粉煤灰脫炭工藝

1、燃煤鍋爐超標(biāo)粉煤灰脫炭綜合利用工藝介紹一、粉煤灰的形成及特點(diǎn)粉煤灰是煤粉經(jīng)高溫燃燒以后形成的一種似火山灰質(zhì)的混合材料，主要是燃煤電廠、冶煉廠、化工等行業(yè)排放的固體廢棄物。它從鍋爐爐膛里面隨煙氣一起排放出來，經(jīng)過除塵器使煙氣與粉塵分離，其粉塵就是粉煤灰。粉煤灰是在高溫流態(tài)化條件下快速形成，玻璃液相出現(xiàn)使之在表面張力的作用下收縮成球形液滴，在快速冷卻過程中形成玻璃體。粉煤灰的物理組成為：玻璃微珠，海綿狀玻璃體（包括顆粒較小、較密實(shí)、孔隙小的玻璃體和顆粒較大、疏松多孔的玻璃體）和未燃盡的炭粒。我國電廠排放的粉煤灰中微珠含量大約在70%左右，未燃盡的炭含量在2%-20%左右。粉煤灰的化學(xué)組成中硅含量最

2、高，其次是鋁，以復(fù)雜的復(fù)鹽形式存在，酸溶性較差。鐵含量相對較低，以氧化物形式存在。粉煤灰的主要成份為A2S3（莫來石）CaCO3（方解石）以及大量的玻璃體。玻璃體中主要為SiO2（二氧化硅）和氧化鋁（Al2O3）具有一定的活性，它們在水熱條件下與CaO（堿性石灰）發(fā)生水化反應(yīng)，這些水化物均具有水硬性，使摻有粉煤灰的硅酸鹽制品（包括混凝土）有一定的強(qiáng)度。此外還有未燃盡的炭粒。由于煤質(zhì)、鍋爐、工藝等原因影響煤粉燃燒不完全，造成粉煤灰粉中含有少部分炭粒，在中小型等老機(jī)組電廠排放的粉煤灰中碳含量約占10%-25%左右。粉煤灰中的有害成分是未燃盡炭粒，其吸水性大，強(qiáng)度低，易風(fēng)化，不利于粉煤灰的資源化。二

3、、粉煤灰的用途1、水泥的優(yōu)質(zhì)混合材料。水泥中摻加粉煤灰可以降低生產(chǎn)成本，改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥標(biāo)號(hào)。2、混凝土、砂漿的優(yōu)質(zhì)摻合料。摻入粉煤灰可以提高混凝土抗?jié)B、抗凍、抗腐蝕性能，提高混凝土的耐久性；可以改善混凝土工作性，易于抹面，制品外觀質(zhì)量好，流動(dòng)性好，是泵送水泥混凝土中必備摻和料；可以降低水化熱，廣泛用于混凝土大壩等大體積工程中；混凝土、砂漿中摻加粉煤灰，可以節(jié)省水泥，降低工程費(fèi)用。3、新型墻體材料的的主要原料。以粉煤灰為主要原料摻加水泥、石灰可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)加氣混凝土砌塊、粉煤灰標(biāo)磚和干粉砂漿等新型墻體材料。加氣混凝土砌塊具有保溫、隔熱、隔音、重量輕等特性，在現(xiàn)代建筑中具有獨(dú)特的優(yōu)勢，是紅磚的

4、最佳替代品；干粉砂漿具有質(zhì)量好且穩(wěn)定，品種多（能滿足各種砌筑和粉刷砂漿要求），環(huán)保節(jié)能。三、粉煤灰脫炭的意義我國粉煤灰的大規(guī)模綜合利用是從2003年開始的，過去燃煤電廠排放的粉煤灰絕大多數(shù)以濕排的方式送入灰?guī)齑娣拧Ｓ捎诿嘿|(zhì)、鍋爐、工藝等原因影響煤粉燃燒不完全，造成粉煤灰粉中含有少部分炭粒，特別是在中小型等老機(jī)組電廠排放的粉煤灰中炭含量達(dá)15%以上。全國積存的高炭粉煤灰總量達(dá)數(shù)十億噸，現(xiàn)生產(chǎn)的電廠中因含炭超標(biāo)繼續(xù)排放達(dá)30%左右，平均每個(gè)上規(guī)模電廠因存放粉煤灰占用土地達(dá)1000畝以上，全國因此占用土地巨大。這些粉煤灰的存放不僅占用了大量土地、污染了環(huán)境、也是一種資源浪費(fèi)。粉煤灰的大量有效利用主要

5、用于水泥、混凝土、砂漿作摻和料，其次是墻體材料和硅酸鹽制品的主要原料，但對粉煤灰質(zhì)量有嚴(yán)格的國家標(biāo)準(zhǔn)控制，對含煤量（燒失量）超標(biāo)的粉煤灰嚴(yán)禁使用。因此，對含炭量超標(biāo)粉煤灰進(jìn)行脫炭處理綜合利用，不僅使劣質(zhì)粉煤灰變成優(yōu)質(zhì)粉煤灰，也能從中獲取巨大的再生能源，是典型的節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目。在能源和資源緊缺的今天將有重要意義。四、粉煤灰脫炭工藝介紹粉煤灰脫炭有干法電選和濕法浮選兩種方式，電選由于脫炭效率低、工藝不成熟、現(xiàn)還未獲得廣泛應(yīng)用。濕法浮選脫炭是利用新型高效浮選工藝進(jìn)行脫炭，其工作原理是：殘余的炭粒子是高度分散的親水性顆粒，當(dāng)粉煤灰漿體中加入浮選劑后，一方面，浮選劑與煤粒的親和力比灰強(qiáng)；另一方面

6、，由于浮選劑是一種異極性物質(zhì)，能改變水中煤粒表面濕潤性，使炭粒表面由親水性變成疏水性，從而附著于氣泡上隨著浮選機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生氣泡一起浮到水面，而使煤和灰分離，分別經(jīng)濃縮、脫水后即得到有用的精煤和濕粉煤灰。濕粉煤灰經(jīng)烘、分選、粉磨之后，即得到優(yōu)質(zhì)粉煤灰。浮選的廢液循環(huán)利用。 濕法浮選脫炭的工藝過程是：粉煤灰原灰由汽車或皮帶機(jī)運(yùn)輸至處理廠，經(jīng)計(jì)量稱和皮帶輸送機(jī)送入回轉(zhuǎn)篩中，篩去大于0.5mm粗顆粒后的細(xì)灰流入礦漿準(zhǔn)備理器中加入浮選藥劑混合攪拌后由渣漿泵送入新型高效浮選機(jī)浮選。在浮選機(jī)的強(qiáng)力作用下，浮選藥劑中發(fā)泡劑產(chǎn)生大量氣泡，氣泡在上升至液面的過程中將吸附油的煤粒子帶到液面形成泡沫層而自溢出來，

7、炭粒子與煤灰分離后，自流到濃縮機(jī)濃縮，經(jīng)過濾機(jī)脫水，由皮帶機(jī)送至精煤堆場。尾灰浮選后流入尾灰濃縮機(jī)，經(jīng)過濾機(jī)脫水后由皮帶輸送機(jī)送至濕灰堆場。廢液流入儲(chǔ)水池循環(huán)利用。濕灰，由裝載機(jī)送入料斗，再由提升機(jī)送入濕灰倉，經(jīng)皮帶秤計(jì)量進(jìn)入烘干機(jī)，烘干后的物料由提升機(jī)送入旋風(fēng)式選粉機(jī)進(jìn)行分選。合格的細(xì)粉由提升機(jī)送入成品庫，烘干機(jī)收塵器的回灰也送入成品庫，粗粉由提升機(jī)送入粗渣庫。粗渣經(jīng)計(jì)量秤計(jì)量后入磨粉磨，合格后物料由提升機(jī)送入成品庫。所有成品由散罐車輸送出廠。五、廣東A電廠濕排粉煤灰脫炭廠的生產(chǎn)實(shí)踐 1、廣東A電廠濕排粉煤灰脫炭廠介紹 廣東A電廠濕排粉煤灰脫炭廠于2007年4月建成投產(chǎn)，工廠規(guī)模為年處理超標(biāo)

8、粉煤灰25萬噸，生產(chǎn)精炭煤粉6.25萬噸，生產(chǎn)低炭濕粉煤灰18.5萬噸。實(shí)現(xiàn)了全國首家對超標(biāo)粉煤灰進(jìn)行濕法脫炭綜合利用的大規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。生產(chǎn)過程采用濕法生產(chǎn)，沒用粉塵污染，所有溢流水全部循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了零排放。產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。主要工藝設(shè)施、設(shè)備見下表。 年處理25萬噸脫炭廠工藝設(shè)施設(shè)備表 表 1序號(hào)設(shè)備設(shè)施名稱規(guī) 格數(shù)量功率總功率一喂料及計(jì)量系統(tǒng) 1下料斗 20 2帶式式喂料機(jī)1000×6m1臺(tái)15 kw 3計(jì)量稱160kg1臺(tái) 4喂料皮帶機(jī)600×28m1臺(tái)7.5 kw三浮選系統(tǒng)1圓筒篩1.3×3.51臺(tái)2.2kw2.2kw 2攪

9、拌桶3.01臺(tái)15 kw15 kw 3入料泵1臺(tái)37kw37kw 3新型高效旋流浮選機(jī)3.01臺(tái)75 kw75 kw四濃縮、脫水系統(tǒng) 1精煤高效耙式濃縮機(jī)9m1臺(tái)7.5kw7.5 kw 2尾灰高效耙式濃縮機(jī)12m1臺(tái)7.5kw7.5kw 3精煤真空帶式過濾機(jī)121臺(tái)55kw55kw 4尾灰真空帶式過濾機(jī)201臺(tái)55 kw55kw五精煤堆放及儲(chǔ)存 1精煤皮帶輸送機(jī)600×40m2臺(tái)7.5kw15kw 2精煤堆棚 30×60m1座六尾灰輸送及堆放 1尾灰皮帶輸送機(jī)600×60m7.5kw45kw 2尾灰堆棚60×30m1座七水處理及循環(huán) 1溢流水沉淀池100

10、1座7.5kw7.5kw 2儲(chǔ)蓄及循環(huán)水池2001座3030kw 2、產(chǎn)品質(zhì)量及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比水泥混合材用粉煤灰標(biāo)準(zhǔn) 表 2序號(hào)指 標(biāo)級(jí) 別1燒失量（%），不大于582含水量（%），不大于113 三氧化硫（%），不大于334活性指數(shù)不小于7562 混凝土摻合料用粉煤灰標(biāo)準(zhǔn) 表 3序號(hào)指標(biāo)級(jí)別145m篩篩余量（%），不大于1225452需水量比（%），水大于951051153燒失量（%），不大于58154含水量（%），不大于11不規(guī)定5三氧化硫（%），不大于333 粉煤灰膠砂強(qiáng)度對比試驗(yàn)結(jié)果 表 4編號(hào)類型粉煤灰比例/%標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量/%凝結(jié)時(shí)間/min抗壓強(qiáng)度/MPa抗折強(qiáng)度/Mpa初數(shù)終數(shù)

11、3d7d28d3d7d28d1原灰3032.017527021.7326.5236.864.215.126.272脫炭粉3030.013823427.9134.9345.885.386.728.3033水泥026.811320638.1248.6458.496.667.908.51 原灰、低炭灰質(zhì)量指標(biāo)表 表 5名 稱燒失量(%)細(xì)度(%)45u篩 SO活性指數(shù)原 灰16 303 68%低脫炭灰 3.0 28 3 74%粉磨脫炭灰 3.0 15 3 78%浮選精煤質(zhì)量指標(biāo)表 表 6名 稱固定碳(%)揮發(fā)份(%)發(fā)熱量（大卡）浮選精煤55 3 4500上述結(jié)果表明，經(jīng)過脫炭后的粉煤灰，其活性有了明顯提高，經(jīng)烘干粉磨后強(qiáng)度得以繼續(xù)提高。以28d抗壓強(qiáng)度比（活性指數(shù)）作為最主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，原灰為63%，脫炭粉煤灰為74%，烘干粉磨粉煤灰為78%。結(jié)果表明，廣東A電廠的粉煤灰，經(jīng)過浮選脫碳、烘干、超細(xì)粉磨其活性有較大幅度提高，而且標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量降低，凝結(jié)時(shí)間提前；完全可以高摻量用在水泥和混凝土中。3、產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用（1）、浮選精煤的應(yīng)用：生產(chǎn)的精煤廣泛銷售