燃煤电厂粉煤灰综合利用技术研究

发布时间：2016-12-18 07:22

本文关键词：燃煤电厂粉煤灰综合利用技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

《长安大学》 2009年

燃煤电厂粉煤灰综合利用技术研究

郭新亮

【摘要】： 水资源短缺与水环境污染是全球淡水资源面临的主要问题,也是中国经济快速发展过程中所遇到的严峻挑战,合理有效地利用中水资源是水文水资源学科重要的研究内容之一。电力工业是我国重要产业之一,随着能源消耗日增,燃煤电厂废水以及粉煤灰排放量急剧增长,不仅造成了严重的环境污染,而且加剧了水资源与能源的供给矛盾。合理开发利用电厂中水资源,使电厂废水回收利用达到最大化,是保护水资源的重要措施;粉煤灰又是可以开发的资源,特别是用于土木建筑材料方面,且粉煤灰中往往含有固定碳、活性氧化硅、活性氧化铝、空心玻璃微珠、铁、锰等有用成分,每种成分都是单独可以利用的资源与能源财富。因此将电厂废水及粉煤灰都作为资源看待,研究其利用方式和利用途径对我国的经济发展和环境保护都具有重要意义。本文通过对准格尔燃煤电厂废水及粉煤灰特性的分析,发现电厂排放的各类废水水质差别比较大,粉煤灰的物化性质基本相近,但在物相组成上存在较大差异。根据此特性有针对性地提出切合实际的综合利用方案,特别是氧化铝提取的最佳技术方案,同时对粉煤灰中富含的硅铁资源进行综合利用回收,最终根据实验研究结果,提出准格尔燃煤电厂水资源、粉煤灰资源化利用的最优途径,探索研究一种能耗低、产渣量少、提取率高、无新污染产生、成本低、利润高、工艺实施过程简单,容易实现工业化的提取方法。本论文主要取得如下成果: (1)综述燃煤电厂中水资源及粉煤灰综合利用现状,分析研究粉煤灰中提取氧化铝的技术,指出其存在问题,提出一种新的工艺路线。 (2)分析准格尔燃煤电厂中水资源及粉煤灰的基本特性,并实验模拟电厂废水回收后的中水资源作为实验用水,进行粉煤灰中氧化铝提取实验。 (3)通过热力学计算、分析证明,粉煤灰各成分在烧结过程中反应的可能性,得出最佳的煅烧实验条件。 (4)通过理论、实验和计算分析证明,采用改良酸碱联合法和二次出溶法,使用水浸、盐酸酸浸粉煤灰烧结产物,分离硅胶,制得纯净氧化铝产品,并通过调节碱溶液浓度使Fe(OH)_3以溶胶形式存在,多次碱溶液洗涤提高其纯度。 (5)在实验过程中回收碳酸钠、盐酸循环利用,降低生产成本。

【关键词】：
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X773
【目录】：

摘要5-6

Abstract6-10

第一章引言10-17

1.1 燃煤电厂中水资源10-12

1.1.1 中水资源10-11

1.1.2 燃煤电厂废水资源化利用11-12

1.2 粉煤灰资源利用现状12-14

1.2.1 粉煤灰在水泥工业的应用12

1.2.2 粉煤灰在农林牧业方面的应用12-13

1.2.3 粉煤灰处理废水的应用13

1.2.4 从粉煤灰中回收金属镓13

1.2.5 粉煤灰在烟气脱硫方面的应用13

1.2.6 粉煤灰砖13-14

1.2.7 从粉煤灰中选取漂珠14

1.3 粉煤灰资源国外利用现状14-17

第二章粉煤灰中氧化铝提取技术研究现状17-26

2.1 硫酸铵烧结法17-18

2.2 石灰石烧结法18-19

2.3 碱石灰烧结法19-20

2.4 酸碱联合法20-21

2.5 氟化铵助溶法21-22

2.6 微波助溶法22-23

2.7 存在问题23-24

2.8 研究目的、内容及工艺路线24-26

2.8.1 研究目的及内容24

2.8.2 工艺路线24-26

第三章燃煤电厂中水资源及粉煤灰的基本特性26-38

3.1 燃煤电厂中水资源特性26-27

3.2 燃煤电厂粉煤灰的形成过程27-28

3.3 粉煤灰的物理化学特征28-38

3.3.1 物理特性28-33

3.3.2 粉煤灰的矿物组成33-35

3.3.3 物相特征及活性35-38

第四章实验部分38-44

4.1 主要仪器设备38

4.2 主要原料与试剂38-39

4.2.1 主要原料38

4.2.2 主要辅料38-39

4.2.3 主要试剂39

4.3 测定方法39-40

4.3.1 铝的测定方法39

4.3.2 铁的测定方法39-40

4.4 实验步骤40-41

4.4.1 粉煤灰煅烧实验40

4.4.2 浸取实验40-41

4.4.3 分离实验41

4.4.4 回收实验41

4.5 工艺过程分析41-44

4.5.1 煅烧阶段41-42

4.5.2 浸取阶段42-43

4.5.3 碳分阶段43

4.5.4 回收阶段43-44

第五章实验结果与讨论44-61

5.1 粉煤灰粒度分布特征44

5.2 煅烧分解实验44-49

5.2.1 以氧化钙为配料44-46

5.2.2 以氢氧化钠为配料46

5.2.3 粉煤灰直接煅烧实验46-47

5.2.4 以碳酸钠为配料47-48

小结48-49

5.3 Al_2O_3浸提实验49-55

5.3.1 氢氧化钠溶液浸取49-51

5.3.2 水浸取51-53

5.3.3 盐酸浸取53-54

小结54-55

5.4 分离实验55-58

5.4.1 碳分条件55

5.4.2 硅胶分离实验55-56

5.4.3 铁红分离实验56-57

5.4.4 氧化铝的分离57

小结57-58

5.5 回收实验58

5.5.1 碳酸钠的回收58

5.5.2 盐酸回收58

5.6 Al_2O_3提取工艺设计58-61

主要结论61-63

参考文献63-67

致谢67

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