[硕士]CFBC脱硫灰注浆材料的研制_pdf

ｇｒａｄｅ．
（２）Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｅｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｒａｄｉｏａｃｔｉｖｉｔｙ ｓａｆｅｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｓ ｒｃｓｅａｒｃｈｅｄ．１ｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｎｏ ｇｒｅａｔ
ｂｔ卿煳ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ
ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ ａｎｄ ｃｏｍｕｌｏｎ ｆｌｙ ａｓｈ．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆｔｈｅ ｖｅｎｏｍｏｕｓ ｌｌｏｃＩｌｏｕｓ缸ｎ
金陵石化热电厂二期扩建工程，为了解决金陵石化炼油厂高硫焦的出路，采用了美国阿公司生 产的循环硫化床锅炉（ＣＦＢＣ）””“…．该锅炉具有较先进的清洁燃烧工艺，采用炉内喷钙技术，以煤、 石油焦等单种或两种组合为燃料，其脱硫、脱氮效果很好，现已建成并投入运行。该锅炉每年将产 生１０万吨ＣＦＢ锅炉脱硫高钙灰渣，但由于金陵热电厂所处特殊的地理位置（毗邻举世闻名的栖霞风 景区）。该电厂一期工程仅配套建设了一个很小的事故（应急）灰场，这次二期扩建没有新建、也不 可能建灰场，因此别无选择，必须将所排的脱硫灰全部处置或综合利用掉。
ｐｈａｓｅｓ撇 ｏｆｔｈｅ ｃｏｍｍｏｌｌ ｆｌｙ ａｓｈ ｅｘｃｅｐｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｌ＂ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆＣａＯ ｅｎｄ ｌｏｓｓ ｏｎ ｉｇｎｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｍｉｎｅｒａｌ ａ－Ｓｉ０２，ｇｙｐｓｅｍ，ｃａｌｃｉｔｅ，ｌｉｍｅ，ａｎｄ Ｆｅ２０３，ｂｕｔ ｍｕｌｌｉｔｅ ｅｎｄ Ｂ．Ｓｉ０２ ａｒｅ ｎｏｔ ｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ ｗｈｉｃｈ ｆｏｒｍｅｄ ａｔ ｈｉｇｈ
ｇｏｏｄ ｌｉｎｅａｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ｅｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆｔｈｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ．
（４）Ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ ｇｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ
（１）系统地研究了金陵热电厂脱硫灰的理化性能，脱硫灰的化学成分与普通粉煤灰的相类似， 但ＣａＯ含量和烧失量偏高；脱硫灰的矿物相主要以ａ一石英、石膏、方解石、石灰以及三氧化二铁为 主，未发现有高温相的莫来石、１３一石英等；脱硫灰的颗粒形貌多呈现几何不规则的碎屑状；脱硫灰 的松散容重较小，比表面积与全国相比偏低，颗粒级配较好．
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摘要
摘要
ＣＦＢｃ脱硫灰是指在循环流化床锅炉内进行炉内喷钙脱硫时产生的飞灰，它与普通煤粉炉产生的 飞灰在性能上有较大的差异。注浆法是目前应用最广泛的地质灾害防治及地基处理技术之一，将脱 硫灰应用到注浆工程中是粉煤灰综合利用的重要途径，能够产生巨大的社会、环境和经济效益。本 文重点进行了利用ＣＦＢＣ脱硫灰制备注浆材料的试验，研究了其浆液的各种物化性能性能。本文完成 的主要工作如下：
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃａｌ ｏｆｔｈｉｓ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ ａｐｐｅａｒｓ勰ａｈｎｏｍａｌ ｃｒｕｍｂ ｆｉｇｕｒｅ．１１１ｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｄ ｆｌｙ ｈａｓ ｓｍａｌｌ ｌｏｏｓｅｎ ｖｏｌｕｍｅｗｅｉｇｈｔ，ｌｏｗｅｒ ｓｐｅｃｉｆｉｃ懿｜ｒｆａｃｅ ａｒｅａ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｌｌ ｎａｔｉｏｎａｌ ａｓｈｅｓ ｅｎｄ ｇｏｏｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ
ｇｒｏｕｔｓ．Ｔｈｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ ｇｒｏｕｔ ｂｅｌｏｎｇｓ ｔｏ ｓｈｅａｒ ｄｉＭｔｅ ｇｒｏｕｔ．
（６）Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ Ｆ ｋｉｎｄ ｆｌｙ ａｓｈ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｔａｋｅｎ．Ｉｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆｔｈｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈｅｎ ｔｈａｔ ｏｆｔｈｅ Ｆ ｋｉｎｄ ｆｌｙ ａｓｈ ｇｒｏｕｔｉｎｇ
ｍａｔ瑚ｌａｌ．
ｈｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＦＢＣ，ｔｈｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ，ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｅｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
为油页岩，后改为燃用１００％烟煤或５０％烟煤＋５００／炻油焦．２０００年２月动工，２００１年８月及２００２
ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅ
ｍａｉｎｌｙ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｏｆｔｈｅ ｎａｔｉｏｎａｌ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎｓ．
（３）Ｔｈｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｄ ｎｙ ａｓｈ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｐｅｒｆｏｒｍｅｎｃｅ ｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｉｌ ａ ｇｒｅａｔ ｄｅａｌ ｏｆ
由于炉内喷钙技术目前仍然处于不断开发和完善的阶段，因此，有关喷钙脱硫灰研究的文献国 内外均较少见【６Ｊ１７胂Ｊｌｗ，而金陵热电厂所排的煤和高硫石油焦混烧的脱硫灰在国内外则可能是第一家 （互联网检索）。喷钙脱硫灰的各种性质与普通电厂所排粉煤灰的差异很大，其前人直接可借鉴的综 合利用经验不多，而且，金陵热电厂所排的煤和高硫石油焦混烧的脱硫灰又与一般的喷钙脱硫灰存 在较大的差异，为了保证该电厂的正常运转，亟待组织力量对金陵热电厂这种较特殊的喷钙脱硫灰 的一些基本理化性能进行详细研究，在此基础上有针对性地进行综合利用技术开发，这样不仅能变 废渣为资源，尽可能地从中获取最大的经济效益，保证电厂生成正常运行，同时可带来巨大的环境 效益和社会效益；而且，更为重要的是，本项目对国内（尤其是中石化系统内）煤和高硫石油焦混 烧的脱硫灰渣的综合利用将会产生很好的示范作用，这些显然具有重大理论技术意义和现实意义。
ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｗｏｒｋ ｉｓ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：
ｐｌａｎｔ撒 （１）Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ ｏｆＪｉｎ Ｌｉｎｇ ｔｈｅｒｍｃｅｌｃｅｔｒｉｃａｌ
ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓＲｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｄｅｓｕｌｆａｒｉｚｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ ｉｓ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓ ｔｈａｔ
（５）Ｔｈｅ ｒｈｃｅｌｏｇｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｔａｋｅｎ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ
ｔｈｅｒｅ撇ｔｗｏ ｆｌｏｗ ｐａｔｔｅｒｎ ｓｕｃｈ笛ＦＩＢ ａｎｄ Ｂｉｎｇｈａｍ．１１ｌｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｗａｔｅｒ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｃｏｍｍｏｎ
ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ａｄｄｉｎｇ ｆｏｕｒ ａｄｄｒｉｖｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ Ｎａ２Ｃ０３，Ｎａ２Ｓ０４，ｂｅｍｏｎｉｔｅ ａｎｄ ＪＭ－Ｂ．Ｉｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ
ｐｅｒｆｏｍｍｃｅ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ
ａｎｄ ｈａｖｅ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｅｆｆｅｃｔ ｔｈａｎ ｏｔｈｅｒ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ．
为此，中国石化总公司立项批准和拨款资助了“ＣＦＢ锅炉飞灰及高钙灰渣的综合应用研究”项 目，并委托中国石化金陵分公司对该项目进行全权管理；南京大学受金陵分公司的委托具体负责该 项目的有关应用研究和技术开发，东南大学承担了该项目的相关研究课题。
１．２循环流化床（ＣＦＢ）锅炉及使用燃料简介
（１）锅炉概况 金陵石化热电厂５、６号机组引进美国Ｆｗ公司生产的Ｐｙｒｏｆｌｏｗ型２２０ｔ／ｈＣＦＢ锅炉，原设计燃料
Ⅱ
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第一章绪论
第一章 绪论
１．１课题背景
由于我国能源结构中燃煤火电占绝对优势，因此粉煤灰的排放晕较大［ｑ｜２１。我国经济持续高速发 展，同时带动了电力工业的进一步发展，而我国以燃煤火电为主的状况在较长时间内仍将保持定局， 粉煤灰的排放量必然还会逐年增加，目前年排放量已超过２亿吨，而且占总量７０％以上的粉煤灰仍 然是以灰场堆贮处置为主。因此，粉煤灰的贮存与占用大量的人类赖以生存的良田等一些矛盾在我 国已日益突出，在江苏省及东南沿海等经济发达、能耗高、人口密度又大的地区尤为尖锐。粉煤灰 颗粒，尤其是细微颗粒（电．０啪），在其排放、贮存或一些利用过程中，还极易进入大气、水体和 土壤，对环境和生态造成较严重的负面效应。另一方面，粉煤灰又是一种有一定利用价值的潜在资 源，在许多领域，尤其是建筑材料等方面可以作为原料或替代材料而得到广泛利用。但这些需要进 一步的技术开发。因此，在经济高速发展的同时，如何防止或降低粉煤灰的危害，同时拓宽粉煤灰 综合利用的途径，仍然是个十分艰巨的任务。
（４）通过掺加碳酸钠、硫酸钠、膨润土、ＪＭ－Ｂ四种外加剂，研究了外加剂对脱硫灰注浆材料 性能的改善效果以及对浆液性能的影响大小。研究表明外加剂极大的改善了脱硫灰注浆材料的性能． 本文所配置的外加剂改性效果要优于对比的其他外加剂改性效果。
（５）进行了脱硫灰注浆材料流变试验，研究表明，在试验配比范围内，浆液有带屈服值假塑 性和宾汉姆两种流型；脱硫灰浆液流体临界水灰比比一般的水泥浆液要大；脱硫灰浆液属于剪切稀 释浆液。
ｅｘｐ甜ｍｅｎｔｓ．１１”ｓｔｕｄｙ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ ｈａｓ ａ ｇｒｅａｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆｔｈｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ．Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｈａｖｅ ａ
（２）研究了脱硫灰的微量元素含量及放射性安全评价，发现除Ｎｉ、Ｍｏ外，脱硫灰微量元素含 量与普通粉煤灰相比，差别并不大．脱硫灰有毒、有害、放射性元素含量能满足国标要求。