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1、京海煤矸石发电及高掺量粉煤灰水泥的综合利用摘要：以京海煤矸石发电有限责任公司为例,针对目前国内电力消费现状及综合利用改良方法进展了简单阐述,讨论了高掺量粉煤灰水泥的综合利用方法,为更多的电力消费企业综合利用灰渣提供参考。关键词：节能环保；粉煤灰；综合利用1引言内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司一期建立规模为2330亚临界一次再热双缸双排汽直接空冷凝汽、抽汽冷凝式发电机组,配置21177t/h亚临界中间再热fb锅炉,出线采用两回500kv3/2接线。该电厂燃用煤种为70%煤矸石+15%洗中煤(1)+15%洗中煤(2)的混煤,水源为城市中水。同时一期配套一个年产量为60万t高掺量粉煤灰的水泥厂。内蒙
2、古京海煤矸石发电公司出线采用500kv3/2接线,在电力输送过程中将大大降低线损,较220kv及以下等级的输送线路在减少线损方面有着明显的优势。汽轮机组采用直接空冷,大大地降低了耗水量,较湿冷机组有着明显的节水优势。汽轮机采用抽汽冷凝式,既可以为工业用电做出自身的奉献,又可以为居民集中供暖效劳,实现了“工业-民用一体化,较纯凝式发电机组有着明显的民生优势。该厂采用循环流化床锅炉,流态化的燃烧,这是一种介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的半悬浮燃烧方式1。通过加石灰石可以实现炉内脱硫,同时该锅炉燃用煤种适应性较强,掺烧煤矸石的比例可到达70%。该厂水源采用城市中水,这对城市中的工业废水、生活
3、污水的回收再利用起着致关重要的作用,较采用地下水、湖泊、江海等水源的电厂有着无法比较的优势。厂一期配套有一个年产60万t的水泥厂,直接将燃料燃烧后的灰、渣高掺量综合利用消费水泥,因此又突出表达了“废物再利用的优势。2国内电力消费后的灰、渣处理现状及改良方法2.1目前国内电力消费后的灰、渣处理现状到目前为止,国内大局部燃煤发电机组,都需要一个灰场,局部锅炉的灰和渣通过灰浆泵将灰渣输送至灰场,另外一局部那么需要通过车辆运输到灰常从中可以看出,这种方法处理灰渣既浪费土地资源，又浪费油料资源,另外假如是通过车辆运输来处理灰渣的话,还需要进展修路,因此投资本钱会大大增加。同时灰场本身又是一个大的二次污染
4、源。2.2灰、渣处理的改良方法随着国家节能减排力度的加大,目前国内少局部电开场对电力消费后的灰、渣处理方法在逐步的改良,例如广东梅县荷树园电厂,该电厂将电力消费后的灰、渣进展制砖。再如内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司,该电厂将电力消费后的灰、渣进展高掺量粉煤灰水泥制做。下面对高掺量粉煤灰水泥技术进展详细介绍。3高掺量粉煤灰水泥技术分析3.1高掺量粉煤灰水泥技术来源与开展“高掺量粉煤灰水泥技术是蓝资公司原创人清华大学“长江方案特聘教授孙恒虎所创造的新型胶凝材料。它采用全新的科学理念,工艺简单、方便。截然不同于传统水泥的消费工艺。“高掺量粉煤灰水泥技术是蓝资集团创新性技术。清华大学与蓝资集团结合建
5、立的清华蓝资高掺量粉煤灰水泥结合实验室,集合了企业资源与高科技资源双方优势,大大推进了高掺量粉煤灰水泥技术大研发进程。高掺量粉煤灰水泥从根底研究到产业化应用经历了根底研究配比分析样品性能研究小试消费研究高掺量粉煤灰水泥混凝土性能研究中试消费研究高掺量粉煤灰水泥产品中试应用研究7步严谨的科研过程,形成了一个完善的从根底研究到产业化推广的闭路循环系统开展体系。确保了整个产业化应用过程的严谨性和可靠性。目前,蓝资集团已在柳州、通化、燕郊等地新建了5条消费线,消费才能达200万t/年；在郑州、包头、永州、青岛、赤峰、株洲等地提升改造了12家传统水泥厂,其总的消费才能已到达320万t/年以上。高掺量粉煤
6、灰水泥技术产业化进程获得了飞速开展。在此过程中,蓝资集团在消费控制、质量控制、实验方法、检验规那么、包装、标志、运输与存储等一系列环节中不断探究自身的操作标准规程。形成了一套完好的产业化技术工艺体系和质量管理体系。并在河北、吉林、江西、广西4省区获得了省级备案的企业标准。3.2“高掺量粉煤灰水泥的涵义高掺量粉煤灰水泥技术是根据大地成岩理论和自然界相容原理,以主体和配体的二元组分设计和构造设计为核心,初步形成的硅铝基胶凝材料的理论体系与技术体系。高掺量粉煤灰水泥包括三个含义：高掺量粉煤灰水泥代表一套仿地成岩理论,高掺量粉煤灰水泥是凝结起来的石头,具有与大自然相容的组织和坚硬、耐久的类岩石性能,是
7、对大地成岩仿真的理论；高掺量粉煤灰水泥又代表一种社会经济的绿色循环,高掺量粉煤灰水泥可以全面利用固体排放物,可以清洁消费,可以制备高掺量粉煤灰水泥水泥,高掺量粉煤灰水泥节省资源、节约能源、保护生态,是资源能源环境材料领域良性循环的载体；高掺量粉煤灰水泥还代表一代新的建筑胶凝材料文明,人类建筑文明经历了千年的石灰“三合土时代、百年的水泥“混凝土时代,即将迎来可持续开展的第三代建筑胶凝材料文明。3.3技术的先进性及其优势“高掺量粉煤灰水泥技术的产生,首先是对水泥制造与利用在科学理论上的打破。历经180年历史的波特兰水泥材料和“两磨一烧工艺已经对世界工业化产生了宏大的作用,而“高掺量粉煤灰水泥技术那
8、么对传统“两磨一烧水泥材料和消费工艺带来革命性的“改头换面。普通水泥的消费由于要以石灰石为主要原料煅烧水泥熟料,引起严重的环境污染、生态破坏、能源浪费、资源枯竭等一系列问题。高掺量粉煤灰水泥的消费与使用过程是火山成岩过程的仿真。高掺量粉煤灰水泥消费的能耗缺乏普通硅酸盐水泥的70%,几乎不产生污染物,是21世纪最具开展潜力的绿色胶凝材料。高掺量粉煤灰水泥是根据火山成岩原理,以循环经济思想为指导,运用地球化学、岩石矿物学理论、分子设计理论以及材料仿地设计原那么等手段,对工业固体排放物(如煤矸石、尾砂、粉煤灰以及冶金渣等)进展匹配设计,所获得的可以在常温常压下聚合成类天然岩石的生态胶凝材料。“高掺量
9、粉煤灰水泥原料可来自钢铁厂、火力发电厂、化工厂等的废渣,产品中废弃物原料含量可到达70%以上(最高时可超过90%)。高掺量粉煤灰水泥技术所制备的高掺量粉煤灰水泥不仅符合gb1751999国家标准对普通硅酸盐水泥所规定的各项性能指标,它本身还有许多特殊的性能,如在耐酸性、抗冻融、抗渗性、固结重金属和有机毒物的才能都比传统水泥才能更强。高掺量粉煤灰水泥的体积稳定性也很好,经测试7d的线收缩率只有普通水泥的1/51/7,28d的那么只有1/81/9。高掺量粉煤灰水泥技术较之传统的水泥消费方法,有几大优势，包括投资少,以一个年产百万吨产品的工厂为例,建水泥厂需要2.53.5亿元,而“高掺量粉煤灰水泥只
10、需要0.61.2亿元；消费过程简化,无须烧制,用“一磨取代原来的“两磨一烧;环保,无烟、无粉尘、无废水排放；能耗低,综合能耗比水泥低30%以上；节约原材料,无需开山炸石,工业废料掺量最高可达90%以上。消费本钱较传统水泥产品低20%以上；性能优异,技术上不仅到达了普通硅酸盐水泥的国家标准,而且具备许多超越水泥的特殊性能,具备更强的竞争力,开展前景广阔。3.4高掺量粉煤灰水泥技术特征3.4.1优异的结合性及高强度特征高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料与一般硅酸盐类和碳酸盐类粗细骨料都会发生界面反响,但仍保持好的体积稳定性。这种界面反响的结果是形成梯度界面,再加上胶凝材料硬化体本身是以共价键为主的三维网络
11、体,从而形成包括各种骨料在内的从里到外的共价键结合的整体。而普通水泥类胶凝材料一般认为是范德华力和外表作用为主与骨料结合的。因此高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料可以容易地制成高强度的制品,并有充足的强度后期开展余量。目前高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料的硬化最高强度可以到达300pa。3.4.2良好的耐久性和体积稳定性3.4.3高的耐酸碱侵蚀才能高掺量粉煤灰水泥具有良好的耐酸碱侵蚀性,在5%硫酸盐溶液中的分解率只有硅酸盐水泥的1/13；在5%盐酸盐溶液中的分解率只有硅酸盐水泥的1/12；使用高掺量粉煤灰水泥作为胶凝材料制成的块状用品其耐酸性到达99.9t%,到达商品耐酸砖的国家标准(gb8488-87)。
12、耐碱性为99.92t%,到达玻璃马赛克的耐碱性国家标准(gb7697-89)。3.4.4极好的耐高温性高掺量粉煤灰水泥与普通水泥相比,具有极好的高温体积稳定性,其400下的线收缩率为0.2%1%,800下的线收缩率为0.2%2%,可以保持60%以上的原始程度,是制备耐热混凝土的优良材料。3.4.5凝结硬化理论具有灵敏的可调性缓凝性的高掺量粉煤灰水泥胶凝材料具有比普通水泥更长的初凝时间,而速凝快硬型高掺量粉煤灰水泥胶凝材料可实现10in终凝,1h抗压强度可到达15pa以上,24h抗压强度可到达50pa以上。3.4.6超强的固土才能所有高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料都能与粘土和细沙形成良好的结合。专门
13、用于固土的土工高掺量粉煤灰水泥其固土才能是同标号水泥的3倍以上。3.4.7极低的水化热高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料的水化硬化过程与普通水泥胶凝材料不同,是以硅酸盐类矿物(或玻璃体)的溶解再聚合为主要形式,从理论上说,解聚过程所需要的能量与再聚合过程中所放出的能量根本相等,因此体系的宏观水化热接近于零。大量的实验室试验证明了这一点。3.4.8好的固结性能高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料用于固结重金属离子、放射性元素等有毒有害物质,其在各种条件下的抗溶出才能是水泥硬化的510倍。高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料可用海水直接拌合,其硬化体具有优异的抗海水侵蚀性。3.5高掺量粉煤灰水泥应用领域3.5.1建筑领域建筑
14、高掺量粉煤灰水泥除了具有普通水泥所不具有的一些特殊优异性能外,完全满足目前建筑常用水泥的各项性能指标,因此技术上可替代水泥应用于所有的建筑领域,如混凝土、预制件、砌筑、抹面、地基处理,以及适用于普通水泥的所有墙体材料和屋面材料。3.5.2交通领域道路高掺量粉煤灰水泥与目前常用的道路水泥相对应,特别合适于制备高掺量粉煤灰水泥混凝土路面。道路高掺量粉煤灰水泥除了具备道路水泥的全部性能外,还具有明显的高抗折强度、高耐磨性、快干早硬和充足的后期强度增长空间。土工高掺量粉煤灰水泥与各类粘土颗粒、各类沙砾及岩石都具有天然的亲和性,将土工高掺量粉煤灰水泥用于软地基土层的处理(gbjt-89),当参加量为6%
15、时,其7d抗压强度可达810pa,因此可用于路基处理。高掺量粉煤灰水泥特有的远远高于普通水泥制品的耐久性,抗碱、酸、盐及其它环境污染物侵蚀的才能使得高掺量粉煤灰水泥特别合适于制备超交通负荷条件下的混凝土桥梁及其它交通设施。3.5.3岩土工程领域基于高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料的高粘结性、高强度和速凝快硬等特点,是高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料比水泥类胶凝材料更合适于岩土工程领域用于高强度锚固灌浆。利用高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料优良的固土性能可将高掺量粉煤灰水泥用于各种桩基工程、路基加固、深基坑处理、塌方的防治,以及地下溶洞的充填等。3.5.4矿业工程领域高掺量粉煤灰水泥在矿业工程领域的应用是本材料最具挑战性也最具成熟经历的应用领域。结合充填采矿方法将其应用于有色、黄金、煤田及其它矿种的高效可持续开采及“三下开采。可以大幅度降低充填本钱(与使用普通水泥相比),同时有助于解决开采、运输技术上的的许多难题。3.5.5水利工程及农业领域高掺量粉煤灰水泥材料特有的接近于零的水化热、超强的抗溶出才能及其固土化优良的体积稳定性使得高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料特别合适于建立超大体积的混凝土大坝及其它水利工程和农业根本设施。利用高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料速凝快硬的特点可应
