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是先進的燃燒技術，但這一技術的推廣應用因流化床燃煤固硫渣沒有成熟和經(jīng)濟的綜合利用途徑受到嚴重限制。由于人們對流化床燃煤副產(chǎn)物的認識程度還很有限，基礎資料十分缺乏，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、體積膨脹性能進行了較為系統(tǒng)的試驗研究，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)及膨脹機理。最后對燃煤固硫渣建材資源化利用進行了比較深入的研究。 流化床燃煤固硫渣的特性研究結果表明：(1)因為燃燒溫度、燃燒環(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，同時因為含有SO3、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因為特殊的生成條件而具有特殊的性質。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、顆粒微觀結構、晶型和光學參數(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)行的方法進行活性評定。根據(jù)現(xiàn)行活性評定方法的原理，結合其特性，首次系統(tǒng)提出了“熟料膠砂28天抗壓強度比測定”、“自硬性評價”、“自硬強度測定”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、直觀地反映流化床燃煤固硫渣的活性及其對強度的貢獻。(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，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)的化學激發(fā)方法能激發(fā)流化床燃煤固硫渣的活性，但僅從強度的角度看，其激發(fā)的效果并不理想；蒸汽養(yǎng)護和蒸壓養(yǎng)護的結果表明濕熱養(yǎng)護對燃煤固硫渣活性激發(fā)程度較高，特別是蒸壓養(yǎng)護，激發(fā)效果更為明顯。(6)流化床燃煤固硫渣水化時存在嚴重的體積膨脹問題，其膨脹主要是由于水化反應過程中鈣礬石的生成和富余的硬石膏后期溶解結晶生成二水石膏的體積膨脹所產(chǎn)生。首次確認了富余的硬

6、石膏后期溶解結晶生成二水石膏對固硫渣體積膨脹的作用。(7)細度提高對流化床燃煤固硫渣膨脹穩(wěn)定時間的提前有利，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的液相堿度越大，膨脹越嚴重。 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。作為混凝土細骨料，由于其活性可以改善骨料與水泥漿體的界面結構，故可以提高混凝土的抗彎強度；作為混凝土摻合材可以充分發(fā)揮流化床燃煤固硫