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您真的了解粉煤灰吗?

粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣,现阶段我国年排渣量已达3000万t。随着电力工业的发展,燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理,就会产生扬尘,污染大气;若排入水系会造成河流淤塞,而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。因此,粉煤灰的处理和利用问题引起人们广泛的注意。

一、粉煤灰的来源

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,干灰收集已成为今后粉煤灰收集的发展趋势。

粉煤灰使用的优点在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料;增加混凝土的修饰性。

二、粉煤灰的形成

1、粉煤在开始燃烧时,其中气化温度低的会挥发,首先自矿物质与固体碳连接的缝隙间不断逸出,使粉煤灰变成多孔型炭粒。此时的煤灰,颗粒状态基本保持原煤粉的不规则碎屑状,但因多孔型性,使其表面积更大。

2、伴随着多孔性炭粒中的有机质完全燃烧和温度的升高,其中的矿物质也将脱水、分解、氧化变成无机氧化物,此时的煤灰颗粒变成多孔玻璃体,尽管其形态大体上仍维持与多孔炭粒相同,但比表面积明显地小于多孔炭粒。

3、随着燃烧的进行,多孔玻璃体逐渐融收缩而形成颗粒,其孔隙率不断降低,圆度不断提高,粒径不断变小,终由多孔玻璃转变为一密度较高、粒径较小的密实球体,颗粒比表面积下降为zui小。不同粒径和密度的灰粒具有显著的化学和矿物学方面的特征差别,小颗粒一般比大颗粒更具玻璃性和化学活性。

4、形成的粉煤灰(其中80%~90%为飞灰,10%~20%为炉底灰)是外观相似,颗粒较细而不均匀的复杂多变的多相物质。飞灰是进入烟道气灰尘中zui细的部分,炉底灰是分离出来的比较粗的颗粒,或是炉渣。这些东西有足够的重量,燃烧带跑到炉子的底部。

三、粉煤灰的组成

1、粉煤灰的化学组成

我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO2、AL2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、 MgO 、K2O、 Na2O、SO3、MnO等,此外还有P2O5等。其中氧化硅、氧化钛来自黏土、岩页;氧化铁主要来自黄铁矿;氧化镁和氧化钙来自与其相应的碳酸盐和硫酸盐。

2、粉煤灰的元素组成(质量分数)

O 47.83%,Si 11.48%~31.14%,A1 6.40%~22.91%,Fe 1.90%~18.51%, Ca0.30%~25.10%,K 0.22%~3.10%,Mg 0.05%~1.92%,Ti 0.40%~1.80%,S 0.03%~4.75%,Na 0.05%~1.40%,P0.00%~0.90%,C1 0.00%~0.12%,其他0.50%~29.12%。

由于煤的灰量变化范围很广,而且这一变化不仅发生在来自各地或同一地区不同煤层的煤中,甚至也发生在同一煤矿不同的部分的煤中。因此,构成粉煤灰的具体化学成分含量,也就因煤的产地、煤的燃烧方式和程度等不同而有所不同。

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