浅谈循环流化床锅炉灰渣利用
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作者: 王 瑾
摘要:循环流化床锅炉以其在环保方面的突出优势,在国内外得到快速发展与广泛应用。循环流化床锅炉可以燃烧劣质燃料,这类燃料在燃烧中产生大量的灰渣。对灰渣进行处理和利用,可以节约大量物质资源,变废为宝。在全球重视生态环保的今天,研究开发灰渣的综合利用具有重要的现实意义。
关键词:循环流化床锅炉 灰渣综合利用
Abstract:The circulation fluid bed boiler by it in the environmental protection aspect's prominent superiority, in domestic and foreign obtains the fast development and the widespread application. The circulation fluid bed boiler may burn the low-grade fuel, this kind of fuel produces the massive ash dregs in the combustion. Carries on processing and the use to the ash dregs, may save the massive physical resources, recycles waste. Takes ecology environmental protection in the whole world today, studies becomes gray the dregs comprehensive utilization to have the vital practical significance.
key word:Circulation fluid bed pot ashes dregs comprehensive utilization
我国有丰富的劣质煤炭资源,循环流化床锅炉可以燃烧劣质燃料,这些劣质燃料应用于循环流化床锅炉的燃烧,将会产生相当数量的灰渣,因此在我国研究循环流化床锅炉的灰渣的综合利用途径,具有重要的现实意义。循环流化床锅炉排出的灰渣不同于煤粉炉,循环流化床锅炉经常采用炉内燃烧脱硫技术,采用在炉内加入大量的石灰石以吸收燃煤排放的SO2,因此,排出的灰渣中含有一定数量的生石灰和硫酸钙。
一、循环流化床锅炉灰渣的基本特性
循环流化床锅炉的灰渣分为两种,一种是由除尘器收集的飞灰,另一种是由排渣口排出的炉底渣。两者之间的比例取决于煤种特性。对于劣质煤,例如煤矸石、石煤,底渣量可达60%-80%,而对烟煤、无烟煤底渣量可能仅为10%-30%。
1、灰渣的物理特性
(1) 外观形态
燃料及锅炉运行条件不同,飞灰和底渣的外观形态也会有差别,然而飞灰一般呈灰白色至深灰色,底渣则呈棕色至灰色的粒状物质,有经验的运行人员可直接根据灰渣的颜色判断燃料的燃尽率。
(2) 粒度分布
粒度分布对建筑回填工程应用影响较大,研究表明粒度分布均匀时,易形成松散结构,当受到动载荷时,容易造成工程破坏,表面沦陷。而像循环流化床锅炉这样宽筛分的灰渣,颗粒大小混杂,易形成紧密结构,是建筑工程上的理想结构。
2、灰渣的化学特性
灰渣的化学特性包括化学组成和矿物组成等。由于灰渣中存在大量的CaO和 CaSO4 及SiO2,因而具有一定
的自硬性能,而且向灰渣中加水时容易发生如下化学反应:CaO+H2O―→Ca(OH)2 因此,循环流化床灰渣一般呈碱性,其PH值在11.5～12.5之间。
二、循环流化床锅炉灰渣利用
1、灰渣的物理热利用
循环流化床锅炉燃用劣质煤,产生大量的灰渣,灰渣的排出温度大约在800℃左右的高温排出,其中蕴含大量的物理热量。为了提高锅炉效率,有必要进行灰渣物理热的回收工作。灰渣物理热的应用,在目前一般用于加热给水,通过冷渣机进行热交换。
2、用于化学工业
灰渣中的组分与常用的填料基本相同,只是在含量上有差别。例如灰渣中的Si02起到增强、补强作用,代替常用的粘土、白炭黑;A1203起增量作用,可代替特种碳酸钙;CaO可起增量补强作用,作用相当于轻质碳酸钙、重质碳酸钙、特种碳酸钙;S03可代替通常加入的硫起硫化剂的作用;未燃尽的可燃物起到炭黑的作用。研究和应用发现,灰渣补强性能与半补强炭黑的性能相当,并具有永久变形小、相对密度小、弹性好的优点。并且混炼、压出工艺性能良好,同时它还具有煤制填料的性质。可做为高分子材料填充剂、作PVC的填充料、作橡胶填料。
3、用于农业
灰渣在农业中的应用,实际上是通过改良土壤、覆土造田等手段,促进其发展的,以便达到提高农作物产量、优化生态环境等目的。
①改良土壤的碱性:对含脱硫产物和脱硫剂较高的循环流化床灰渣,因自由CaO和H20反应生成Ca(OH)2,使灰渣呈碱性,因此,此种灰渣可用于农田、恢复酸性矿地、中和工业废料等方面。石煤渣也是强碱性物质,pH值在10～12以上,所以直接施用石煤渣后可以不同程度地提高土壤的碱度。石煤渣很适合在南方酸性土壤中施用,特别是在南方缺钾需硅的酸性水稻田里施用,更有良好的作用。
②促进土壤中有机质的分解:石煤渣含有钙、镁等盐基离子,由于碱性强,盐基离子多,能促进土壤有机质的分解,对改善土壤的供肥和保肥能力有一定的作用。
③提高土壤温度:石煤渣是热性材料,遇水后有一个放热过程,并且由于石煤渣多为灰黑色和黑色,有吸收太阳光能的作用,因此可以提高土壤温度。
三、结论
循环流化床锅炉灰渣中含有许多有用的矿物质,甚至是一些贵重物质,对灰渣进行处理和利用,可以节约大量物质资源,变废为宝。研究开发灰渣的综合利用在环保方面有突出优势。
参考文献:
[1]路春美.循环流化床锅炉设备与运行.第九章.中国电力出版社2004.8
[2]高廷源. 循环流化床锅炉脱硫灰渣特性及综合利用研究[D]四川大学, 2004
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