循环流化床燃煤固硫灰制备地聚合物的研究

地聚合物是具有优良性能的新型胶凝材料,研究了用循环流化床固硫灰制备地聚合物的适宜条件。结果表明,当水玻璃模数M=1.5,水玻璃掺量为25%,体系碱含量为30%时制备的地聚合物强度较高,较高的养护温度有利于提高早期强度,7d抗压强度最高为58.9MPa。研究了地聚合物的高温性能,实验发现早期养护温度较低的地聚合物经历1 000℃的高温后强度能够进一步增长。     

固硫灰对水泥性能的影响

利用XRD、SEM、差热分析和水化热分析等方法研究不同细度和不同掺量固硫灰对水泥物理性能和水泥水化的影响。结果表明,当固硫灰掺量为10%～30%时,水泥安定性、凝结时间均符合国家标准;水泥强度随固硫灰细度的增加而增加,随固硫灰掺量的增加先增加后降低,其最佳掺量为20%;适量的固硫灰,能促进早期C2S、C3S水化,固硫灰细度越细,水泥早期水化速率越快,并影响其早期水化产物的形成;固硫灰掺入后,水泥的水化产物主要为钙矾石、C-S-H、氢氧化钙,并改善了水化产物的热稳定性,同时固硫灰掺量的变化会导致水泥中硫含量的变化,使得C3A水化的最终产物有所不同。     

磷渣对固硫灰性能的影响研究

循环流化床燃煤发电技术所产生的固硫灰颗粒疏松多孔、需水量高,其含有一定量的SO_3和f-CaO以及烧粘土类物质,使其具有自激发、自硬化和自膨胀性能。固硫灰直接大掺量用于建筑材料中,可能会导致工作性和耐久性不良。复合改性是改善固硫灰性能的有效方式,考虑到磷渣具有较好缓凝减水作用,该研究在固硫灰中掺入磷渣,以期改善固硫灰和磷渣各自性能的不足。结果表明:固硫灰中掺入磷渣,其需水量比降低,活性指数提高,与外加剂的适应性变好,混凝土的工作性和力学性能明显改善;磷渣、固硫灰可以起到相互激发的作用,磷渣粉的掺入有助于促进固硫灰的水化反应程度。     

化学激发固硫灰的早期水化活性

采用激发剂单掺和复掺的方式对固硫灰的火山灰活性和自硬性进行激活,对比分析了固硫灰7d和28 d的抗压强度,同时利用水化热测量、XRD和红外(FT-IR)分析等方法分析激发剂对固硫灰早期水化活性的影响.结果表明:不同种类激发剂激发固硫灰早期活性的顺序为:生石灰＞水玻璃＞三乙醇胺＞Na2SO4;Na2SO4能够有效地促进固硫灰中硬石膏的溶解析晶,当Na2SO4与TEA复掺时,可以避免Na2SO4激发固硫灰后期强度发展缓慢的缺点;在固硫灰中添加适量生石灰可以显著提高固硫灰活性;4种激发剂复掺时,固硫灰7d和28 d强度分别达到7 MPa和22 MPa,推荐采用复合激活方法激发固硫灰活性.     

循环流化床灰对聚羧酸减水剂竞争吸附的影响研究

为研究循环流化床灰对聚羧酸减水剂竞争吸附的影响,通过在Ⅱ级粉煤灰中掺加无水硫酸纳、二水硫酸钙和氧化铁的方式来改变粉煤灰中三氧化硫和氧化铁含量,使其化学成分接近循环流化床灰,利用成分单因素分析的方法,测试减水剂水泥浆体的净浆流动度、zeta电位和混凝土性能.研究结果表明循环流化床灰中的三氧化硫和氧化铁对聚羧酸减水剂的吸附有明显负面影响,当可溶性硫酸盐掺量达到胶凝材料的3%、氧化铁掺量达到6%时,相应浆体均失去流动性.Zeta电位试验表明随着无水硫酸钠和氧化铁掺量的增大,Zeta电位绝对值越小,粒子间相互斥力越弱,分散性越差,分散体系就越不稳定.混凝土性能试验表明无水硫酸钠和氧化铁的掺入使得混凝土的流动性和抗压强度均变小,坍落度由220 mm降至125 mm,强度降低幅度最高达45%.     

燃煤电厂炉底灰水化活性激发试验研究

为实现炉底灰的大规模资源化利用,研究机械粉磨、微波辐照和外加剂对炉底灰活性的影响,采用激光粒度分析、X射线衍射、扫描电镜等方法对炉底灰及其胶凝试样进行表征,结果表明:随着粉磨时间延长,炉底灰比表面积及体积密度峰值不断增大,粒度分布变窄,水化活性得以提高;微波辐照可大幅提高炉底灰早期活性,但对后期作用较弱;外加剂复掺对炉底灰的激发效果优于单掺,当CaCl2掺量1.5％,三乙醇胺0.03％时,炉底灰-水泥胶凝体系3 d抗压强度大幅增加,相比空白样提高61.5％,胶凝体系水化产物以羟钙石、水化硅铝酸钙和水化氯铝酸钙为主,外加剂的掺入促使更多炉底灰参与水化反应,水化产物中片状的氢氧化钙和棒状水化氯铝酸钙包裹在凝胶中,形成密实整体,提高了试样抗压强度.     

循环流化床锅炉中灰颗粒的演化特征

循环流化床(CFB)锅炉炉内的燃烧及传热与炉内床料的状态密切相关,而炉内床料主要是由燃煤含有的矿物组分经过燃烧、爆裂和磨耗过程形成的。对多家循环流化床电站锅炉选用煤种和不同部位的灰进行取样,使用可视化显微仪,获取了粒度分布和灰颗粒的微观形貌特征。根据循环流化床锅炉内灰颗粒的机械强度和耐磨性能的不同,将灰颗粒归为三类不同性质的灰,以此为基点,分别采用固定床燃烧后冷态振动筛分的方法和流化床实验台热态流化后筛分的方法,对比分析了灰颗粒在燃烧过程中的演化特征。结果表明:三类灰颗粒在不同的燃烧温度和时间的演化过程存在明显的不同。从而对循环流化床中的床料粒径分布的确定提供了理论依据。     

循环灰对N2O热分解催化作用的研究

N2O是循环流化床锅炉产生的主要污染物之一，在循环流化床中，高浓度的循环灰能促进N2O的热分解．本文利用固定床反应器研究了循环灰及其主要组分对N2O热分解的催化作用，实验结果表明，循环灰对N2O热分解的催化作用与循环灰的组成和比表面积分布有关．循环灰中的Al2O3，CaO，Fe2O3和Fe3O4是促进N2O热分解的活性成分，能促进N2O的热分解，循环灰的比表面积也是影响其对N2O热分解催化能力的重要因素．在循环灰作用下，N2O热分解会通过副反应生成少量的NO．     

生石灰粉磨段收尘灰制备轻质碳酸钙工艺

为充分利用石灰石矿的粉矿资源并减少二氧化碳尾气排放,以生石灰粉磨工段收尘灰为原料,利用立窑尾气通过碳化法制备了轻质碳酸钙.首先使用x-射线电子能谱及筛分法对收尘灰的成分及粒度分布进行了测定,然后探讨了水化温度和水化时间对水化过程的影响,并使用扫描电镜对水化产物的形貌进行了研究,最后研究了碳化温度和碳化时间对水化产物碳化过程的影响,并研究了产物形貌.结果表明,其最佳工艺条件为:将收尘灰于100℃条件下水化5~8h,然后使用立窑尾气碳化10~20min,可得到粒度分布均匀的轻质碳酸钙粉体,部分碳酸钙结晶为针状,可用于塑料制品的补强.通过该方法的制备的碳酸钙产品可达到化工行业标准《HG/T 2226-2000》所规定的质量要求.     

固硫灰的膨胀及其控制

研究了纯固硫灰的膨胀,固硫灰掺量、固硫灰细度、不同养护条件对固硫灰水泥净浆膨胀的影响,并对各龄期的水化产物进行XRD、SEM分析,得出了固硫灰的膨胀机理,在此基础上探讨了各种控制固硫灰膨胀的方法。结果表明:固硫灰硫、钙含量高,加水后7 d内钙矾石大量生成引起膨胀。而相对湿度对固硫灰的膨胀有很大影响,通过磨细可以提高固硫灰的活性和在早期释放固硫灰的膨胀,并且通过添加骨料和在早期使体系强度快速增加能有效的控制体系的膨胀。     

循环流化床锅炉灰渣对混凝土强度的影响

以利废为目的,进行循环流化床锅炉灰渣对混凝土强度影响的研究.结果表明：单掺循环流化床锅炉炉渣对混凝土强度不利,且间接冷却炉渣对混凝土强度的影响小于直接冷却炉渣;双掺循环流化床锅炉灰渣可使混凝土强度得以改善,且随循环流化床锅炉灰渣掺量的增加,混凝土的强度总体仍呈下降趋势,掺量在25%以内变化的灰渣对混凝土抗折强度的影响明显小于对抗压强度的影响.     

流化床粉煤灰合成沸石的研究

在较低液固比(5∶1)下,以流化床粉煤灰为原料通过敞开体系和密闭体系水热法成功合成了A,P型沸石,考察了粉煤灰原料组成、晶化时间、碱度、温度、搅拌、敞开及密闭体系等合成条件对合成沸石晶型、结晶度和形貌的影响.结果表明,流化床粉煤灰不需要高温焙烧,只需简单处理即可反应获得A,P型沸石,体现了其较强的化学活性;合成中碱度对产物晶型及结晶度均有影响,碱度增加产物晶相由P型变化为A(或X)型;碱度继续增加,则转变为HS型.石英相在反应前后没有变化,其对晶化过程影响不大;富铝的流化床粉煤灰容易生成A型沸石,而富硅的流化床粉煤灰易生成P,X型沸石;敞开体系合成沸石工艺设备要求简单,产物结晶度较高,有利于实现工业化生产.     

固硫灰泡沫混凝土的基材研究

以熟料(30%)-固硫灰(70%)做基体,研究了在不同养护方式下,生石灰、铝酸盐水泥单掺及复掺时对基体强度、凝结时间、膨胀性能的影响。结果表明,在熟料-固硫灰系统中加入生石灰可激发固硫灰活性、加快浆体稠化,提高后期强度并增加膨胀。单掺2%铝酸盐水泥的基体强度最高,但当与生石灰复掺时,基体凝结时间会进一步缩短且强度降低,但膨胀增加显著。蒸养有利于基体强度发展并能有效限制膨胀,其膨胀率约为标养的20%。在生石灰掺量为8%,铝酸盐水泥掺量为2%和60℃蒸气养护1d的条件下,可以制备出容重为393kg/m3,强度2.1MPa且性能合格的固硫灰泡沫混凝土。     

掺固硫灰干粉砂浆的性能研究

对掺固硫灰干粉砂浆的性能进行了研究。讨论了固硫灰细度、掺量及与粉煤灰复掺对干粉砂浆工作性能、力学性能和膨胀性的影响。结果表明：经预处理固硫灰可以应用于干粉砂浆中,且掺量为10%时效果最佳。固硫灰与粉煤灰等矿物掺合料复掺可以改善干粉砂浆性能。     

循环流化床固硫灰渣性能比较研究

固硫灰渣是循环流化床电厂燃煤发电排放的废弃物,由于所选煤质、燃煤机组工艺参数等差异,其成分和性能波动较大。为探明固硫灰渣组成和性能差异,为其综合利用提供参考,选取国内较有代表性的固硫灰渣进行性能比较研究。结果表明:固硫灰渣的需水量较大,是普通粉煤灰的2~3倍;固硫灰渣性能与其SO3和f-CaO组分含量有密切关系,固硫灰渣的自硬性强度和活性指数随着体系中SO3和f-CaO含量的增加先增大后减小,其中固硫渣E自硬性强度最高,活性最好,其56d净浆强度能达到41.99MPa,参照粉煤灰标准活性指数达到84.89%,参照矿渣标准其活性指数达78.77%;f-CaO对灰渣的线性膨胀率影响较大,随着其含量的增加线性膨胀率逐渐增大。     

半焦在内循环流化床中的燃烧特性

在内循环流化床中进行半焦的燃烧实验,研究改变加料量与进风量对床层温度变化及燃烧稳定性的影响。实验结果表明:加料量和进风量改变时,床层温度能够保持稳定,风室阻力压降保持水平,说明半焦在内循环流化床中能够稳定燃烧;同时随半焦进料量增加,生成NO,SO_2,HCl等的质量分数均有不同程度增加。     

Compatibility of Fly Ash and Slag from Circulating Fluidized Bed Boiler for Concrete Beam

The applications of fly ash and slag from circulating fluidized bed boiler were studied as mineral admixture and aggregate for steel reinforced concrete beam.The results show that the concrete beam with fly ash and slag from circulating fluidized bed boilers has a similar ultimate cracking load coefficient as the ordinary cement concrete and a higher bending moment limit.Under the same load,it has a smaller deformation than the ordinary concrete.     

固硫灰免蒸压加气混凝土性能影响因素的研究

利用循环流化床燃煤固硫灰制备了免蒸压无水泥加气混凝土,并对影响其性能的因素进行了研究。讨论了石灰掺量、激发剂掺量、料浆初始温度、养护制度、固硫灰细度、铝粉掺量等因素对无水泥固硫灰免蒸压加气混凝土性能的影响;并使用SEM和XRD等手段对制品的水化产物进行了形貌和矿物成分分析。研究结果表明:激发剂掺量是影响加气混凝土性能的主要因素;在生石灰掺量为12%,激发剂掺量为2.1%和60℃蒸汽养护1d的条件下,可以制备出容重为705kg/m3,强度达5.44MPa的无水泥固硫灰免蒸压加气混凝土。     

循环流化床锅炉燃烧系统分析

考虑了循环流化床内气-固两相的流动、煤中挥发份的释放和燃烧、焦炭的燃烧、有害物质的生成与还原、传热等循环流化床锅炉内部进行的主要过程,采用小室模型,并用"环-核"流动结构描述固体颗粒沿径向分布的特性.对某75T/H循环流化床锅炉燃烧情况进行了数值模拟,得出了主要运行参数(循环物料率、温度等)对循环流化床锅炉炉膛燃烧的影响规律.