循环流化床锅炉脱硫固体废弃物特性及应用研究

发布时间：2017-08-17 07:15

  本文关键词：循环流化床锅炉脱硫固体废弃物特性及应用研究

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【摘要】：循环流化床燃煤固硫技术是针对环境保护的要求而推广使用的一种高效清洁的煤燃烧技术,但其应用的突出问题燃煤副产物,即循环流化床燃煤固硫渣中含有的固硫矿物,在灰渣水化的过程中产生明显的体积膨胀,这就对固硫灰渣的资源化利用有严重的限制。本论文选取山西平朔煤矸石发电有限公司的固硫灰渣作为研究,采用粉磨方法制备出不同细度的固硫灰渣,探讨不同细度固硫灰渣的膨胀规律和膨胀机理。本文通用对磨细固硫渣以及原状固硫渣的微观形貌,进行了微观形貌扫描实验,并对不同粉磨细度固硫渣性能进行了研究;通过宏观强度、体积稳定性膨胀率对以磨细固硫灰渣-水、磨细固硫灰渣-水-水泥熟料为胶凝材料体系进行了研究,并对包含固硫渣体系的胶凝材料的水化产物组分进行了X射线衍射分析。研究结果表明:磨细固硫渣颗粒粒径分布变窄,原本疏松多孔的颗粒结构得到改善;固硫灰细度变细,水化反应越迅速,相同龄期时,越细的固硫灰水化程度越高,相同龄期砂浆的抗压抗折强度也越大;1 d龄期固硫灰渣的净浆XRD衍射图谱均未出现游离CaO的吸收峰;从1 d到28 d龄期钙矾石的含量有持续增长的趋势;28 d龄期时硬石膏衍射图谱中的峰明显减弱。固硫灰渣中SO_3是以II-CaSO_4的形态存在,水化产物中溶解结晶生成产物CaSO_4·2H2O、钙矾石是引起固硫灰渣硬化体系体积膨胀的主要组分,另外,被II-CaSO_4包裹f-CaO也对体系有一定的影响。固硫灰渣中CaO含量比水化过程SO_3所需量少,或者活性Al2O_3含量比水化过程SO_3所需量少,SO_3含量相对过剩,认为固硫灰渣的膨胀是由于水化产物钙矾石和二水石膏共同引起的。固硫灰渣中CaO含量比水化过程SO_3所需量多,或活性Al2O_3含量比水化过程SO_3所需量多,SO_3含量相对不足,此时固硫灰渣的膨胀只有钙矾石引起。虽然体系中SO_3含量过剩,出现二水石膏引起的体积膨胀至少在水化龄期14 d以后,也就是说II-CaSO_4溶解达到过饱和溶解度结晶出二水石膏是发生在水化中后期。如果体系中SO_3含量过剩,游离氧化钙与水反应析出Ca(OH)2只是发生在水化早期,在水化后期也就不存在Ca(OH)2引起的体积膨胀;如果体系中SO_3含量不足,游离氧化钙含量相对剩余,这就需要II-CaSO_4完全消耗完时,游离氧化钙将与水发生水化反应析出Ca(OH)2,在水化后期引起体积膨胀。
【关键词】：循环流化床燃烧 脱硫技术 固硫灰渣 膨胀特性 水化
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK229.66
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-26
• 1.1 引言11-22
• 1.1.1 选题背景及意义11-13
• 1.1.2 CFB锅炉脱硫技术的研究及现状13-19
• 1.1.3 CFB锅炉固硫灰渣的综合利用现状19-22
• 1.2 CFB锅炉脱硫灰渣特性及应用发展22-25
• 1.2.1 引起膨胀性的原因与机理22-24
• 1.2.2 检测方法24
• 1.2.3 膨胀性的处理方式24-25
• 1.3 研究内容及方案25-26
• 2 试验及原材料26-31
• 2.1 原材料分析26-27
• 2.1.1 固硫灰渣26
• 2.1.2 水泥熟料26-27
• 2.1.3 二水石膏27
• 2.1.4 其他原材料27
• 2.2 试验方法27-29
• 2.2.1 基本物化特性测定方法27-28
• 2.2.2 微观分析28
• 2.2.3 净浆标准稠度用水量、凝结时间、安定性28
• 2.2.4 强度测定方法28-29
• 2.2.5 净浆线性膨胀率29
• 2.3 实验仪器29-31
• 3 固硫灰渣特性的对比研究31-41
• 3.1 物化性能比较31-37
• 3.1.1 化学成分31-33
• 3.1.2 颗粒形貌33-34
• 3.1.3 物理性质34-35
• 3.1.4 矿物组成35-37
• 3.2 水化特性的差异37-40
• 3.2.1 水化产物37-39
• 3.2.2 自硬性39-40
• 3.3 本章小结40-41
• 4 细度对固硫灰渣特性的影响41-55
• 4.1 细度对固硫灰渣基本性能的影响41-48
• 4.1.1 粒径分布41-43
• 4.1.2 矿物组成43-46
• 4.1.3 微观形貌46-48
• 4.2 细度对固硫灰渣水化特性的影响48-53
• 4.2.1 力学性能48-50
• 4.2.2 水化产物50-53
• 4.3 小结53-55
• 5 固硫渣膨胀性能的影响55-66
• 5.1 固硫灰渣的体积安定性55-56
• 5.2 固硫灰渣对其膨胀特性的影响56-59
• 5.2.1 固硫灰固硫灰渣线性膨胀率56-58
• 5.2.2 固硫灰渣掺量对膨胀性的影响58-59
• 5.3 膨胀机理分析59-65
• 5.3.1 固硫矿物组分的膨胀水化产物59-63
• 5.3.2 固硫灰渣水化膨胀的化学过程63-65
• 5.4 小结65-66
• 6 结论与展望66-68
• 6.1 结论66
• 6.2 展望66-68
• 参考文献68-73
• 攻读硕士期间发表的学术论文及科研成果73-74
• 致谢74-75

【参考文献】

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本文编号：687710