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工业锅炉烟尘、二氧化硫、氮氧化物治理技术

更新时间:2021-11-08点击次数:272字号:T|T
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一、多管旋风除尘器原理与结构:


1.多管除尘器的应用


随着环境保护的深入开展,一些大、中型城市分散的燃煤小型锅炉被大功率锅炉取代,实行联网集中供热。由于大功率锅炉具有较高的热效率,便于烟气净化处理,起到一定的节能减排作用。并网集中供热常采用28~56MW锅炉,有的甚至采用70MW以上的锅炉。锅炉功率的不断提高,环保要求日益严格使以往沿用的除尘效率低,结构简单的除尘器难以胜任而退出市场,但处理风量大的多管除尘器得到较快应用。多管旋风除尘器是由若干个尺寸相同的小型旋风除尘器(又称旋风子)组成在一个壳体内并联使用的除尘设备。由于多管除尘器的旋风子直径小,除尘效率高,能够捕集更小颗粒(10μm)的烟尘,与静电除尘器相比具有节能、占地面积小等优点,除尘效率可达95%以上,除尘器本体压力损失在1000Pa左右,负荷适应性好,在70%负荷时,除尘效率仍在94%以上。表8-10列举出一种多管除尘器的技术参数。


2.多管除尘器的结构


含尘气体由进气管进入气流分布室,使进入各旋风子气流分配均匀、阻力相等,在分配室内气流沿轴向进入各旋风子或导流片。导流片使气体产生旋转,颗粒物被分离出来,被分离的颗粒物经排灰口进入灰斗。净化后的气体进入排气室从排出口排出。螺旋形导流片阻力较低,不易堵塞,除尘效率较花瓣形导流片低。花瓣形导流片虽有较高除尘效率,但易堵塞。导流片出口倾角通常采用20°、25°、30°三种。倾角小有利于提高除尘效率,但压力损失较大。高温高压系统用的旋风子导流片出口倾角为20°,常压系统一般为25°或30°。多管旋风除尘器的旋风子一般有ϕ100mm、ϕ150mm、ϕ200mm、ϕ250mm、ϕ300mm等规格。虽然单个旋风子的除尘效率随其直径的减少而提高。但若直径过小会使制造时几何尺寸难以保证,且使用小直径的旋风子会相应增加旋风子的数量,使气体不易均匀并产生堵塞现象,还会增加旋风子之间气体经过灰斗的溢流,所以,一般旋风子直径采用ϕ250mm。


经组合的多管旋风除尘器,由于旋风子属于工业上批量生产的产品,其压力损失的一致性是旋风子的重要指标。当旋风子的压力损失不一致时气流分配将窜入压力损失小的旋风子,使旋风子的入口风速偏离最佳工作流速。在出现这种情况时多管旋风除尘器的除尘效率将明显下降,因此旋风子的选择是大型多管旋风除尘器的重要的技术指标。


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离心式旋流除尘器工作原理结构图:

1—除尘器的外壳;2—排气管;3—二次气体喷嘴;4—含尘气体进口“花瓣”形叶片导流器;5—含尘气体进入管;6—尘粒导流板;7—存灰器;8—环形叶片导流器


3.旋流除尘器的性能


目前,旋流除尘器处理风量有330~30000m3/h的定型产品,除尘效率99%。旋流除尘器的效率随除尘器的直径增大而下降。将这种旋流除尘器小型化,如制成Ф200mm的旋风子组成大型多管旋风除尘器,可克服旋风子压降不平衡时产生的除尘效率下降的难题。具体安装调试时可通过调整二次气流的流量使各组旋风子处于最佳工作状态。这将成为大型多管旋风除尘器的发展的趋势。


二、袋式除尘器:


1.袋式除尘器的应用概况


袋式除尘器是使含尘气体通过过滤材料将烟(粉)尘分离捕集的装置,属于高效干式除尘装置。与多管除尘器相比除尘效率高,特别对微细粉尘也有较高的去除效率。袋式除尘器其表面过滤材料是采用织物如纤维布料、非纺织毛毡或滤纸等较薄的滤料,将最初黏附在表面的粉尘层作为滤层,将含尘气体中烟(粉)尘粒子去除。近年来随着滤袋形状,滤布耐温度、耐腐蚀和清灰技术等方面的不断改进,在锅炉烟气净化方面得到广泛应用。


为了遏止我国重点地区霾污染,国家在2014年颁布了新的锅炉大气污染物排放标准,对空气污染严重的47个城市和地区提出执行特别排放标准,其中烟尘排放限值为30mg/m3。达到该标准要求,除了采用天然气等清洁燃料外,中、小型燃煤锅炉普遍采用了净化效率高的袋式除尘器。


2.袋式除尘器的结构和工作原理


袋式除尘器的结构由外壳、滤袋、花板、拉筋、灰斗、排气口组成。其中花板主要起到支撑过滤袋的作用,尺寸形状与使用的滤袋相同,滤袋用卡圈固定在花板外面。含尘气体从下部进入除尘器,通过并列安装的布袋,烟尘被截留捕集于滤料上,透过滤料的清洁气体从排气口排出。随着烟尘在滤料上的集聚,含尘气体通过滤袋阻力会逐渐增加。当阻力达到一定数值时,必须及时清洗,否则造成滤袋阻力过大,烟气流动产生堵塞现象。袋式除尘器的性能主要涉及过滤风速、除尘效率和过滤阻力。过滤风速系指通过滤料的平均风速,是选择除尘器的重要指标之一。


3.袋式滤料的种类和要求


通常滤袋做成圆筒形,直径120~300mm,长度最大可达10m。为了结构紧凑,滤袋也有做成扁形,其厚度及间距有的只有25~50mm。用于烟气净化的滤袋受烟温、滤料耐腐蚀性及烟气含湿量的限制,要求烟气温度低于300℃,但应高于烟气的露点温度,否则会在滤布上结露,使滤袋堵塞。由于锅炉出口可能出现带火星的颗粒物,会烧穿滤袋,需要在袋式除尘器前增加多管除尘器,起到灭火和降尘作用,延长滤袋的使用寿命。此外滤袋不适用于黏结性强,吸湿性强的含尘气体净化,在使用其他固体燃料烟气净化时应予以注意。袋式除尘器常用滤料由棉、毛、人造纤维等加工而成,滤料网孔一般为20~50μm,表面起绒的滤料为5~10μm,新鲜滤料层的除尘效率较低。因而,袋式除尘器在开始使用时,主要依靠滤料纤维产生的筛滤、拦截、碰撞、扩散以及静电吸引等作用,将尘粒阻留在滤料上,并在网孔间产生“架桥”现象,如图8-9所示。然后逐渐在滤袋表面形成粉尘初层,依靠这个初层及以后逐渐堆积起来的粉尘层进行除尘。适合于锅炉烟气的滤袋材质要有耐热性和较好的耐酸性。


4.袋式除尘器的清灰方式与要求


清灰方式是袋式除尘器的重要问题,与除尘效率、压力损失、过滤风速及滤袋寿命等均有关系。要求从滤袋上迅速清除积尘,消耗的动力小且不损伤布袋。现有的清灰方式有机械振动、逆气流清灰、脉冲喷吹、气环反吹及复合清灰五种。


机械振动清灰设备简单,运行可靠,但清灰作用较弱,只能适用于较低的过滤风速,且对滤袋往往有损伤,很少用于锅炉烟尘的清灰。逆气流清灰是利用与过滤烟气相反的气流,使气袋变形而促进积灰脱落。这种清灰方式有反吹风清灰和反吸风清灰两种形式,由系统主风机或由专设风机供给。特点是气袋受力均匀,振动不剧烈,对滤袋的损伤小,但清灰作用弱,一般采用停风清灰,因此也不适用于锅炉袋式除尘器的清灰。脉冲喷吹是一种周期性向滤袋内或滤袋外喷吹压缩空气以达到清洗滤袋积尘的要求。具有清灰效率高、处理能力大等优点,是一种新型的清灰技术,其压力损失约为1200~1500Pa。由于没有运动部件振打,滤袋损伤较小,具有能够连续工作的特点,因而广泛应用于锅炉烟气净化领域。但对高浓度、含湿量较大的含尘气体清灰作用低。为防止这种现象出现,袋式除尘器应安装在烟尘预净化器和湿式脱硫装置之中。


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脉冲袋式除尘器清灰原理图:

1—进气口;2—滤袋;3—中部箱体;4—排气口;5—上箱体;6—喷射管;7—文氏管;8—空气包;9—脉冲阀;10—控制阀;11—框架;12—脉冲控制仪;13—灰斗;14—排灰阀


三、烟气脱硫技术:




1.简介


控制锅炉SO2排放技术可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、烟气脱硫三类。燃烧前脱硫,详见第六章洁净煤应用技术;燃烧中脱硫,详见第五章循环流化床锅炉。成熟的烟气脱硫技术可分为湿法脱硫与半干法脱硫。湿法脱硫有石灰石/石膏法、镁法脱硫、双减法脱硫脱硫等。后两种方法适合于中小型工业锅炉的烟气脱硫,其他如氨法脱硫、氧化锰法脱硫等适合于具有综合生产能力的化工厂或具有配套加工能力的工业园区使用。半干法脱硫技术虽然避免了水污染,但需要建立脱附系统设施和SO2、NO2的深加工系统。因此,在工程设计中要因地制宜,才能起到化废为宝的作用。


2.石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术


来自锅炉的烟气首先经过除尘净化,并经换热器降低烟温,然后送入吸收塔用石灰浆液洗涤脱硫后过除雾升温由烟囱排放。吸收后的亚硫酸钙和硫酸钙在塔底部通过曝气氧化得到石膏浆料导出塔体,再经洗涤离心脱水得到成品石膏。


石灰石-石膏法是成熟的烟气脱硫技术,但系统建造需足够的场地,粉状石灰石需求量大,自备生产存有噪声与粉尘污染潜在等问题,不宜在城市中建造,可适用于工业园区集中供热锅炉房与发电厂锅炉脱硫。化学反应过程,烟气中的二氧化硫溶于水并分解成为H+和[插图]或亚硫酸根[插图],与吸收液中的钙离子反应生成Ca(HSO3)2和难溶于水的CaSO3。通入空气可氧化亚硫酸根为硫酸根,最终生成石膏。


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 石灰(石灰石)-石膏烟气脱硫工艺流程图


1—锅炉;2—电除尘器;3—待净化烟气;4—净化烟气;5—气-气换热器;6—吸收塔;7—持液槽;8—除雾器;9—氧化用空气;10—工艺用水;11—粉状石灰石;12—工艺用水;13—粉状石灰石储罐;14—石灰石中和剂储箱;15—水力旋流分离器;16—皮带过滤机;17—中间储罐;18—溢流储罐;19—维修备用储罐;20—石膏储罐仓;21—溢流废水;22—石膏


3.双碱法烟气脱硫技术


①工艺流程 双碱法是钠碱吸收二氧化硫后生成亚硫酸钠和硫酸钠,与Ca(OH)2反应生成亚硫酸钙和硫酸钙,同时再生钠碱的脱硫技术。其优点是脱硫净化器循环液不容易发生沉积而堵塞管路;石灰的价格低,可降低运行成本;设备占地面积小,易于操作。


②脱硫塔的结构 脱硫净化器(简称脱硫塔)是目前普遍采用的喷雾旋流脱硫技术,具有运行稳定、脱硫效率高、操作弹性大等特点。目前已成为烟气脱硫设备的主体类型,被广泛用于工业锅炉烟气脱硫领域。脱硫塔应设置在除尘器之后,使其进口烟尘浓度小于100mg/m3。


脱硫塔应设置在除尘器之后,使其进口烟尘浓度小于100mg/m3。该塔的脱硫级数一般为3~4级,每级由喷雾层和旋风导流片组成。喷雾层根据处理风量大小,按90°均布(或更小夹角均布),喷雾头的数量随脱硫塔的直径增大而增多,甚至采用网格设置法使有效喷雾区覆盖整个脱硫塔断面。喷雾头是脱硫效率大小的关键部件,一般采用不易堵塞的螺旋冲击喷雾头或离心式喷雾头。烟气从塔体下部进入,通过旋风导流片形成上升的旋转气流,使烟气与吸收液雾滴达到紊流状态并延长气-液接触吸收时间;导流片的另一个作用是使烟尘或吸收液中的颗粒物在离心力作用下甩向塔壁面,随水流排出脱硫塔。更小粒径颗粒物和雾滴随上旋气流继续向上运动,被下一级旋风导流片截获裹挟成较大的水滴抛向塔壁而去除。第一级脱硫室起到烟气降温和除尘作用,在第二、三级脱硫室由于烟温已降低,有利于吸收反应进行。二氧化硫的吸收效率除了与烟气温度有关外,还与接触水的表面积大小相关,雾化效果越好,形成水的表面积越大,二氧化硫吸收率越高。


③系统运行调试


运行前首先向反应池加入NaOH或Na2CO3,使吸收液pH值略大于9。脱硫运行一定时间后,反应池生成Na2SO3和Na2SO4,吸收液pH值下降到7左右,应调整pH自动控制设备,加入Ca(OH)2到反应池,搅拌器同时转动,这时Na2SO3和Na2SO4与Ca(OH)2反应最终生成石膏。反应池中因NaOH的生成pH值随之上升,调整自动加碱设备,当pH值为9时停止石灰浆的加入。在进行氧化阶段时补充钠碱可提高吸收液中NaHSO3氧化成Na2SO4的速度。


4.氧化镁法烟气脱硫技术


①工艺原理 


氧化镁循环烟气脱硫技术因占地面积小,投资适中,适用于工业园区的集中供热锅炉房烟气净化。

使脱硫运行稳定并保证浆液吸收处于最佳水平。将MgO再生系统省略,开发浓缩池-水力旋流器处理可回收硫酸镁粗品(该产品能够作为农肥得到综合利用),减少了占地面积,可用于城市中小型供热锅炉烟气脱硫。


②工艺过程的化学反应


浆液制备:MgO+H2O→Mg(OH)


脱硫塔吸收过程主反应:

Mg(OH)2+SO2+5H2O→MgSO3·6H2O↓ 


MgSO3+SO2+H2O→Mg(HSO3)


当吸收液中Mg(OH)2含量不足时会生成Mg(HSO3)的反应Mg(HSO3)2+Mg(OH)2+10H2O→2MgSO3·6H2O↓  


工业锅炉烟尘、二氧化硫、氮氧化物治理技术


四、烟气脱硝技术:


烟气中氮氧化物是由一氧化氮和二氧化氮等组成,其中一氧化氮的含量大约占氮氧化物的90%。其来源主要是燃料代入与空气在燃烧时分解所致。当排入环境后经光化学作用被氧化成二氧化氮,它不但是形成酸雨的主要因素也是环境空气的重要污染物。因此烟气脱硝排放是改善环境空气质量的重要因素,由于一氧化氮既不易溶于水又不与碱性溶液起反应,所以一般的脱硫净化器不能起到脱硝作用。烟气脱硝技术可通过分级供风、低氧燃烧技术、烟气再循环等方法来除掉相当一部分含量,详见前面有关章节。


通过对锅炉尾部排烟的治理使其达到国家氮氧化物排放标准要求。目前有催化还原法(SCR)、非催化还原法(SNCR)、吸附法、等离子体活化脱硝、微生物法、微波法等。前两种脱硝技术已达到实际应用阶段,后面的几种方法正在试验研究发展中。


五、锅炉烟气超净化排放提效应用技术:


我国目前大力推进燃煤锅炉脱硫、脱硝,控制烟尘、二氧化硫以及氮氧化物排放强度,污染物排放须达到有效控制。但雾霾污染突发并且未见明显缓解,在分析雾霾形成原因时,在大量的源解析研究中,发现燃煤源排放贡献率占有很大比例。在《火电厂大气污染物排放标准》和《锅炉大气污染物排放标准》相继颁发后,环保加大了执法力度燃煤锅炉须进行较大的技改投入,加大并提升对烟气污染物治理措施,目前超净排放技术改造主要在火电厂燃煤机组即65蒸吨以上燃煤锅炉上开展示范工程,创造出成功案例,如湿式电除尘器的应用、烟气脱硫的提效技术、脱硝技术的深化,最大限度地降低烟尘、二氧化硫、氮氧化物的排放强度。



1.除尘系统提效应用技术


目前提高除尘技术改造主要是在脱硫吸收塔后,增加湿式静电除尘器,形成了双电除尘、电、袋复合除尘技术,都取得了成功。湿式电除尘器是将水雾喷向放电极和电晕区,水雾在电极形成的电晕场内进一步雾化,电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝聚,共同对粉尘粒子起到捕集作用,最终在电场力的驱动下到达集尘板而被捕集,喷雾形成的连续水膜将捕获的粉尘冲刷到灰斗中排出。由于没有振打装置,湿式静电除尘器在除尘过程中不会产生二次扬尘,并且放电极被水浸润后,使得电场中存在大量带电雾滴,大大增加了对亚微米粒子碰撞带电的概率,可以在较高的烟气流速下,捕获更多的微粒,并有效去除烟尘微粒、PM2.5和微液滴等,同时对烟气中携带的脱硫石膏雾滴等污染物有去除效果。


2.脱硫系统提效应用技术


湿法脱硫技术是目前我国较为成熟、应用效果较好的脱硫工艺。脱硫系统提效主要通过一定的工艺改进,优化湿法脱硫中液气比、烟气分布均匀性、增大吸收区的空间、吸收塔浆池容量等环节以达到脱硫提效。以下技术方法在电站锅炉烟气脱硫中取得一定效果,同样可应用于工业锅炉,这是因为:①电站锅炉与工业锅炉的烟气治理最大的不同是处理烟气量大,但这并不影响各项技术的实施;②工业锅炉不断增容,其烟气量和小型电站逐渐接近。


脱硫技术提效的主要措施:①增加喷淋层或进行增容改造,提高液气比;②吸收塔内增加托盘和壁流环,使烟气和吸收浆液反应更充分;③增加吸收塔液位高度或增加塔外浆液箱来增大浆池容积,以满足石灰石溶解、亚硫酸钙氧化和石膏结晶的要求;④氧化风机系统进行增容改造,确保浆池中亚硫酸钙的氧化,并增加相应的搅拌器。


提效方法主要针对现有脱硫工艺的运行状态、效果进行综合评估,结合场地条件等进行选择。主要工艺有:


(1)单塔多喷淋工艺 通常采用增加喷淋层数和增大喷淋密度两种方式来增加吸收塔的液气比。如增加喷淋层数方式,需抬高吸收塔的高度,或保持喷淋系统不变,只增加喷淋循环量。


(2)双托盘技术 通过塔内下层托盘,并与托盘上的液膜进行气、液相的均质调整。在吸收区域的整个高度以上实现气体与浆液的最佳接触,由于托盘可保持一定高度液膜,增加了烟气在吸收塔中的停留时间,充分吸收气体中污染成分,有效降低液气比,提高吸收剂利用率。


(3)串联吸收塔工艺 采用分级进行脱硫,两个吸收塔中各自都设置喷淋层、氧化空气系统、氧化浆液池。适合于高硫煤系统,同样液气比条件下运行电耗小于多喷淋层方案,但系统复杂,占地面积大。


(4)单塔双循环工艺 将喷淋空塔中的SO2氧化吸收过程划分成两个阶段,每个阶段各自形成一个循环回路。石灰石浆液从上环循环泵打入吸收塔,吸收SO2后通过塔内收集槽又返回吸收段加料槽循环,并经循环泵进入吸收反应塔。吸收塔下循环泵打入吸收液对烟气进行预吸收,再进入反应槽循环。


(5)双循环U形塔工艺 采用一个顺流塔与一个逆流塔串联而成。前面的液柱顺流塔,空塔流速高,塔较小;后面的逆流塔为方形喷淋塔。双循环U形塔两个区域循环浆液浓度不一致,底部浆池采用隔板分开,喷淋塔浆池液位较液柱塔高,浆液从喷淋塔溢流至液柱塔。


(6)LEC半干法脱硫技术为美国专利技术,采用一定规格的石灰块作为脱硫剂,并可循环利用。脱硫效率可达95%~99%,并有部分除尘功能,占地面积小,造价和运行成本低,耗水量小,与湿法脱硫比,节水80%,占有很多优势,非常适合我国工业锅炉应用。


3.脱硝系统提效应用技术


为了实现氮氧化物达标排放,目前主要技术路线为炉内分级供风与低氧、燃烧技术、SCR烟气脱硝技术。此技术一方面控制炉内低氮燃烧后的NOx产生浓度,另一方面提高SCR烟气脱硝效率。如锅炉低负荷运行时,出口烟温较低,不能满足SCR烟气脱硝装置正常运行的温度要求,因此提高烟温是解决这一问题的主要措施。


(1)提高给水温度 可采用辅助蒸汽加热或通过省煤器出口到省煤器进口的水循环回路的方案以提高省煤器出口给水温度。


(2)设省煤器水旁路 通过适当减少省煤器管内的水流量,从而降低省煤器的换热量,使其出口烟气温度相应提高以满足脱氮工艺要求。未通过省煤器受热面的水量则通过旁路管道直接进省煤器出口储集箱或管道。


(3)设分级省煤器 将部分省煤器受热面移至脱硝装置后的烟道中,脱硝装置前布置了比原设计少的省煤器面积,使进入脱硝装置的温度有一定幅度的提高。通过合理选择换热面积,可使全负荷的烟气温度保持在300~400℃范围内。脱硝装置后的省煤器可以继续降低从脱硝装置排出的烟气温度,从而保证空预器出口烟温不升高,锅炉效率不降低。


六、锅炉房污水循环利用技术:


1.锅炉房污水循环利用的指标要求


锅炉房排放的污水主要源于水处理产生的工艺废水、锅炉排污水、冲渣水和湿式除尘脱硫装置排水。主要含有高碱废液、悬浮物、COD、硫化物、总酚、重金属和盐分等物质。这些带有污染的水若直接排入环境将造成水系污染。锅炉排污水、水处理浓水,特别是反渗透供锅炉水所剩浓水应特别提倡循环利用,因其pH值>10,并含Ca、Mg、Na、K等金属元素,有一定脱硫功能,因此可优先用于湿法脱硫补充水,也可用于燃煤掺水等。经脱硫后的污水吸收了二氧化硫,pH值变小,适用于冲渣;最后集中进行污水处理达标后方可排放。这样既达到了一水多用又杜绝了污染物排放。一般来说冲渣水质要求不严格,经去除悬浮物后即可重复使用。但作为湿式除尘器的供水,对水质有一定的要求,pH值应在8~11、悬浮物<150mg/m3、各种盐类化合物浓度应小于其结晶点,才能保证湿式除尘器正常工作不堵塞。因此在进行锅炉房污水循环利用时,应进行化验分析工作,达到湿式除尘器的进水要求。


2.锅炉房污水治理的工艺流程


锅炉房污水治理工艺流程包括调节池、一沉池、二沉池、储水池和配液池等,其工艺流程见图:




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锅炉房污水治理与循环利用工艺流程


七、固体废弃物的综合利用技术:


我国对粉煤灰的利用始于20世纪50年代,主要用于建筑材料或建材制品。到20世纪60~70年代,粉煤灰的利用技术已趋于成熟,广泛用于建材、交通、工业、农业、水利等行业。在国家发展循环经济政策的推动下,我国开发的灰渣利用技术已达200项之多,进入工程实际应用的也有30~50项。粉煤灰开发的新产品、新技术、新工艺不断涌现。我国粉煤灰综合利用量由1995年的5188万吨增加到2000年的7000万吨,利用率由43%上升到58%。


1.粉煤灰在建材工业上的应用


粉煤灰中含有大量的SiO2(40%~65%)和Al2O3(15%~40%)且具有一定的活性,可以作为建材工业的原料。


(1)生产水泥及其制品 粉煤灰中SiO2和Al2O3的含量占70%以上,可以代替黏土配料部分生料生产水泥,同时还可利用残余炭,降低燃料消耗。在水泥生料配置中适量加入粉煤灰,经生料研磨和烧制即可制成普通硅酸盐水泥。一般生产矿渣硅酸盐水泥时粉煤灰掺加量应≤15%,普通硅酸盐水泥粉煤灰掺加量为20%~40%。粉煤灰硅酸盐水泥耐硫酸盐浸蚀和水浸蚀,水化热低,适用于一般民用和工业建筑工程、大体积水泥混凝土工程、地下或水下混凝土构筑等。


(2)生产烧结砖和蒸养砖 粉煤灰烧结砖是以粉煤灰、黏土为原料,经搅拌成型、干燥、焙烧而制成的砖。粉煤灰掺加量为30%~70%,生产工艺与普通黏土砖大体相同。用于制烧结砖的粉煤灰要求含硫量不大于1%,含碳量10%~20%左右。用粉煤灰生产烧结砖既消化了粉煤灰,又节省了大量黏土,保护耕地,同时还可降低燃料消耗。


(3)生产建筑制品 粉煤灰可用来制各种大型砌块和板材。以粉煤灰为主要原料,掺入一定量石灰、水泥,加入少量铝粉等发泡剂材料,可制出多孔轻质的加气混凝土快。有容重小,保温性好,且具有可锯、可刨、可钉的优良性能,可制成砌块、屋面板、墙板、保温管等,广泛用于工业及民用建筑。


(4)粉煤灰用于筑路和回填 用粉煤灰、石灰、碎石按一定比例混合搅拌可制作路面基层材料。例如法国普遍采用以80%的粉煤灰和20%的石灰配制水硬性胶凝材料,并掺加碎石和沙做道路的底层和垫层。这种材料成本低、施工方便、强度也很好。


2.粉煤灰在农业方面的利用


(1)直接施于农田 据对热电厂粉煤灰的分析,其所含营养成分如下:N 0.0588%、P 0.1298%、K 0.7133%、Ca 1%~8%。因此,将粉煤灰直接施于农田,可以改善黏质土壤结构,使之疏松通气,同时可供农作物所必须的部分营养元素。特别是它所含的各种微量元素和稀土元素可促进作物生长发育,增加对病虫害的抵抗力。但它也可能会改变土壤的化学平衡,影响许多营养元素的有效性,使用时应注意根据土质的不同,合理施加粉煤灰。总之,它有一定的改善土壤、增产作用,在一定程度上可用作土壤改良剂直接施用于农田。


(2)粉煤灰用作肥料 粉煤灰与农作物秸秆灰中含有丰富的微量元素,如Cu、Zn、B、Mo、Fe、Si等,可做一般肥料用,也可加工成高效肥料使用。粉煤灰含氧化钙2%~5%,氧化镁1%~2%,只要增加适量磷矿粉并利用白云石作助熔剂,即可生产钙镁磷肥。粉煤灰含氧化硅50%~60%,但可被吸收的有效硅仅1%~2%,在含钙高的煤高温燃烧后,可大大提高硅的有效性,作为农田硅钙肥施用,对南方缺钙土壤种植水稻有增产作用。除此之外,还可用粉煤灰作原料,配加一定量的苛性钾、碳酸钾或钾盐,生产硅钾肥或硅钙钾肥。


3.粉煤灰的其他用途


(1)分选空心玻璃微珠 空心玻璃微珠在粉煤灰中含量高达50%~80%,其显著特点是质轻、强度高、耐高温、绝缘性能好。因而已成为一种多功能无机材料,在建材、塑料、催化剂、电器绝缘材料、复合表面材料的生产上得到广泛应用。粉煤灰中微珠可采用漂浮法来提取。


(2)用作橡胶、塑料制品的填充剂 经过活化处理的粉煤灰代替碳酸钙作橡胶、塑料制品的填充剂,可提高制品性能、降低生产成本。


(3)提取金属 粉煤灰中铝含量高。因而用它作原料,用酸溶法制取聚合氯化铝、三氯化铝、硫酸铝等化合物。


(4)回收稀有金属和变价金属 美国、日本、加拿大等国正在开发从粉煤灰中回收稀有金属和变价金属。如钼、锗、钒的提取已实现工业化。美国田纳西州橡树岭实验室已研制成从煤灰中回收98%的铝和70%以上其他金属的方法。尽管从目前情况来看,这种提取铝的方法的成本要比从铝矾土中炼出铝高30%,但它也有可能成为一种新的“铝矿”资源。


此外,还可利用粉煤灰生产石棉、吸附剂、分子筛、过滤介质、某些复合材料等。



(编辑:管理员)

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