃燒程度、脫硫劑、脫硫效率等的影響，與普通煤粉鍋爐的灰渣相比，流化床燃煤固硫渣有其特殊的火山灰活性，同時(shí)因?yàn)楹蠸O3、f-CaO而具有自硬性和膨脹性，是一種特殊的火山灰材料。(2)流化床燃煤固硫渣中的SO3和f-CaO因?yàn)樘厥獾纳蓷l件而具有特殊的性質(zhì)。SO3是在850

3、～900℃的溫度下形成的，是以Ⅱ-CaSO4形態(tài)存在，且具有與天然硬石膏和400℃煅燒石膏不一樣的溶解特性。首次從f-CaO的形成過程、顆粒微觀結(jié)構(gòu)、晶型和光學(xué)參數(shù)以及水化歷程等方面證明了f-CaO顆粒被固硫產(chǎn)物無水硫酸鈣包裹的顆粒特征，f-CaO顆粒被Ⅱ-CaSO4包裹使其水化速度減慢和活性較低；SO3以Ⅱ-CaSO4形態(tài)存在和f-CaO顆粒被Ⅱ-CaSO4包裹均對流化床燃煤固硫渣的活性和體積穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。(3)現(xiàn)行活性評定方法

4、因流化床燃煤固硫渣性質(zhì)的特殊而存在較大的局限性，不能直接套用現(xiàn)行的方法進(jìn)行活性評定。根據(jù)現(xiàn)行活性評定方法的原理，結(jié)合其特性，首次系統(tǒng)提出了“熟料膠砂28天抗壓強(qiáng)度比測定”、“自硬性評價(jià)”、“自硬強(qiáng)度測定”的綜合評定方法，該方法與現(xiàn)行方法有較好的相容性，且能真實(shí)、直觀地反映流化床燃煤固硫渣的活性及其對強(qiáng)度的貢獻(xiàn)。(4)流化床燃煤固硫渣的活性主要來源于無定形的SiO2和Al2O3物質(zhì)，除成分中活性SiO2和Al2O3的含量對其火山灰活性有影

5、響外，成分中SO3、f-CaO含量和細(xì)度在一定范圍內(nèi)對其活性發(fā)揮有一最佳值。(5)常規(guī)的化學(xué)激發(fā)方法能激發(fā)流化床燃煤固硫渣的活性，但僅從強(qiáng)度的角度看，其激發(fā)的效果并不理想；蒸汽養(yǎng)護(hù)和蒸壓養(yǎng)護(hù)的結(jié)果表明濕熱養(yǎng)護(hù)對燃煤固硫渣活性激發(fā)程度較高，特別是蒸壓養(yǎng)護(hù)，激發(fā)效果更為明顯。(6)流化床燃煤固硫渣水化時(shí)存在嚴(yán)重的體積膨脹問題，其膨脹主要是由于水化反應(yīng)過程中鈣礬石的生成和富余的硬石膏后期溶解結(jié)晶生成二水石膏的體積膨脹所產(chǎn)生。首次確認(rèn)了富余的硬

6、石膏后期溶解結(jié)晶生成二水石膏對固硫渣體積膨脹的作用。(7)細(xì)度提高對流化床燃煤固硫渣膨脹穩(wěn)定時(shí)間的提前有利，摻加粉煤灰和熟料有利于膨脹率的減小及膨脹穩(wěn)定期的提前，流化床燃煤固硫渣水化反應(yīng)的液相堿度越大，膨脹越嚴(yán)重。 流化床燃煤固硫渣的特性研究表明其利用有較大的難度，但針對其特性在建材中利用是可能的。作為混凝土細(xì)骨料，由于其活性可以改善骨料與水泥漿體的界面結(jié)構(gòu)，故可以提高混凝土的抗彎強(qiáng)度；作為混凝土摻合材可以充分發(fā)揮流化床燃煤固硫