粉煤灰综合利用

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1、粉煤灰的现状及综合利用学院：化学与化工学院专业：无机非金属材料工程年级：2011 级学生姓名：王国松学号：110811*电话：1828511*指导教师：2013年12月16日粉煤灰的现状及综合利用摘要：工业化过程中，我国社会的电力需求迅速增加，而我国主要是煤炭发电， 使得电厂所产生的粉煤灰量迅速增加。据了解，我国粉煤灰利用率已经超过了许 多发达国家，但预计在“十二五”末粉煤灰的年产生量将接近6亿吨，形势十分 严峻，国家已经采取很多措施鼓励支持粉煤灰综合利用。粉煤灰中含有很多有价 值的金属元素如铝、镓、锗等，如何综合利用粉煤灰是现在急需解决的问题。Abstract： In industriali

2、zation process , social demand for electricity in our country was rapid increased, and coal was used mainly to product electricity, that led to the amount of fly ash increased rapidly. Utilization of fly ash in our country exceeded many developed countries, but at the end of the 12th five year, annu

3、al production amount of fly ash was expected close to 600 million tons and the situation was very serious, and government took many measures to encourage and support the comprehensive utilization of fly ash. Fly ash contained lots of valuable metals such as aluminum, gallium, and germanium. How to c

4、omprehensive utilization of fly ash was the problem urgently needed to solve now.一、粉煤灰的形状1.1粉煤灰粉煤灰：是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的 主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO、Al O、FeO、Fe O、 CaO、TiO等。粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一,，随着电力工业的发 展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘， 污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生 物造成危害。1.2粉煤灰的化学

5、组成(%)成分SiOAlO223Fe O CaO23MgOSO NaO32KO烧失量2平均值50.627.27.02.81.20.30.51.38.21.3粉煤灰的矿物组成(%)石英莫来石赤铁矿磁铁矿玻璃体范围0.918.52.734.104.70.413.850.279.0均值8.121.21.12.860.42此外，尚有一定量的镉、砷、铬、铅、汞、铜、锌、镍等对人体健康不利的微量 元素。粉煤灰的放射性在人类日常的生活环境中，到处都存在着微量的放射性物质，主要的为铀一238、 钍一232、镭一226、及钾一40等四种放射性元素。1.4粉煤灰的分类法基于氧化钙的含量分类。氧化钙量（）V10低钙

6、粉煤灰氧化钙量（） 1019.9中钙粉煤灰氧化钙量（）20高钙粉煤灰二、节粉煤灰综合利用的重要意义我国有丰富的煤炭资源，近期电力工业的发展，仍然是以燃煤的火力发电为 主。由于燃煤机组的不断增加，电厂规模的不断扩大，导致了粉煤灰排放量的急 剧增加。1985年火电厂排灰渣总量为3768万吨，到1995年增加到9936万吨， 平均每年增加560万吨。按目前的煤种，以全国平均计，每增加10MW装机容量每年约增加近万吨粉 煤灰的排放量。到2000年粉煤灰排放量已达到1.2亿吨。按目前的排灰状况和 利用水平，冲灰用水量和贮灰场占地将要增加1倍，分别达到10多亿吨和40 多万亩。以上海市为例，按197820

7、01年的统计，全市共排放粉煤灰5512.2万吨， 累计利用量为4822.6万吨，按每处置1吨灰包括贮灰场基本建设和运行费用15 元计，则为国家共节约资金7.23亿元，而且减少贮灰场占地约1万亩，其中有 的利用途径还具有明显的经济效益。如在混凝土中掺加磨细的粉煤灰、用粉煤灰 制作水泥混合材以及替代矿渣生产粉煤灰密实砌块等。以全国粉煤灰利用工作较先进的江苏省南通市为例，19911995年共排放 粉煤灰292万吨，利用量为301万吨，利用率为大于100%，取得了十分明显的 社会、经济和环境效益：电厂周围的环境得到了改善；节省了土地资源；电厂降 低了成本，延长了灰厂储灰年限，节约了运灰费用；带动了一批

8、建材企业。粉 煤灰在高速公路中应用，其社会效益、环境效益、经济效益更为可观。1990年 浙江杭州钱江二桥北岸公路接线工程用粉煤灰填筑路堤。1992年完成的山东济 南一青岛高速公路粉煤灰路堤试点工程。粉煤灰综合利用使许多老电厂摆脱了生产困境。所以，在有条件的地方， 千方百计抓好粉煤灰综合利用，可以充分利用资源，减少贮灰场的建设或延长其 使用年限，节约宝贵的土地资源和建设资金，大大减少对环境的污染，这对电厂、 对社会都有十分重要的意义。三、粉煤灰的利用现状3.1我国粉煤灰综合利用概况早在20世纪50年代已开始在建筑工程中用作混凝土、砂浆的掺合料，在建 材工业中用来生产砖，在道路工程中作路面基层材料

9、等，尤其在水电建设大坝工程中使用最多；但总的利用量较少。20世纪60年代开始粉煤灰利用重点转向墙 体材料，研制生产粉煤灰密实砌块、墙板、粉煤灰烧结陶粒和粉煤灰粘土烧结砖 等。20世纪70年代，国家为建材工业中利用粉煤灰投资5.7亿元。但由于种种 原因，1980年粉煤灰的利用率仅14%。20世纪80年代，随着我国改革开放政策的深入发展，国家把资源综 合利用作为经济建设中的一项重大经济技术政策。粉煤灰的处置和利用在指导思 想上不断发展深化，从“以储为主”改为“储用结合，积极利用”，再进一步明 确为“以用为主”，使粉煤灰综合利用得到蓬勃的发展。综合利用率已摆脱多年 徘徊在20%的局面，1995年已经

10、达到41.7%，2000年已达到58%。截至2010年 底，中国粉煤灰利用率达到64%。3.2世界各国粉煤灰综合利用动态根据目前掌握的信息，年排灰量在5000万吨以上的大国，有前苏联、中国 和美国，分别是1.2亿吨、1.2亿吨和7344万吨。从总体看，在排放量较大的 国家中我国的利用量和利用率是最高的。前苏联以湿排粉煤灰为主，最近期间才开始增加干排灰的设施，现每年干排灰为 1000万吨，约占10%，年利用量为1500万吨，利用率为13%。主要用来制作水 泥、墙体制品、混凝土、砂浆掺合料和道路填方材料。美国是粉煤灰资源开发利用比较先进的国家，他们重视国家立法的作用。3.3比较重视固体工业废渣利用

11、的一些国家.英国：发展了适用于钢筋混凝土的优质商品粉煤灰“普浊兰”。 波兰：煤炭资源丰富，在欧洲仅次于前苏联。在粉煤灰的利用中，侧重于建材产 品。法国：粉煤灰综合利用起步早，特别在水泥、混凝土方面的应用技术研究有较深 的基础。3.4其他一些国家这些国家的粉煤灰排放量更小，在利用率上也并不高，但在综合利用方面都 有各自的特色。澳大利亚：非常重视粉煤灰混凝土工业质量控制体系，有专门经营优质粉煤 灰产品的公司。日本：粉煤灰的有效利用率占30%，使粉煤灰在很多方面得到了应用。 第二章粉煤灰的形成过程及其收集和处理。煤炭在锅炉中燃烧后有两种固态残留 物一一灰和渣。随烟气从锅炉尾部排出的，主要经除尘器收集

12、下来的固体颗粒即 为粉煤灰，简称灰或飞灰；颗粒较大或呈块状的，从炉膛底部收集出来的称为炉 底渣，简称渣或大渣。收集起来的粉煤灰经除灰系统，或送入灰用户加以利用， 或送至灰场储存。3.5粉煤灰利用的政策法规体系不断完善为了推动粉煤灰综合利用工作顺利地开展，国家有关部门先后出台了一系 列有关粉煤灰的利用政策、法规、标准、规定和技术规范，见表3一1一6。这些 文件与规定，提出了“坚持以用为主”，“贮用结合，积极利用”，谁排放谁治 理，谁利用谁受益”的污染治理与综合利用相结合的方针。规定新建、扩建和改 建电厂工程，其项目建议书应包括粉煤灰综合利用的内容。可行性报告、初步设 计应包括粉煤灰综合利用方案。

13、实现粉煤灰处理设施与主体工程同时设计、同时 施工、同时投产使用，其投资纳入工程总概算。对已投产运行的电厂，要改造完 善除灰系统或增设灰渣贮运、利用系统，包括分排、装运车辆设备、灰渣加工处 理和灰场治理等设施。在设计上，凡具备粉煤灰（包括制品）综合利用条件的建筑 和道路工程，设计部门必须将充分利用粉煤灰纳入设计方案。排灰单位对用灰单 位从指定取灰点自行装运粉煤灰不得收费或变相收费；对经过加工并符合国家或 行业标准的成品粉煤灰、炉底渣，可适四、粉煤灰利用的政策法规体系不断完善。编号文件名称文件代号文件发布单位1陶粒和陶砂GB2838-81中国2烧结普通砖GB5101-85中国3混凝土小型空心脚砖G

14、B8239-7中国4复合硅酸盐水泥GB12958-99中国5建筑材料放射性核素限量GB6763-86中国6硅酸盐建材制品用粉煤灰JC409-91建设都7粉煤灰砖JC239-91建设都8蒸压加气混凝土砌砖GB11968-89中国9公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范交公发1993694号中国四、粉煤灰综合利用现状4.1粉煤灰在混凝土及砂浆中的应用粉煤灰砂浆系用粉煤灰取代或部分取代传统建筑砂浆中的某些组分，改善 其某种性能的砂浆。微细粉煤灰能代替部分水泥或石灰膏或砂,起提高和易性、 粘聚性及密实度等作用。经过合理配比，粉煤灰砂浆可用于各种墙体砌筑，墙 面、窗口、地面底层的抹灰和墙体勾缝，也可用于填充“

15、建筑间隙”或作保温、 隔热垫层。4.2粉煤灰在筑路及工程填筑中的应用粉煤灰筑路和工程填筑有许多特点，第一是投资少、上马快，只要提供灰的 运输工具和摊铺、碾压机械，就可以施工；第二是用灰量大，对灰的质量要求不 像在混凝土使用中那样严格；第三是压实的粉煤灰通常具有自硬性，早期具有 一定的力学性能，并随着龄期的增长而有所发展。4.3非烧制粉煤灰建筑制品非烧制粉煤灰建筑制品包括高压蒸气养护、常压蒸气养护和自然条件养护 制成的各种粉煤灰建筑制品。主要有粉煤灰砖、瓦、小型空心砌块、加气混凝土 板和砌块等。例如，以粉煤灰、石灰、水泥、石膏为主要原材料 用铝粉作发泡 剂,经配料、搅拌、浇筑成混凝土坯，放在高压蒸气釜中进行高压蒸气养护，最 终制成加气混凝土砌块和板。这种制品多孔、轻质、防火性能好、易加工，砌块 可作框架结构的内外墙、工业和民用建筑的承重墙、热管道和墙体的绝热工程等； 配筋的板材用作房屋的面板和墙板。4.4粉煤灰在陶质材料中的应用用粉煤灰代替部分粘土生产陶质制品，沿用原来的生产工艺，仍能达到原 来陶质制品的质量。