cfb锅炉灰渣的应用研究

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1、CFB锅炉灰渣的应用研究引言随着人们环保意识的日益增强，燃煤火力发电对大气环境的污染引起了人们的高度重视。鉴于循坏流化床(CFB)锅炉具有低成本、高效脱硫和低NO排放等优点，它已成为当前煤炭洁净燃烧的首选炉型。CFB锅炉具有燃料适应性广的特点，可以以此为平台实现能源的综合利用：①使一些低级资源能源化。冃前已开发出燃烧石油焦、污泥、生物质、垃圾废弃物等类型的CFB锅炉并取得成功;②与其他能源或原材料加工系统整合,实现能源高效利用。日前，以CFB锅炉技术为基础的IGCC系统、PCFBC系统、PGCFB—

2、CC系统均已开发成功并产业化，今后将继续朝着人型化和优化运行方向发展。因此，CFB锅炉技术得以迅猛发展。1CFB锅炉飞灰和底渣特性及其应用影响CFB锅炉灰渣特性的因素较多：(1)燃料种类。无烟煤的飞灰含量普遍较高，有的高于20%,平均粒径达到53m；生物质燃料灰渣的熔点较低，易结渣，灰分主要以铁、钙、铝、钾和钠为主，与煤飞灰的化学组成明显不同；城市垃圾灰中大多含有一定量重金属离子，如铅、汞等。(2)煤种特性。刘彦鹏，王勤辉等人在一台0.5MW的CFB燃烧试验台上进行了4种不同煤种的燃烧试验，试验结果

3、为：①挥发分高、灰分含量低的煤种在燃烧过程川产生更多的细灰渣颗粒，其底渣中细颗粒的份额也比较高，底渣的平均粒径打给煤颗粒的平均粒径差别较大。而几，灰渣大部分以飞灰形式排出。②煤种对所产生的飞灰颗粒粒径分布影响不大，但飞灰含碳量却随着煤中碳分的增加而增加；对于同一燃烧装置，底渣含碳量随燃煤灰分的增加而增加。(3)处理T艺、锅炉运行环境、季节变化、负荷变化以及操作人员的差异等，都会使CFB锅炉灰渣的特性产生较大的变化，但规律性不明显。例如，为了提高脱硫效率，CFB锅炉运行中采用了炉内添加石灰石脱硫技术，

4、其灰渣与普通煤粉的灰渣在形态、粒度、化学性质等方面有很多不同Z处，以致于很难用常规的灰渣利用方式对其进行处理。本文仅分析一种典型的CFB锅炉灰渣与煤粉炉灰渣特性的差界及其应用。1.1CFB锅炉和煤粉炉灰渣特性分析与煤粉炉相比，典型的CFB锅炉具有燃料屮掺加石灰石粉实现炉内脱硫、燃烧温度低、蓄热量大、底渣在炉膛小停留时I'可较长、排灰量较人等特点，因此，两者产牛的灰渣在物理和化学特性等方面具冇明显的不同。CFB锅炉灰渣又分为F类低钙灰和c类高钙灰，木文仅对燃烧褐煤或亚褐煤所形成的高钙灰(SiO2+AI

5、2O3+Fe2O3R50%)进行分析，具体分析结果见表1。表1CFB锅炉与煤粉炉灰、渣特性比较顼日-CFB炉煤粉炉E灰底渣粉煤灰漬松堆枳密度/灯・m=43920600-9()0780-850压实堆积密度/kg・=84414601000-1400—密度/kg*m'31900■25002080比表面积•R-J23.8L083.4—28大抗彳、九0/%p国环侏66』・•・4.0上«•:・・・••*•K20/%0.840.451.82—MgO/^().650.480.611.7-2.2CaO/%40.514

6、8153.462.4~3・1F

7、灰，低于10%的称为F类灰。C类灰木身具有一定的水硬性，这是山于游离的CaO激发灰渣中的活性SiO2和活性A12O3生成具有一定水硬性的凝胶类物质，同时CaO水化硬化以及由CaSO4参与的水化反应生成了强度较高的Ca(OH)2和一些水泥水化矿物如钙矶石，因此c类灰可作水泥混仑材。F类灰常做混凝十-掺和料，它的水化热比C类灰低。但是，CaO的水化硬化反应时问比水泥屮其他物质长，且CaO水化成Ca(OH)2体积增人很多，所以CaO含最高会带来较人的体积膨胀，严重影响体积安定性，是建筑制品致命的隐患。1.

8、2.2Fe2O3+SiO2+A12O3含量低粉煤灰中Fe2O3、SiO2、A12O3的含虽直接关系到它作为建材原料的优劣。这是因为粉煤灰的活性主要來自活性SiO2,和活性A12O3在一定碱性条件下的水化作用。CFB锅炉飞灰中含有A12O3、SiO2等活性成分，是一种活性骨料，可与胶凝材料发生界而反应而提高界面强度，对混凝土抗弯强度的提高有利。但美国粉煤灰标准ASTM(618)'

9、J规定，用于水泥的C类灰中,Fe2O3+SiO2+A1203的含量必须占总量的50%以上。