大氣污染控制工程粉煤灰的形成及其資源化

主要內容粉煤灰的基本性質粉煤灰的形成過程及影響因素粉煤灰帶來的環境問題粉煤灰的資源化粉煤灰的基本性質粉煤灰：實際上是煤燃燒的非揮發物殘渣。分為三類：①漂灰,它是從煙囪中漂出來的細灰(<10um)②粉煤灰,又稱飛灰（80%—90%）,它是煙道氣體中收集的細灰;③爐底灰,是從爐底中排出的爐渣中排出的細灰。礦物組成：由玻璃微珠、海綿狀玻璃體、石英、氧化鐵、碳粒、硫酸鹽等礦物組成粒徑較細而不均勻的復雜多變的非均質物質。我國粉煤灰的組成可以看出我國粉煤灰化學成分主要由二氧化硅、氧化鋁組成粉煤灰的形成過程有機物完全燃燒，無機礦物進一步反應。由于內、外燃燒及冷凝及表面張力的作用，此時粉煤灰為多孔玻璃體

低沸點物質從固體碳間隙揮發，形成多孔粉煤灰物質，其表面粗糙，比表面積大FirstSecondThird多孔玻璃體逐漸熔融收縮而形成顆粒，粒徑不斷變小轉變為粒徑較小的密實球體，顆粒比表面積下降為最小。煤質對粉煤灰形成的影響

褐煤：由于煤化度較低，含碳:60％～77％，富含揮發分高（>40%）,易冒煙所以粉煤灰形成較多>50%煙煤：由于煤化度高，含碳高：75％～90％所以灰分含量都小于25%無煙煤：煤化程度最高，含碳量最高：>90％，揮發分最少：<10%,所以其灰分含量很低粉煤灰來源礦物性質

從成分上可將粉煤灰分出低鐵質玻璃微珠(空心微珠、實心微珠)、高鐵質玻璃微珠(磁珠)、高鈣玻璃微珠、不規則多孔玻璃體和未燃盡炭粒等。其中低鐵質玻璃微珠來源于煤中粘土礦物。粘土礦物的粒度、成分、結晶形態及其與有機質的結合關系等將影響到粉煤灰顆粒的形貌與粒度分布?？招奈⒅榈捏w積或殼壁的厚薄與熔體粘度有關,由高嶺石熔體粘度較高,形成粒徑較大的薄壁空心微珠;伊利石或金屬氧化物含量較高的粘土礦物形成低粘度熔體，這樣粉煤灰變為粒徑較小的厚壁空心微珠或實心微珠.另外呈分散狀的含鐵礦物,可與粘土小灰球聚結在一起,形成磁珠,形成厚壁空心微珠或實心珠。

不同組分的影響石英:顆粒通常僅部分熔融,形成不規則顆粒;粘土礦物:因脫水收縮,形成多孔玻璃體;黃鐵礦、白鐵礦:這些含鐵礦物則形成另外一種幾乎全由氧化鐵構成的磁珠；碳酸鹽巖礦物：經分解熔融,形成高鈣微珠.微量元素的性質微量元素在粉煤灰中的分布賦存特征取決于該元素的地球化學性質、在煤中的賦存狀態及鍋爐燃燒工況等.按其揮發的難易程度可分三類：第一類：主要富集在粗粒底灰中或在粗粒底灰和細粒飛灰間均勻分布。第二類：為那些在燃燒過程中揮發,而溫度降低時冷凝的元素,這些元素主要富集在飛灰細小顆粒物中,且含量隨飛灰粒度的減小而增大。第三類：具有更強的揮發性,他們在固相中基本不存在,主要以氣相形式排放到大氣中。與燃燒過程有關燃燒過程如升溫速度，燃燒時間等可以影響粉煤灰的形成，其中由燃燒過程決定的冷卻速度更是深刻的影響了粉煤灰的形成。一般來說，冷卻速度較快時，玻璃體含量較多：反之，玻璃體容易析晶。不同成分的煤粉在燃燒過程中形成的粉煤灰在排出的冷卻過程中，形成了不同的物相，組成了晶體和非晶體礦物的混合物。且波動范圍較大。一般晶體礦物為石英、莫來石、磁鐵礦、氧化鎂、生石灰及無水石膏等，非晶體礦物為玻璃體、無定形碳和次生褐鐵礦，其中玻璃體含量占50%以上。我國粉煤灰的現狀我國的主要能源仍然來源于煤炭（占80%左右）所以產生大量粉煤灰。我國粉煤灰的利用率僅為30%~40%遠低于國外的70%~80%粉煤灰引起的環境問題

粉煤灰危害占用大量土地形成氣溶膠，嚴重污染大氣排入水中造成嚴重的水生生態環境污染，并可能引起堵塞威脅人類健康其比表面積較大，已凝結重金屬放射性元素。同時其粒徑?。?0-100um）粉煤灰的資源化粉煤灰多孔比表面積大，密度小，質輕、易粘，結適合做建筑材料，吸附材料。富含Al2O3,SiO2等活性成分，具有類似粘土性質易于水硬膠凝，作為水泥材料，GB1344-1999《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》。含有豐富的堿金屬使ph通常大11—12，同時含有農作物所需的很多微量元素和鉀、氮、磷及鈣、硼等營養元素，并且能夠改變土壤物理性質，所以可以用作土壤改良劑、作物肥料等。含有大量玻璃體，易于分離空心微珠，干法達85%燃燒后各種金屬品位較高，易于富集提取粉煤灰利用展望（1）雖然應經廣泛應用于建筑材料，并獲得成功，仍剩下很多廢渣，所以考慮怎么把這部分廢渣資源化也是十分重要的。（2）即使在發達國家目前利用粉煤灰的技術也主要是以