电厂粉煤灰的开发和利用

电厂粉煤灰的开发和利用

一、粉煤灰的综合利用

我国有丰富的煤炭资源，近期电力工业的发展仍是以燃煤的火力发电为主。据统计1995年火电厂排灰总量9936万吨，并以每年1000多万吨速度递增。到2000年粉煤灰的排放量已达1.6亿吨。而根据目前的排灰量和利用水平，冲灰水量和贮灰场占地分别达10多亿吨和40多万亩。大大地浪费掉那么多的水资源和土地资源。并还导致二次污染。可见粉煤灰的综合利用、变废为宝是一个十分近切而重要的问题。

粉煤灰的综合利用工作，长期以来一直受到国家的重视，但也受到各种因素的制约，其利用率一度徘徊在20%左右。随着经济形势的发展和环保的要求，粉煤灰的利用率不断上升，利用途径不断拓宽。除用于建材墙体、水泥生产、工程回填、道路基层外，还使用于混凝土掺合料代替部分水泥，生产陶粒、橡胶及塑料工业的填充料，保温材料及农业等方面。其用量也以200万吨左右的速度递增。1995年其利用率已达41.7%。

目前，粉煤灰不完全是一种废弃物，而成为一种可再生资源，通来分级和处理成为一种商品，从而给社会和企业带来了可观的效益。

二、粉煤灰的加工处理

粉煤灰的特性和使用技术标准

粉煤灰是一种呈微酸性具有潜在活性的粉状体。其化学成分和性质与火山灰相似。主要成分为SiO2、Al2O3及Fe2O3。物相组成中有60%-85%为铝硅酸盐玻璃遭微珠，具水硬性凝胶性能。在水分存在的条件下能与石灰、水泥熟料等碱性物质产生水化反应生成含水硅酸盐和铝酸盐，具有一定强度。含碳量高的粉煤灰，其玻璃体含量减少，活性和强度相对较低。

粉煤灰的水化过程进行较缓慢。颗粒细的、尤其在5μ～30μ以下，细颗粒水化速度较快，水化程度也较高。对提高强度、提高早期强度起着重要作用。而在粉煤灰原灰中一般小于等于30μ的颗粒占50%，且各厂大有差异。故需对原灰进行分级或粉磨等处理。

由于粉煤灰的加入既代替了部分水泥，又改善了搅拌混凝土的和易性、均匀性、泌水性、可泵性，这样可减少用水量，并延长新拌混凝土的凝结时间，对提高后期度、抑制碱骨料反应都有好处。尤其对降低水化热、延缓放热速率而使大型水工业、大体积混凝土浇筑后不开裂甚为有利。但这些使用必须在粉煤灰具备一定细度及达到规定的标准即等级灰的要求时才行。

GB1596-91对等级灰及其在混凝土中掺入量作了规定，见下表：

混凝土掺合料用等级灰（粉煤灰）标准

注：根据混凝土工程的不同浇筑要求，等级灰的掺合量也不同，最大掺合量可达50%。

等级灰的加工

1、达到等级灰的几种方未能：

（1）干法分选—用机械分选的设备将原来按需要分选出等级灰和粗灰。等级灰可以是I或II级灰，粗灰一般另行处理（供水泥厂作原料或供筑路等其他用或水排另外堆存）。单一的干法分选技术，其弊端在于粗灰的低值利用。一般有近50%左右的干灰资源只能低值出售（10元/吨左右）。明显地影响了粉煤灰的经济效益（每吨的差价I级灰为100

元/吨，II级灰为50元/吨）。

目前国内很多电厂大部分采用这种单一的干法分选技术，粗灰很多仍用水排方式冲入原有排灰系统，应该说这是一种资源的严重浪费，实为可惜。理应再行深加工—磨细。

（2）磨细加工—用粉磨设备将原灰或粗灰磨加工成等级灰的工艺，这是一种成熟的工艺，在原建材行业及粉煤灰生产单位已有使用。粉磨设备有管磨机、雷蒙磨、振动磨等。大多为原灰直接粉磨后，生产I级或II级灰，但也有生产超细灰的。国内粉磨设备，一般振动磨生产能力较小，管磨生产能力较大。管磨在磨粉煤灰时必须采用特殊的结构和研磨体，否则产量和质量就难以达到要求。

原状灰或粗灰经过粉磨后，薄壁空心玻璃体颗粒被破碎，内部鱼卵状小颗粒外露、分散，海棉状多孔复珠以及各种粘聚体容易碾散，暴露出新表面，粗大的饨角颗粒和碎骨等颗粒细表，粒形得以改善。比表面积增加和颗粒外部损伤的产生，大大加速了粉煤灰在混凝土中早期的水化反应，这就克服了掺粉煤灰混凝土早期强度低的不足。

当然，粉煤灰活性激发剂的采用，更是提高粉煤灰早期强度的有效途径。

而由于粉磨加工投资较高，生产成本较大，粉磨II级灰时经济效益不显著。经三峡工程对比试验证明：在相同水胶比和掺加量条件下，掺I级灰比掺II级灰的混凝土强度提高约30%，故应大力提倡粉磨和推广使用I级及超细灰。

一般原灰直接粉磨效率较低，最理想的是粗灰粉磨。根据成品细度要求（I级或II级灰或超细灰）。合理配置结构和研磨体，采用开流粉磨工艺，直接粉磨出成品（I级或II级灰或超细灰）。

（3）分选、粉磨综合加工——即原状灰先分选。将所需等级灰分选出来后，再将粗灰粉磨成等级灰。等级灰可以根据市场需求生产I级、II级灰或超细灰。方案可以按：

这一方案原灰100%被利用。产品生产机动性大，可适应市场的变化要求。是粉煤灰资源综合利用的最佳方式。也是最经济的加工方式，值得推广。

当然这一综合性加工方式一次性投资较大，但其经济效益和社会效益可观。一般情部下，投资回收期也就一年左右。超10万吨/年原灰处理能力效益比较表

序号

原灰

(统灰)

III级灰

II级灰筛余

≤20%

I级灰筛余

≤12%

超细灰

筛余<3%

1 基建投资(万

元)

0 0

气流分

选

粉磨加

工

分选粉

磨联合

气流分

选

粉磨加

工

分选粉

磨联合

气流分

选

粉磨加

工

分选粉

磨联合

50 250 260 65 300 320 100 350 380

2 销售收入(万

元/年)

60～80 100～120 340 600 600 500 1100 1100 566 1700 1700

3

净利润

(万元/年)

48～64 84～96 200 100 150 350 250 400 380 450 600

4 投资回收期

(年)

0.25 2.5 1.73 0.185 0.83 0.8 0.26 0.78 0.64

注意：