電廠粉煤灰是什么？

1、粉煤灰是什么？

電廠粉煤灰 , 是由熱電廠煙囪收集的灰塵 , 屬于火山灰性質的混合材料 , 其主要成分是硅、鋁、鐵、鈣、鎂的氧化物 , 具有潛在的化學活性 , 即電廠粉煤灰單獨與水拌合不具有水硬活性 , 但在一定條件下 , 能夠與水反應生成類似于水泥凝膠體的膠凝物質 , 并具有一定的強度 . 由于煤粉微細 , 且在高溫過程中形成玻璃珠 , 因此電廠粉煤灰顆粒多成球形。

從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰稱為電廠粉煤灰，電廠粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。

電廠粉煤灰的燃燒過程：煤粉在爐膛中呈懸浮狀態燃燒，燃煤中的絕大部分可燃物都能在爐內燒盡，而煤粉中的不燃物(主要為灰分)大量混雜在高溫煙氣中。這些不燃物因受到高溫作用而部分熔融，同時由于其表面張力的作用，形成大量細小的球形顆粒。

在鍋爐尾部引風機的抽氣作用下，含有大量灰分的煙氣流向爐尾。隨著煙氣溫度的降低，一部分熔融的細粒因受到一定程度的急冷呈玻璃體狀態，從而具有較高的潛在活性。在引風機將煙氣排入大氣之前，上述這些細小的球形顆粒，經過除塵器，被分離、收集，即為電廠粉煤灰。

電廠粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，現階段我國年排渣量已達3000萬t。隨著電力工業的發展，燃煤電廠的電廠粉煤灰排放量逐年增加。大量的電廠粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。因此，電廠粉煤灰的處理和利用問題引起人們廣泛的注意。

2、電廠粉煤灰使用的優點

在混凝土中摻加電廠粉煤灰節約了大量的水泥和細骨料；減少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增強混凝土的可泵性；減少了混凝土的徐變；減少水化熱、熱能膨脹性；提高混凝土抗滲能力；增加混凝土的修飾性。

3、電廠粉煤灰的用途

國標一級：采用優質電廠粉煤灰和高效減水劑復合技術生產高標號混凝土的現代混凝土新技術正在全國迅速發展。

國標二級：優質電廠粉煤灰特別適用于配制泵送混凝土、大體積混凝土、抗滲結構混凝土、抗硫酸鹽混凝土和抗軟水侵蝕混凝土及地下、水下工程混凝土、壓漿混凝土和碾壓混凝土。

國標三級：電廠粉煤灰混凝土具有和易性好、可泵性強、終飾性改善、抗沖擊能力提高、抗凍性增強等優點。

4、電廠粉煤灰是怎么產生的?

從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰稱為電廠粉煤灰。電廠粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。

電廠粉煤灰的燃燒過程：煤粉在爐膛中呈懸浮狀態燃燒，燃煤中的絕大部分可燃物都能在爐內燒盡，而煤粉中的不燃物(主要為灰分)大量混雜在高溫煙氣中。這些不燃物因受到高溫作用而部分熔融．同時由于其表面張力的作用，形成大量細小的球形顆粒。

在鍋爐尾部引風機的抽氣作用下，含有大量灰分的煙氣流向爐尾。隨著煙氣溫度的降低，一部分熔融的細粒因受到一定程度的急冷呈玻璃體狀態，從而具有較高的潛在活性。在引風機將煙氣排入大氣之前，上述這些細小的球形顆粒，經過除塵器，被分離、收集，即為電廠粉煤灰。

電廠粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一?，F階段我國年排渣量已達3000萬t。隨著電力工業的發展，燃煤電廠的電廠粉煤灰排放量逐年增加。大量的電廠粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。因此電廠粉煤灰的處理和利用問題引起人們廣泛的注意。

5、電廠粉煤灰的品種及主要用途

煤在鍋爐中燃燒后有兩種形狀的固態殘留物——灰和渣。隨煙氣從鍋爐尾部排出的，主要是經除塵器收集下來的固體顆粒即為電廠粉煤灰，簡稱灰或飛灰；顆粒較大或呈塊狀的，是從爐膛底部收集出來的稱為爐底渣，簡稱渣。我們通常講電廠粉煤灰綜合利用，也包括渣在內。

根據燃煤電廠燃燒的煤種不同,排放收集的電廠粉煤灰就有低鈣電廠粉煤灰和高鈣電廠粉煤灰之分.按照上海市標準D ** 08—230—98<高鈣電廠粉煤灰混凝土應用技術規程>的規定,凡氧化鈣含量大于8%或游離氧化鈣含量大于1%的電廠粉煤灰稱為高鈣電廠粉煤灰.故一般情況下,高鈣灰和低鈣灰都是以測定電廠粉煤灰中氧化鈣含量或游離氧化鈣含量的數值來區分的.通常高鈣電廠粉煤灰的顏色偏黃,低鈣電廠粉煤灰的顏色偏灰。

隨著人們對煤灰研究開發利用的不斷深入,電廠粉煤灰綜合利用途徑趨廣泛。目前電廠粉煤灰可應用于墻體材料,水泥生產,混凝土和砂漿,筑路,回填等領域。

6、我國電廠粉煤灰的主要應用途徑及評價

目前我國電廠粉煤灰的綜合利用技術有近200項，其中得到實施應用的近70項，主要有以下幾類：

1) 建材制品方面的應用　

此類用灰量約占電廠粉煤灰利用總量的35％左右，主要技術有：電廠粉煤灰水泥(摻量30％以上)，代粘土做水泥原料，普通水泥(摻量30％以下)，硅酸鹽承重砌塊和小型空心砌塊，加氣混凝土砌塊及板，燒結陶粒，燒結磚，蒸壓磚，蒸養磚，高強度雙免浸泡磚，雙免磚，鈣硅板等。

2) 建設工程方面　

此項用灰量占利用總量的10％，主要技術有：電廠粉煤灰用于大體積混凝土，泵送混凝土，高低標號混凝土，電廠粉煤灰用于灌漿材料等。

3) 用于道路工程

這部分用灰量占利用總量的20％，主要技術有：電廠粉煤灰、石灰石砂穩定路面基層，電廠粉煤灰瀝青混凝土，電廠粉煤灰用于護坡、護提工程和剛電廠粉煤灰修筑水庫大壩等。

4) 農業應用　

該部分用灰量占利用總量的15％，主要技術有：改良土壤，制作磁化肥，微生物復合肥，農藥等。

5) 作為填筑材料　

填筑用灰量占利用總量的15%，主要有：電廠粉煤灰綜合回填，礦井回填，小壩和碼頭等的填筑等。

6) 從電廠粉煤灰中提取礦物和高值利用

這部分用灰量約占利用總量的5%，如：電廠粉煤灰中提取微珠，碳，鐵，鋁，洗煤重介質，冶煉三元合金，高強輕質耐火磚和耐火泥漿，作為塑料，橡膠等的填充料，制作保溫材料和涂料等。其中國家政策要求的重點推廣應用技術有：　

a．電廠粉煤灰粘土燒結磚　

b．電廠粉煤灰作筑路材料　

c．電廠粉煤灰在工程中應用　

d．電廠粉煤灰混凝土和砂漿材料

e．電廠粉煤灰生產水泥

f．選取飄珠和飄珠制品

g．電廠粉煤灰加氣混凝土

h．電廠粉煤灰改良土壤　

i．純灰植樹　

這些技術比較成熟，用灰量大，不僅便于推廣使用，而且可以在近期內帶來明顯的經濟效益和環境效益。

7、電廠粉煤灰沉珠、微珠用途

沉珠： 用于塑料，橡膠增加強度，耐磨度，且質輕，消聲。微珠： 用于地面涂料，電廠粉煤灰微珠中有大量玻璃體、顆粒小、質量輕、強度高、耐磨、耐高溫，符合地面涂料填料的性質要求，尤其是其中的玻璃體具有反光性能，特別適用于公路路面、路牌。

漂珠： 生產耐熱涂料，應用于渦輪噴氣發動機的噴管內壁或噴涂海洋導彈艇導彈發射架，具有長期使用涂層無脫落，顏色鮮艷如初的特征。

漂珠、微珠： 用于生產隔熱涂料，電廠粉煤灰空心微珠具有熔點高(＞1500℃)、導熱系數小(0.063～0.114W／m·k)的特性，電廠粉煤灰空心微珠生產的隔熱涂料耐火度可達1200℃，噴火60分鐘不燃燒?？捎糜诮ㄖ撃窘Y構，鋼筋砼結構等其它特殊工程防火涂層。

微珠： 摻入工烯類塑料中，可制成消聲器材，有效地將噪聲95～100dB降到90dB以下，用空心微珠作填料生產的消聲涂料，有良好消聲效果。微珠： 用于生產外墻玻璃，擋光、隔熱保溫、消聲。

8、納米電廠粉煤灰空心玻璃微珠

空心玻璃微珠是一種新型非金屬粉體材料，其主要成份為SiO2和Al2O3，外觀呈自由流動的白色，淺灰白色或黃褐色的粉末，在顯微鏡下觀察為透明中空玻璃球體，酷似閃爍的珍珠。

該產品具有質輕、耐磨、耐寒凍、耐腐蝕、耐酸堿、絕緣、無毒、高強度、低導熱、防輻射、耐高溫、自潤滑等特性，它的表面大，分散性、流動性、化學穩定性好。

該產品作為填充料能廣泛應用于塑料、橡膠、油漆、涂料、冶金、電力、石油、機械、電子、汽車、船舶、科研設備、體育器材等廣大領域。

微珠復合材料在全球已獲得廣泛應用，它將成為二十一世紀新型復合材料的主流，它的出現是全球材料史上的一次重大革命，使材料由粉體世界向球體世界過渡。

9 電廠粉煤灰陶粒的發展和應用

電廠粉煤灰陶粒是以電廠粉煤灰為主要原料，摻加少量粘結劑（如黏土）和固體燃料（如煤粉）以及極少量附加劑，經混合成球、高溫焙燒而制成的一種人造輕集料。

由于電廠粉煤灰陶粒具有輕體、高強、保溫隔熱、節能環保、吸水率低等優點，它既可制成非承重空心砌塊、隔墻板，也可制成承重空心砌塊，還可以用于混凝土結構澆注，或制成混凝土構件。

電廠粉煤灰陶粒是一種新型的建筑材料，可用作墻體、廣泛應用于建筑領域，為我國的墻體材料革新貢獻力量.

10 為什么要從電廠粉煤灰中選炭，怎樣選炭?

電廠鍋爐在燃用無煙煤和劣質煙煤的情況下，由于經濟燃燒還存在一些技術上的困難，因此煤粉不能完全燃燒，造成電廠粉煤灰中含碳量增高，一般波動于8％一20％。

全國每年從電廠粉煤灰中流失數百萬噸的煤炭，不但使煤炭資源白白流失，造成極大的浪費，而且，還由于電廠粉煤灰中含有大量的炭，致使電廠粉煤灰排放數量增加，更主要的是由于電廠粉煤灰中含有未燃盡炭，會造成電廠粉煤灰綜合利用困難．影響了電廠粉煤灰資源的開發，不利于環境保護。

為了降低電廠粉煤灰中的含炭量和充分利用資源，須對電廠粉煤灰進行脫炭處理。脫炭可以用浮選法，也可以用電選法。

浮選法適用于濕法排放的電廠粉煤灰。此方法是利用電廠粉煤灰和煤核表面親水性能的差異而將其區分的一種方法。在灰漿中加入捕收劑(如柴油等)，疏水的煤粒被其浸潤而吸附在由于攪拌所產生的空氣泡上，上升至液面形成礦化泡沫層，即為精煤。親水的電廠粉煤灰粒則被作為尾渣排除。

為了使空氣泡穩定，還需要往灰漿水中加入一種藥劑——起泡劑(如雜醉油、松尾油、x油等)以減少水的表面張力。

電選適用于干法排放的電廠粉煤灰。其原理是利用電廠粉煤灰在高壓電場作用下，因灰與炭導電性能不同．而進行分離。

電廠粉煤灰是非導體物料，炭粒是良導體物料，在圓形電暈電場中，當電廠粉煤灰獲得電荷后．炭粒因導電性能良好。很快地將所獲電荷通過圓筒帶走，便在重力慣性離心力作用下，脫離圓筒表面，被拋入導體產品槽中。

而非導體的電廠粉煤灰所獲電荷在表面釋放速度較慢，故在電場力作用下，吸收在圓筒表面上，被旋轉圓筒帶到后部，由卸料毛刷排入非導體產品槽中，從而達到灰炭分離。

經過選炭以后的低含炭尾灰是建材工業的優質原料。而浮選的碳可以作為燃料用于鍋爐燃燒和其他燃料。

11 談談有關電廠粉煤灰綜合利用問題

電廠粉煤灰是具有火山灰活性的粒狀材料，可用于生產建材產品，從節省自然資源、節約能源、節省土地、減少廢物對環境的危害，以及推動新型建筑材料的發展等諸方面均有顯著的效益和重要的意義。

電廠粉煤灰在建材制品中的應用品種很多，這里簡要介紹電廠粉煤灰混凝土砌塊的生產過程。

混凝土砌塊包括普通混凝土砌塊、輕集料混凝土砌塊和電廠粉煤灰混凝土砌塊等，被認為是粘土磚的最理想的替代產品，近些年來發展很快，我國已制訂了普通混凝土砌塊和輕集料混凝土砌塊國家標準。

生產電廠粉煤灰混凝土砌塊的主要原料為電廠粉煤灰、集料、水泥等。原料經計量配料、攪拌、成型、養護等工序制成。在普通混凝土砌塊和輕集料混凝土砌塊中，也可摻入電廠粉煤灰，但作為摻和料加入。而在電廠粉煤灰混凝土砌塊中，電廠粉煤灰既是摻合料又是細集料，摻量較高，因而性能與前兩種砌塊也有所不同。

當前，生產電廠粉煤灰混凝土砌塊的廠家已較多，大多為國產設備生產線，也有引進的生產線。我 們認為電廠粉煤灰混凝土砌塊中電廠粉煤灰的用量應不小于30%，制品的性能應包括抗壓強度、吸水率、抗凍性、碳化系數、軟化系數、干燥收縮值等項。

根據前期初步試驗， 在砌塊生產中摻入電廠粉煤灰，改善了混凝土拌合物的和易性和成型性能，同時對提高砌塊的密實性、強度、抗凍和干縮等性能均有好處，且砌塊表面平整，質感好。

此外，電廠粉煤灰加氣混凝土、電廠粉煤灰混凝土小型空心砌塊、水泥電廠粉煤灰膨脹珍珠巖混凝土保溫砌塊、電廠粉煤灰磚、電廠粉煤灰混凝土路面磚、電廠粉煤灰陶粒及其混凝土制品、電廠粉煤灰混凝土輕質隔墻板等均為電廠粉煤灰建材制品。

這說明，在建材工業中綜合利用電廠粉煤灰是大有作為的。要用好電廠粉煤灰，不僅要了解電廠粉煤灰的性能，還要清楚電廠粉煤灰在各種建材制品中的性能和作用，揚長避短，才能在保護生態環境、發展新型建材等多個方面取得顯著效。

12 電廠粉煤灰在水泥中的利用

我國目前的使用情況

我國是利用工業廢渣和天然火山灰資源做水泥混合材最早、使用量最多的國家。解放前就有一些水泥廠利用礦渣做混合材生產礦渣硅酸鹽水泥。解放后經濟建設急需大量水泥，使我國在利用礦渣作為水泥混合材方面發展迅速，特別是立窯工業的發展，利用礦渣等活性混合材改善水泥安定性已成為立窯生產水泥的重要途徑。

水泥廠利用礦渣與活性混合材生產不同品種和標號的水泥，特別是近年來一些工廠還在水泥中摻入少量細磨石灰石，提高了水泥的強度。水泥工業中節能利廢發揮了明顯的效益，取得顯著成就。

1995年我國水泥產量4.76億噸，立窯水泥占81％。 其中625號、525號、425號、325號水泥分別占水泥總 量的0.17％、9.1％、51.7％和37.7％，525號及以上 水泥占不到總量的10％。

在425號水泥中混合材摻加量 若按20％計，混合材應為4920萬噸；在325號水泥中混 合材摻加量若按30％計，混合材應為5370萬噸；混合 材總量為1.03億噸，其中礦渣約5200萬噸，。其余為火山灰、電廠粉煤灰及石灰石等。由此可見，目前我國水泥工業用作混合材的廢渣和天然資源年約1億噸左右.

13 電廠粉煤灰砂漿粉的概念及用途

電廠粉煤灰砂漿是砂漿的一個新品種，它是在普通砂漿中加入一定量的電廠粉煤灰所制成。

電廠粉煤灰砂漿粉是將一定量的石灰、石膏、電廠粉煤灰、外加劑等共同粉磨而成,廣泛用于配制建筑砂漿的建筑膠凝材料。在使用時只要和適量的水泥、砂子混配即可。

電廠粉煤灰砂漿粉按其用途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。

1)配制砌筑砂漿

砂漿在建筑施工中的作用是將磚、石、砌塊等墻體材料粘結為砌體。在建筑砌體中具有承載能力、起結合作用的是砌筑砂漿。砌筑砂漿主要由電廠粉煤灰砂漿粉、水泥（或無水泥）、砂，按一定比例混合而成。它主要用于內外墻面、臺度、踢腳、窗口、沿口、勒腳、磨石地面底層及墻體勾縫等各種裝修工種及各種墻體砌筑工程等。

電廠粉煤灰砂漿粉使用于配制M2.5～M10.0不同等級的砂漿。

2)配制抹面砂漿

抹面砂漿即抹灰砂漿。抹面砂漿是以薄層涂在建筑物表面，具有保護墻體不受風雨、潮氣等侵蝕，同時使建筑部位光潔、平整、美觀。電廠粉煤灰抹面砂漿具有良好的和易性，與底面具有較好的粘結力，可以配制M2.5～M10.0不同等級的抹面砂漿。

用電廠粉煤灰砂漿粉配制的抹面砂漿，色澤淡雅，手感柔和細膩，后期強度高，能和任何品種的水泥摻配使用，而且不需摻配麻刀、紙筋之類的材料，使用造價比普通砂漿材料降低40%左右。

14 如何從電廠粉煤灰中分選空心玻璃微珠?

目前國內外從電廠粉煤灰中分選空心玻璃微珠，大致可以分為兩種方法。一是采用干法機械分選空心微珠；二是采用濕法分選空心玻璃微珠。具體采用方法可根據實際情況而定。

在國內，采用干法機械分選的方法中，有重力分離篩系的分選空心玻璃微珠設備，每日可以處理30t電廠粉煤灰。這套分選工藝包括提選空心微珠，并且可以選鐵、選碳，以及空心玻璃微珠的多種粒徑分級。

空心玻璃微珠分選裝置由三個主要部分組成，即分選器、分離器、收集器。

分選器是采用重力分離法、分選器由三個大小不等的沉降箱組成．在每個沉降箱的下部，都設有卸料裝置，當含有電廠粉煤灰的氣流由進氣管道進入沉降箱時，由于氣流通道斷面的增大，使氣體流速迅速下降。

粉煤灰借本身重力的作用．有一部分逐漸下落到沉降箱中，根據等降原理，較重的粗顆粒，蜂窩狀玻璃體，石英、莫來石，實心珠，鐵珠和大顆粒炭粒大部分都分別沉降在分選器內。還有部分細小的空心玻璃微珠，超細微珠等隨氣流進入分離器。

分離器是利用在氣流旋轉過程中作用于顆粒上的慣性離心力，使顆粒從氣流中分離出來的。分離器的主要形式為旋風分離器組，由沉陷箱通道下來的細小空心微珠，隨氣流進入分離器，經過兩級旋風分離器組的分選，能將大部分細小的空心微珠分選出來，余下極少量的超細微珠隨氣流最后進入收集器。

收集器在分選裝置的末端，它既是凈化處理裝置，又是回收超細微珠的收集器。工藝采用的是脈沖袋式收集器，它能將由分離器未選下來的絕大部分超細微珠收集起來。

在濕法分選空心玻璃微珠的工藝中，在國內有用浮選法、溜槽法及分選單體礦物的重液變溫法等。

15 電廠粉煤灰漂珠的形成及傳熱機理

煤粉在1300℃的電廠鍋爐內燃燒時，粘土質物質熔融成微液滴，在爐內湍流的熱空氣作用下高速自旋，形成 ** 硅鋁球體。燃燒和裂解反應產生的氮氣、氫氣和二氧化碳等氣體在熔融的高溫鋁球內迅速膨脹，在表面張力作用下，形成中空的玻璃泡，然后進入煙道迅速冷卻，硬化后成為高真空的玻璃態空心微珠，即電廠粉煤灰漂珠。

它一般占電廠粉煤灰總量的1%左右，具有相對密度小于1、徑小、質輕、中空、隔熱、絕緣、隔音、耐火、耐壓、硬度高、無團聚及分散性好等特性。漂珠球內是非常稀薄的二氧化碳氣體，外壁熱量傳導到內壁時，靠近熱壁的二氧化碳氣體膨脹，密度減小而溫度上升，在微小的球內產生非常緩慢的自然對流。

由于稀薄二氧化碳氣體的流速和密度都很小，所以其雷諾準數也很小，球內流體很難湍動形成紊流。因此，漂珠內二氧化碳氣體環流的傳熱邊界層很厚，幾乎等于球的內腔半徑，漂珠的給熱過程基本上就是二氧化碳氣體的熱傳導過程，所以漂珠的給熱系數小，傳熱速率慢，保溫效果好，這就是漂珠的基本傳熱機理。

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