粉煤灰中未燃组分显微结构研究

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1、广东建材2012年第5期材料研究与应用粉煤灰中未燃组分显微结构研究董安民李明涛(1徐州市墙体材料改革办公室；2徐州盈佳置业有限公司)摘要：本文对煤灰中的未燃物，从未燃物的元素组成、未燃物含量的测量及分选、未燃物的显微形态结构特征、未燃物的形成原因、影响未燃物含量的因素等方面进行了研究。并对提高粉煤灰的综合利用具有重要意义。关键词：粉煤灰；未燃组分；显微结构1引言氮、硫等可燃元素及有机氧元素，简称DDM法。(2)间接差减法(indirectdeterminemethod)：即我国燃烧用煤含有灰分较高，所以排出的粉煤灰量先测出灰渣可燃物中灰分、水

2、分等不可燃部分，然后减很大，粉煤灰的产生主要集中在火电厂和大型工矿企业去该组分得出可燃物含量，即灼烧减量法。简称IDM法。的动力锅炉上。按全国平均计，每增加10mw装机容量，DDM法测量的优点是可以了解可燃物的组成，但其每年将增加近万吨粉煤灰的排放量。如果不进行其有效不足之处是测量项目多，工作量大。需要直接测量其中处理，会产生扬尘，污染大气，对人体健康危害很大；排总的碳、氢、氮、硫，然后再把其完全灰化后测其不可燃入河道水系会造成河流淤塞，污染水质，必将对环境造的碳、氨、氮、硫含量。同时还要测其碳酸盐二氧化碳、水成二次污染。当前，对粉煤灰的处置

3、方法主要有两种：土分以进行碳和氢的修正。不利于现场人员操作，只可做地填埋和贮灰池存储。国内外对其环境效应的研究表为研究或精确定量时的方法。IDM法虽然不能直接了解明，灰中潜在毒性物质会对土壤、地下水造成污染。在改可燃物的组成及含量，但其测量方法简单易行。只要进土方面，也具有潜在不利效应，可溶盐。硼及其它潜在的行灼烧求出减量。但部分减量可能是因水分蒸发和碳酸毒性元素含量过高，可导致元素不均衡以及土壤的板结盐分解而引起的，而这两者并不属于可燃物。因此要实和硬化。因此粉煤灰的处理和利用问题引起人们的普遍测水分及碳酸盐分解产物以修正减量，才能得到较为

4、准重视，也成为我国环境保护与再生资源开发领域的一个确的可燃物值。重要课题。2000年粉煤灰的排放量达到1．6亿吨，总积灰量将达到12亿m。以上，待处理，而制约粉煤灰大规2．2分选方法模综合利用的重要原因之一，就是粉煤灰含炭量过高，粉煤灰中未燃炭的分选方法有湿法分选和干法分含炭量过高的粉煤灰不能被很好的利用，还要增加贮存选。湿法分选利用了炭粒的表面润湿性和可浮性；干法费用，降低了电厂的经济性，这不仅浪费能源，而且严重分选中分选效果较好的有电选法，它利用的是粉煤灰中污染环境。因此对未燃组分及其存在形态的研究就显得未然炭和其他颗粒在导电性上的差异来

5、实现的。极为重要。3显微结构形态研究2测定及分选方法研究灰中未燃炭一般要富集灰中的炭颗粒做成分可燃物就是可以燃烧的部分，因而其成分应该和煤析炭样。用扫描电镜观察其显微结构形态。用计点法、网的可燃成分一致，即可燃的碳、氢、氮、硫等元素；其不可格法等估出各显微类型所占的比例。在飞灰里区分出三燃部分为灰分、水分和氧元素。种炭颗粒微结构类型，即空心炭、网状炭和未熔炭。空心2．1飞灰和炉渣可燃物的测定方法炭是由一个特大气孔和圆形的炭壁组成，具强的朔性流动标志。炭壁的厚度变化大。未熔炭外形不规则但气孔根据飞灰和炉渣的组成可以确定其可燃物测定方很少，且形状

6、特殊，常呈窄长形，相互平行排列。网状炭法有两种：具不规则外形，且多数为不闭合的圆形，部分网状炭的(1)直接测定法(directdeterminemethod)：直接气孔排列十分规则。空心炭燃烬性好，未熔炭燃烬性差，测定法是做元素分析直接测定灰渣可燃物中的炭、氢、材料研究与应用广东建材2012年第5期网状炭燃烬性介于二者之间。将未燃组分分为两大类：大小、孔隙特性等均对燃烧过程有着重要的影响，而后未燃烬底残炭和未变化或变化不明显的煤粒。炭的类型者我们统称为煤焦形态。迄今为止，关于煤焦形态的分主要与煤组成、变质程度和燃烧方式有关。空心炭和网类依据主

7、要是颗粒大小、孔隙大小及孔隙度、孔隙的连状炭源自镜质组。镜质组比惰质组有较高的挥发分产通程度、颗粒的熔融膨胀程度、外表形态、光学结构及孔率，在高温热解过程中，会出现不同程度的膨胀，塑性变壁厚度等。热解过程中煤粉脱挥发分状况及颗粒的熔融形，甚至流动，同时不断释放挥发分，因而产生大量的气变化程是影响煤焦形态的主要原因，它决定了煤焦的颗孔；结构炭和末熔炭主要源自情质组，它们在加热过程粒状况、孔隙特征及光学性质。因此．颗粒的熔融变化中既不变形也不软化，挥发分产率很低，未经塑性变化程度应作为煤焦形态类型划分的主要依据，由此派生出过程，燃烧时可导致炭壁即

8、细胞壁逐渐断裂，所以由情来的煤焦颗粒的其它特征则只能作为次依据。此外，根质组形成的残炭几乎没有气孔，同时也程度不同地保存据颗粒上原始胞腔的保留程度将未熔融状焦分为致