【文章內(nèi)容簡介】 、鈉洗法、雙堿法、威爾曼一洛德法及氧化鎂法等。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。 干法脫硫是通過向煙氣中噴入鈣基吸收劑 [CaO 或 Ca(OH)2]，與煙氣中的 SO SO2 反應(yīng)生成 CaSO CaSO3 化合物來達(dá)到脫硫的目的 的一種煙氣 脫硫工藝。干法脫硫按其噴入的鈣基吸收劑的固相或液相狀態(tài)，又可分為干 法與半干法。其中干法工藝中噴入的鈣基吸收劑為 CaO 粉或 Ca(OH)2 粉 ， 而半干法中噴入的鈣基吸收劑為霧狀的消石灰漿。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。 13 循環(huán)流化床燃燒器以排放渣為主，渣 所占 比例在 50%~80％。循環(huán) 流 化床脫硫灰渣主要由脫硫副產(chǎn)物硫酸鈣、亞硫酸鈣和殘留的脫硫劑如石灰石、石灰等組成。 二、 火電廠粉煤灰的基本性能 (一 )物理性能 粉煤灰的外觀類似水泥，都是粉狀物質(zhì)。 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，都會影響粉煤灰的顏色。粉煤灰的顏色可以從乳白色到灰黑色，含碳量越高其顏色越深。 火 電廠粉煤灰一般呈灰白色。 粉煤灰的顏色雖然不是質(zhì)量評定和生產(chǎn)控制的主要指標(biāo)，但因?yàn)樗磻?yīng)了粉煤灰含碳量的多少，因此也是重要的指標(biāo)。 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。因?yàn)樘苛Ｍ嬖谟谳^粗的粉煤灰顆粒組分之中，所以顏色較深的粉煤灰中粗粒所占的比例較多。 粉煤灰密度是指在絕對密實(shí)狀態(tài)下單位體積粉煤灰的質(zhì)量，單位是 3/cmg ，用李氏比重 瓶 進(jìn)行測量。粉煤灰密度 可用式（ 45）表示： Vm?P? （ 45） 式中 ： P? — 粉煤灰密度， 3/cmg ； m — 裝入比重瓶中的粉煤灰質(zhì)量， g ； V— 粉煤灰排出液體（煤油）的體積， 3cm 。 我國粉煤灰的密度大約為 1. 8～ 2. 4 3/cmg 。 粉煤灰密度指標(biāo)對粉煤灰質(zhì)量評定和生產(chǎn)控制具有一定意義。如果密度發(fā)生變化，則表明粉煤灰 品質(zhì)有 可能發(fā)生變化， 密度 還可用于判斷粉煤灰的均勻性。 3．堆積密度（ 松散干容重 ） 粉煤灰的堆積密度 是 指粉煤灰在松散狀態(tài)下的單位體積的 質(zhì) 量，可用容 量 筒進(jìn)行測量。 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。 我國粉煤灰的松散干容重 約 為 550～ 880 3/mkg 。 孔隙率指粉煤灰中空隙體積占總體積的百分率，可根據(jù)測得的密度與 堆積密度 按式 (47) 14 計算求得。 %10010001Pb ????????? ??? ? ?? （ 47） 式中 :ε －孔隙率，％； b? — 粉煤灰干容重， 3/mkg ； P? — 粉煤灰密度， 3/cmg 。 粉煤灰的孔隙率一般約為 60％～ 75％。 粉煤灰 的 密實(shí)度 D 可用式（ 48）計算。 D=1ε （ 48） 式中 : D－ 粉煤灰 的 密實(shí)度 ，％； ε －粉煤灰的孔隙率，％ 。 粉煤灰的細(xì)度可以用 80um 篩篩余量、 45um 篩篩余量及粒徑表示。 多數(shù)國家規(guī)定以 45um篩篩余百分?jǐn)?shù)為細(xì)度指標(biāo)。 粉煤灰顆粒的組成、結(jié)構(gòu)及理化特性與細(xì)度有關(guān)。粗顆粒中碳粒及多孔玻璃體較多；中等顆粒中往往磁性玻璃體較多；細(xì)度高者，密實(shí)玻璃體較多而游離 CaO 及石膏含量少，水化作用時水化產(chǎn)物明顯增加，結(jié)合水量增加。由于磁性玻璃體的活性較差，多孔玻璃體活性不高而且不利于生成致密的制品，因而不宜用作水泥制品材料。只有密實(shí)玻璃體既有利于減水，又會生成較多的水化產(chǎn)物，可形成較好的水泥制品。 可見，細(xì)度是粉煤灰的重要物理性質(zhì)之一，也是評定其質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 粉煤灰的細(xì)度指標(biāo)，也可以用它的比表面積表示。 1g 粉煤灰所含顆粒的外表面積稱為粉煤灰的比表面積，單位為 m2/g 或 cm2 /g。比表面積的測定，通常用勃氏試驗(yàn)法，用 這類方法所測定的比表面積的變化范圍一般為 1700～ 6400 cm2 /g。 我國則采用類似測定水泥比表面積的透氣試 驗(yàn)法。 國內(nèi)電廠粉煤灰比表面積的變化范圍為 800～ 5500cm2/g，一般為1600～ 3500cm2/g。 需水量比反映粉煤灰需水量的大小，是指在一定的流動度下，以 30%的粉煤灰取代硅酸鹽水泥時所需的水量與硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)砂漿需水量之比。 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)。最劣粉煤灰的需水量比高達(dá) 120％以上，特優(yōu)粉煤灰則可能在 90％以 下。 粉煤灰的需水量比與粉煤灰的細(xì)度有關(guān)。當(dāng)粉煤灰的顆粒越細(xì)時，需水量比越小。在粉煤灰顆粒中，當(dāng)多孔玻璃體或碳粒含量相對較多時，需水量比就大；密實(shí)玻璃體含量高時，需水量比小。 粉煤灰的 質(zhì)量 是粉煤灰顆粒與孔隙水 質(zhì)量 的總和。粉煤灰的含水率是指原狀粉煤灰所含游離水、吸附水占所測試樣原 質(zhì)量 的百分?jǐn)?shù)。粉煤灰的含水率不但影 響 卸料、貯藏等操作，還 可影響粉煤灰的工程性能，如壓實(shí)性能及抗剪強(qiáng)度，尤其在粉煤灰產(chǎn)品中，粉煤灰的含水率是配料的主要參數(shù)。 GB/T 15962020《用于水泥和混凝土的粉煤灰》規(guī)定Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ級灰的含水率不得超過 1%。對 C 類粉煤灰來說，含水率還會明顯影響粉煤灰的活性，并造成固化結(jié)塊。 15 強(qiáng)度活性指數(shù)指試驗(yàn)?zāi)z砂抗壓強(qiáng)度與對比膠砂抗壓強(qiáng)度之比，以百分?jǐn)?shù)表示。按 GB/T 176711999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ ISO 法） 》 測定試驗(yàn)?zāi)z砂和對比膠砂的抗壓強(qiáng)度?；钚灾笖?shù)按式 (49)計算： 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—— 對比膠砂 28d 抗壓強(qiáng)度， MPa。 安定性指標(biāo)是一個與化學(xué)性質(zhì)有關(guān)的物理指標(biāo)。測定粉煤灰安定性的目的主要是避免粉煤灰 中 有害的化學(xué)成分 （ 主要是指 MgO），影響混凝土的耐久性 。粉煤灰安定性 試 驗(yàn)往往采用與水泥安定性試驗(yàn)相同的測定方法，用蒸壓膨脹或收縮指標(biāo)來衡量其安定性。 火電廠粉煤灰的物理性質(zhì)取決于 燃煤的種類、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。表 412 示出了 某 火電廠粉煤灰的主要物理性質(zhì)指標(biāo)。 表 412 某火電廠 粉煤灰的物理性質(zhì) 指標(biāo) 容重 (kg/L) 粒度 (um) 孔隙率 (%) 需水量比(%) 比表面積(cm2/g) 灰分 (%) 熱值 (kJ/kg) 分離度 (%) ～ 17～ 40 60～ 75 35～ 65 2020～ 4000 70～ 80 6000～ 7500 92 (二 )化學(xué)特性 粉煤灰的化學(xué)組成類似于火山灰。 主要的化學(xué)成分有 SiO Al2O Fe2O3 和 FeO,約占總量的 80％以上。次要的化學(xué)成分為 CaO、 MgO、 SO Na2O 及 K2O 等。 由于粉煤灰的物理化學(xué)特性取決于煤種、制粉設(shè)備、鍋爐爐型、除塵設(shè)備類型、除塵方式、運(yùn)行條件等多種因素，所以，不同電廠的粉煤灰性質(zhì)差異很大。我國及國外部分火力發(fā)電廠粉煤灰化學(xué)組成見表 413。 表 413 粉煤灰的化學(xué)成分 單位 ： ％ 成分 國家 SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 SO3 K2O Na2O 燒失量 中國 日本 美國 英國 法國 德國 捷克 1. MgO 及 SO3 粉煤灰中的 MgO 及 SO3 是有害物質(zhì)。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，一般對水泥及混凝土沒有害處，當(dāng)以硫化物 (SO3）形態(tài)存在且含量過多時，有可能產(chǎn)生膨脹和對鋼筋有銹蝕作用。 MgO 的存在，將使摻入粉煤灰的水泥發(fā)生不安定現(xiàn)象，從而影響混凝土的性能。 含碳量系指其中未燃燒的碳粒，也是粉煤灰中的有害物質(zhì)。未燃燒的碳粒多孔，吸水大，為非活性物質(zhì)，當(dāng)含碳量過多時，將增加摻粉煤灰水泥的需水量，從而增加混凝土的需水量使其強(qiáng)度降低。 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 。 CaO 游離氧化鈣指粉煤灰中沒有以化合狀態(tài)存在而是以游離狀態(tài)存在的氧化鈣。粉煤灰中的 CaO 是粉煤灰的主要膠凝組分。在 F 類粉煤灰中， CaO 絕大部分結(jié)合于玻璃體中；在 C 類粉煤灰中， CaO 除大部分被結(jié)合外，還有一部分是游離的。 GB/T 15962020《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》規(guī)定 F 類粉煤灰游離氧化鈣不得大于 1%， C 類粉煤灰游離氧化鈣不得大于4%。 粉煤灰中的 Na20和 K2O 雖然不多，但它們能加速水泥的水化反應(yīng)，而且能激發(fā)粉煤灰化學(xué)活性以及促進(jìn)粉煤灰與 Ca(OH)2 的二次反應(yīng)，因此 Na20 和 K2O 是有益的化學(xué)成分。但是堿性物質(zhì)的增加，可能會加強(qiáng)堿一集料反應(yīng)及降低粉煤灰抑制堿一集料反應(yīng)的能力。因此不少國家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對 Na20 和 K2O 含量加以限制，一般要求有效堿（以 K2O計）不超過 ％。 (三 )礦物組成 粉煤灰是一種高度分散的 固相集合體，主要由無定形和結(jié)晶礦物相組成。經(jīng)電子顯微鏡和 x 射線衍射研究表明，無定形的、未燃盡的細(xì)小碳粒僅占一小部分，多數(shù)是由 2SiO 和32OAl 形成的無定形固熔玻璃體空心微珠及石英砂粒、莫來石、石灰、黃鐵礦等結(jié)晶礦物相組成的， 主要成分見表 414。 表 414 粉煤灰的主要礦物組成 單位：％ 礦物名稱 石英 莫 來石 赤鐵礦 磁鐵礦 玻璃 體 范圍 ～ ～ 0～ ～ ～ 均值 此炭粒表面疏松呈蜂窩狀，黑中帶灰色。 粉煤灰中空心微珠含量約為 50％～ 80％，主要化學(xué)成分是硅、鋁、鐵的氧化物及少量的鈣、鎂、鉀、鈉等化合物。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％。 空心微珠按 密度大小可分為兩類，一類是空心漂珠（簡稱漂珠），其壁厚是球徑的 5%～8％，壁上有細(xì)小針孔，珠壁密度為 480 3/mkg ；另一類是厚壁型空心微珠（簡稱沉珠），沉珠比漂珠壁厚，容重大，強(qiáng)度高，耐磨性好。沉珠壁厚為球徑的 30％，珠壁密度為800 3/mkg 。沉珠一般可承受壓力為 7～ 14MPa ，最高可達(dá) 70MPa 。 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，相對密度小于 1可浮于水面。它主要由 SiO A12O TiO CaO、 MgO 等耐高溫氧化物組成，具有耐高溫性能。漂珠熱導(dǎo)率較小，與石棉粉熱導(dǎo)率 ～ （ m℃）相近，具有良好的保溫性能。另外還具有較好的耐酸性、耐磨性及絕緣性。某電廠漂珠的性能指標(biāo)列于表 41416 和 417 中。 表 415 某電廠漂珠的粒度分布 粒徑等級 (μ m) ＜ 90 90~154 154~180 180~280 280~450 450~900 ＞ 900 含量 (%) 表 416 某電廠漂珠的物理性質(zhì) 項(xiàng)目 測定值 項(xiàng)目 測定值 17 密度 (kg/m3) 340~380 色澤 銀白色 相對密度 壁厚 (μ m) 5~8 比表面積 (m2/g) ~ 熱導(dǎo)率 [W/(m ℃ )] 常溫 耐火度 (℃ ) 1250 500℃ 荷重軟化溫度 (℃ ) 1200 800℃ 熔點(diǎn) (℃ ) 1560 1000℃ 表 417 某電廠漂珠的化學(xué)組成 成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO TiO2 SO3 K2O Na2O MnO P2O5 含量 (%) 粉煤灰中的不規(guī)則玻璃體，是一些破碎了的玻璃微珠及碎片，其化學(xué)成分與微珠的相同，此外尚含有少量的氧化鐵、氧化鉀等，粗細(xì)不一。 粉煤灰中的石英多為白色