【正文】 大量的只是利用原灰作填 6 充土回填、代替盆土和砂石作土建原材料。國(guó)家計(jì)委 1991 年又出臺(tái)了《中國(guó)粉煤灰綜合利用技術(shù)政策及其實(shí)施要點(diǎn)》 ， 提出了粉煤灰綜合利用總的原則：認(rèn)真貫徹“突出重點(diǎn)、因地制宜”和“鞏 固 、完善、推廣、提高”的方針。 目前，國(guó)外粉煤灰產(chǎn)品、品種不斷增加，技術(shù)也有了較大提高，利用量逐年增加，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 ：① 從消極存儲(chǔ)為主轉(zhuǎn)化為積極進(jìn)行綜合利用，一些國(guó)家的綜合利用率達(dá)到100％；②從填充、筑路等低級(jí)用途轉(zhuǎn)化為把粉煤灰作為原材料生產(chǎn)建材、化肥和 提取金屬、微量元素；③從收集到加工、銷(xiāo)售有一套完整的設(shè)施，自動(dòng)化程度較高；④從過(guò)去的自用轉(zhuǎn)向部分出口，如荷蘭的粉煤灰向比利時(shí)出口等；⑤綜合利用企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益從過(guò)去的虧損或微利企業(yè)，轉(zhuǎn)向經(jīng)濟(jì)效益較 好 的專(zhuān)業(yè)化、大規(guī)模企業(yè)。目前在國(guó)外，粉煤灰已被廣泛應(yīng)用于建材、建工、交通、農(nóng)業(yè)、化工和冶金等 行業(yè)。 第三類(lèi)：低容量 /高技術(shù)。其缺點(diǎn)是使用地點(diǎn)和數(shù)量經(jīng)常變動(dòng)難以預(yù)測(cè)，如作為建筑材料、回填材料等。美國(guó)電力研究院根據(jù)粉煤灰容納量（即吃灰量）和利用技術(shù)，將粉煤灰的綜合利用技術(shù)分為 3 類(lèi)，見(jiàn)表 41。目前我國(guó)各電廠的大部分脫硫渣都堆放在周?chē)幕規(guī)飚?dāng)中，就目前的技術(shù)力量還不能夠大量的利用。 我國(guó)的天然石膏儲(chǔ)量雖然豐富，但產(chǎn)地集中在山東、山西， 給石膏的廣泛應(yīng)用造成了困難。 粉煤灰 用于 高速公路 建設(shè) ，效益 甚 為可觀。爐渣的化學(xué)組成與粉煤灰相似。由于在脫硫過(guò)程中加 入 了脫硫劑，其主要成分是 CaCO3 或 CaO，因而灰渣的化學(xué)組成發(fā)生了變化 。 2020 年底我國(guó)已采取煙氣脫硫措施的火電機(jī)組容量?jī)H 500萬(wàn) kW 左右， 到 2020 年底，我國(guó)火電廠煙氣脫硫裝機(jī)容量超過(guò) 億 KW，其中， 2020 年、2020 年連續(xù)兩年當(dāng)年投運(yùn)的脫硫設(shè)施 的裝機(jī)容量 超過(guò) 1 億千瓦。無(wú)論是煤粉爐還是沸騰滬，灰渣排放量約為燃煤總量的 1/3。 重點(diǎn) : 1. 灰渣的性能指標(biāo) 2. 利用領(lǐng)域及與有關(guān)性能的關(guān)系 難點(diǎn) : 1. 性能指標(biāo) 2 上課時(shí)間 :第十三 次 上課地點(diǎn) : 綜合樓主階 6 課程名稱(chēng) ： 電廠環(huán)保技術(shù) 年級(jí)： 班級(jí)： 第 13 周 第 25～ 26 學(xué)時(shí) 年 月 日 本次課題章節(jié)： 第四章 灰渣綜合利用技術(shù) 第一節(jié) 概述 教學(xué)目的： （ 1） 了解我國(guó)火電灰渣的排放、利用狀況 。 1 第四章 灰渣綜合利用技術(shù) 本章要求 : 火電灰渣的排放、利用狀況 。 （ 2）熟悉幾個(gè)粉煤灰常用領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，燃煤發(fā)電機(jī)組 1kW 裝機(jī)容量年排放粉煤灰 （渣） 1t 左右 。煙氣脫硫機(jī)組占煤電機(jī)組的比例已由 2020 年底的 2%上升到目前的 50%以上， 超過(guò) 了 美國(guó)煤電機(jī)組的脫硫比例。 目前對(duì)這種灰渣綜合利用研究較少，主要還是以堆放為主 。 綜合利用粉煤灰 （渣） 能夠改善生態(tài)環(huán)境、變 廢 為寶、節(jié)約 資 源，具有顯著的社會(huì)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益，是一項(xiàng)利國(guó)、利民、利企業(yè)的工作，符合保護(hù)土地、合理開(kāi)發(fā)自然資源的基本國(guó)策。目前我國(guó)在滬寧 （上海至南京）和京深（北京 至深圳）及京冀的三條高速公路建設(shè)中推廣粉煤灰路堤技術(shù)成果。 而脫硫石膏作為地方資源．不僅品位高，而且運(yùn)輸距離短，只要采用適當(dāng)?shù)念A(yù)處理工藝，穩(wěn)定控制含水率，就能具有較高的市場(chǎng)竟?fàn)幜?。隨著 CFB 鍋爐的推廣應(yīng)用，產(chǎn)生的大量灰渣的堆放占用了大面積的土地，對(duì)于我們這個(gè)人多地少的國(guó)家無(wú)疑是一個(gè)嚴(yán)重的資源 浪費(fèi) 問(wèn)題。 表 41 粉煤灰綜合利用容納量和技術(shù)水平分類(lèi) 類(lèi)別 用途 應(yīng)用 實(shí)例 類(lèi)別 用途 應(yīng)用 實(shí)例 高容量 /低技術(shù) 灌漿材料 廢礦井填充 廢坑道填充 中容量 /中技術(shù) 墻體材料 彩色地面磚 層面保溫 材料 5 筑路工程 基層材料 粉煤灰防水粉 回填材料 大橋橋臺(tái)回填土 擋土墻回填土 混凝土 摻和 料 代替部分水泥 中容量 /中技術(shù) 水泥生產(chǎn) 混合物原料 低容量 /高技術(shù) 分選微珠 制造巖棉制品 磁化粉煤灰 粉煤灰提鋁粉 粉 煤灰藝術(shù)制品 吸收材料 新型保溫材料 土壤磁性改良劑 電解鋁原料 炭黑、活性炭等 代替石膏 分子篩原料 墻體材料 粉煤灰 燒 結(jié)磚 粉煤灰磚 粉煤灰陶粒 粉煤灰砌 塊 第一類(lèi)：高容量 /低技術(shù)。 第二類(lèi)：中容量 ／中技術(shù)。主要為分選利用，產(chǎn)品層次高，吃灰量 小 ，技術(shù)水平要求高，但經(jīng)濟(jì)效益好。其中利用量大經(jīng)濟(jì)效益好的應(yīng)屬生產(chǎn)水泥和拌制混凝土。 （三）中國(guó)粉煤灰綜合利用概況 我國(guó)利用粉煤灰是 20 世紀(jì) 20 年代末 30 年代初從上海楊樹(shù)浦發(fā)電廠開(kāi)始的 。中國(guó)潔凈煤技術(shù)“九五”發(fā)展規(guī)劃也把粉煤灰綜合利用列為重點(diǎn)研究的內(nèi)容之一。部分用于制造磚、砌塊和板材等墻體材料，用于水泥混合材，混凝土摻和料。除上海外，南京、南通、南昌等城市亦連續(xù)幾年利用率實(shí)現(xiàn)了 100％，哈爾濱等城市粉煤灰利用率也由 50％提高到了 90％。優(yōu)惠政策主要是稅收減免涉及到地方政府的財(cái)政收入，各地態(tài)度不一。 就電力企業(yè)而言，對(duì)粉煤灰的綜合利用，主要存在兩方面的問(wèn)題：一方面是粉煤灰的品質(zhì)限制了其綜合利用效率，如灰中含碳量高，影響了粉煤灰建材的強(qiáng)度；另一方面是由于粉煤灰綜 合利用率逐年提高，造成某些地方粉煤灰供不應(yīng)求，最終影響了用灰企業(yè)的效益與積極性，時(shí)間一長(zhǎng)，又反過(guò)來(lái)，影響了粉煤灰的出路。 粉煤灰的強(qiáng)度貢獻(xiàn)一般由細(xì)度、需水量比 、 火山灰活性指數(shù)及硅、鋁、鐵氧化物含量 等指標(biāo)控制。 （ 3）均勻性。 由于國(guó)內(nèi)外對(duì)脫硫灰渣的應(yīng)用范圍還不廣，大部分用于回填及灰場(chǎng)貯存，涉及到工程應(yīng)用時(shí)可參考相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。 I 級(jí)灰具有較大的減水作用，可用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。 GB/T15962020 與被其替代的 GB15961991 一致，均未將細(xì)度列為質(zhì)量指標(biāo)，因?yàn)槟壳皳椒?煤灰水泥的生產(chǎn)在國(guó)內(nèi)均采用混磨工藝。粉煤灰的放射性應(yīng)符合 GB 6763《建筑材料產(chǎn)品及建材用工業(yè)廢渣放射性物質(zhì)控制要求》的規(guī)定。 (2)強(qiáng)度等級(jí) 燒結(jié)普通磚按其抗壓強(qiáng)度分為 MU MU2 MU MU1 MU10 ，5 個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，其強(qiáng)度應(yīng)符合表 46 的規(guī)定。 7 177。 7 53 177。 據(jù)有關(guān)資料介紹，居民所接受的輻射劑量，約 40％來(lái)自建筑材料， 30％來(lái)自土壤的天然放射性和宇宙線，另外 30％來(lái)自 X 射線診斷照射及其他射線波。 (2)空心建筑材料制品放射性核素限量 當(dāng)空心建筑材料制品的空心率大于 25％，或質(zhì)量厚度小于 8g/cm2 時(shí)，其放射性核素鐳 22釷 232 和鉀 40 的比活度的限值可適當(dāng)放寬，但應(yīng)同時(shí)滿足式 (43)和式 (44)的要求： 14 6 0 0C2 9 0C3 7 0C KThRa ??? (43) RaC ≤ 200 (44) 10 上課時(shí)間 :第十四 次 上課地點(diǎn) : 綜合樓主階 6 課程名稱(chēng) ： 電廠環(huán)保技術(shù) 年級(jí)： 班級(jí)： 第 14 周 第 27～ 28 學(xué)時(shí) 年 月 日 本次課題章節(jié)： 第 四 章 第二節(jié) 火電廠 灰渣 的 分類(lèi) 和 基本 性能 教學(xué)目的： （ 1） 掌握粉煤灰、渣的分類(lèi)和幾個(gè)主要的性能指標(biāo) 重點(diǎn)： 性能指標(biāo) 難點(diǎn)： 性能指標(biāo) 的定義及意義 教學(xué)方法： 采用多媒體教學(xué)課件 講課內(nèi)容及時(shí)間分配： 第四 章 灰渣綜合利用技術(shù) 第二節(jié) 火電廠 灰渣 的 分類(lèi) 和 基本 性能 灰渣 共 2 課時(shí)，講授 11 教學(xué)內(nèi)容 第二節(jié) 火電廠 灰渣 的 分類(lèi) 和 基本 性能 一、 火電廠灰渣 的 分類(lèi) （一）粉煤灰的分類(lèi) 化學(xué)組成 分 根據(jù)粉煤灰的化學(xué)組成可將其分為低鈣型和高鈣型， CaO 含量在 10％以上者屬于高鈣型 粉煤灰。 表 48 我國(guó) 35 種粉煤灰化學(xué)成分均值 化學(xué)組成 含量均值（ %） 范圍（ %） 化學(xué)組成 含量均值（ %） 范圍（ %） 2SiO ～ MgO ～ 32OAl ～ ONa2 ～ 32OFe ～ OK2 ～ CaO ～ 3SO 0～ 我國(guó) GB/T 15962020《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》將粉煤灰按其煤種分為 F 類(lèi)粉煤灰和 C 類(lèi)粉煤灰。 與普通 F 類(lèi)粉煤灰相比較， C 類(lèi)灰的化學(xué)組成特點(diǎn)為： (Fe2O3+SiO2+Al2O3）含量、燒失量、含水量及 K2O 含量較低， CaO、 MgO、 SO Na2O 含量較高。 （ 2） F 類(lèi)粉煤灰是由無(wú)煙煤或煙煤鍛燒收集的粉煤灰。 F類(lèi)粉煤灰的化學(xué)組成見(jiàn)表 411。 所謂改性粉煤灰，是 將排放的粉煤灰運(yùn)送至目的地之前加一定量的水 形成的。 陳灰性質(zhì)比較差，因此沒(méi)有強(qiáng)度要求，一般用于回填。由于濕法脫硫在技術(shù)上最為成熟，這部分脫硫渣占總體的大部分，在電廠以石灰石一石膏法產(chǎn)生的脫硫石膏為最常見(jiàn)。干法產(chǎn)生的脫硫灰渣，即脫硫產(chǎn)物和灰的混合物，這種灰渣隨著干法脫硫工程的逐步實(shí)施也將占有一定比例。 燃用煤種、燃燒條件 的 不同以及粉煤 灰的組成、細(xì)度、含水量的變化，特別是粉煤灰中含碳量的變化，都會(huì)影響粉煤灰的顏色。 粉煤灰的顏色變化在一定程度上也反映了粉煤灰的細(xì)度。 我國(guó)粉煤灰的密度大約為 1. 8～ 2. 4 3/cmg 。 粉煤灰 堆積密度 可用式（ 46）表示： 0100)mm( 12b ??? V? （ 46） 式中 ： b? －粉煤灰的 堆積密度 ， 3/mkg ； 2m －容量筒及樣品 質(zhì)量 ， kg ； 1m — 容量筒 質(zhì)量 ， kg ； V — 容器的 容積， L。 粉煤灰的孔隙率一般約為 60％～ 75％。 多數(shù)國(guó)家規(guī)定以 45um篩篩余百分?jǐn)?shù)為細(xì)度指標(biāo)。只有密實(shí)玻璃體既有利于減水，又會(huì)生成較多的水化產(chǎn)物，可形成較好的水泥制品。比表面積的測(cè)定，通常用勃氏試驗(yàn)法，用 這類(lèi)方法所測(cè)定的比表面積的變化范圍一般為 1700～ 6400 cm2 /g。 它 直接影響到混凝土的施工性能和力學(xué)性能 ， 因此 是 粉煤灰物理性能的一項(xiàng)重要品質(zhì)參數(shù)。在粉煤灰顆粒中，當(dāng)多孔玻璃體或碳粒含量相對(duì)較多時(shí)，需水量比就大；密實(shí)玻璃體含量高時(shí)，需水量比小。 GB/T 15962020《用于水泥和混凝土的粉煤灰》規(guī)定Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ級(jí)灰的含水率不得超過(guò) 1%?；钚灾笖?shù)按式 (49)計(jì)算： 100)(128 ?? RRH （ 49） 式中 ： H28—— 強(qiáng)度活性指數(shù)， %； R—— 試驗(yàn)?zāi)z砂 28d 抗壓強(qiáng)度， Mpa； R1—— 對(duì)比膠砂 28d 抗壓強(qiáng)度， MPa。 火電廠粉煤灰的物理性質(zhì)取決于 燃煤的種類(lèi)、煤粉的細(xì)度、燃煤方式和溫度，以及電廠收塵效率、排灰方式等。次要的化學(xué)成分為 CaO、 MgO、 SO Na2O 及 K2O 等。在粉煤灰中硫可能有不同的存在形態(tài)，當(dāng)以硫酸鹽形態(tài)存在時(shí)，一般對(duì)水泥及混凝土沒(méi)有害處，當(dāng)以硫化物 (SO3）形態(tài)存在且含量過(guò)多時(shí)，有可能產(chǎn)生膨脹和對(duì)鋼筋有銹蝕作用。 由于粉煤灰中的含碳量與燒失量有 較好的 相關(guān) 關(guān)系，因此，以燒失量表示粉 16 煤灰中含碳的程度 。 GB/T 15962020《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》規(guī)定 F 類(lèi)粉煤灰游離氧化鈣不得大于 1%， C 類(lèi)粉煤灰游離氧化鈣不得大于4%。 (三 )礦物組成 粉煤灰是一種高度分散的 固相集合體，主要由無(wú)定形和結(jié)晶礦物相組成。細(xì)度為 ～ 200 m? ，其中小于 5 m? 的空心微珠占粉煤灰總量的 20％。 漂珠是粉煤灰中存在的一 種大量的中空封閉型玻璃珠體，呈灰白色，相對(duì)密度小于 1可浮于水面。另外還具有較好的耐酸性、耐磨性及絕緣性。 粉煤灰中的石英多為白色，有些呈單體小石英碎屑，也有些附在碳粒和煤矸石上呈集合體形式存在。 (四 )活性 粉煤灰含有較多的活性氧化物 ( 2SiO 、 32OAl )，它們?cè)谟兴臈l件下，可與氫氧化鈣[ 2)(OHCa ]在常溫下反應(yīng)生成穩(wěn)定的水化硅酸鈣和水化鋁