循环流化床锅炉粉煤灰综合利用研究

张康

摘要：在生态环境保护的政策下，保护生态环境、治理环境污染、加强资源利用成为各个行业进步发展的目标。粉煤灰作为煤燃烧后的重要产物，如果大量的粉煤灰不加以利用且随意排放必然会对生态环境造成严重影响。基于此，本文将简要概述循环流化床锅炉粉煤灰，并研究循环流化床锅炉粉煤灰的综合利用途径，以期促进循环流化床锅炉粉煤灰的应用效果。

关键词：循环流化床锅炉;粉煤灰;综合利用

引言：

中国要实现工业化、城镇化、信息化、现代化必须要走出一条新的发展道路。企业要加强生态文明建设，划定生态保护红线，为可持续发展留足空间，坚持节约资源和保护环境的基本国策。

1循环流化床锅炉粉煤灰

循环流化床锅炉是为了使用低热值燃料而发展起来的一种新型流化床锅炉，其对燃料有着很强的适应性，燃用煤矸石、煤泥等劣质低热值燃料都可以使用。粉煤灰便是煤燃烧后的产物，当煤在循环流化床锅炉中燃烧时，燃烧与脱硫将在石灰石粉末的加持下同时进行，煤粉燃烧后形成的灰颗粒与硫酸钙及未反应的氧化钙粉末便会混合形成粉煤灰，其中较小的颗粒会被除尘器捕捉，而较大颗粒则以底渣形式排出。粉煤灰的性能主要受煤种特性影响，比如煤矸石、煤泥等劣质低热值燃料灰分含量较高，所以底渣排出量较高，可达到70%以上，而灰分含量小的优质燃料，底渣排量不足30%。经过循环流化床锅炉排出的粉煤灰与普通锅炉灰相比具有一些特点，其氧化钙和三氧化硫含量较高，受氧化钙影响粉煤灰具有自硬性和水化膨胀特性，并具有较多的可燃物质。不过需要清楚，不同燃料的差异性以及锅炉运行参数的调整都会导致粉煤灰的性质发生不小的变化，粉煤灰的综合利用需要结合实际情况进行检测，再确定粉煤灰可利用的方向。

2循环流化床锅炉粉煤灰综合利用途径

2.1烧结砖

通常来说粉煤灰烧结砖对于粉煤灰的质量基本没有特殊要求，与普通砖相同，而粉煤灰烧结砖与普通砖相比在强度相同的基础上，重量降低了20%左右，导热系数更小，砖坯容易干燥，可以减少晾晒时间，是我国大力推崇的粉煤灰利用项目。利用循环流化床锅炉粉煤灰的潜在活性与发热量，将粉煤灰、页岩、煤矸石等物质进行配制，制成粉煤灰砖坯。再经过干燥、烘干得到粉煤灰烧结砖。在烧制过程中可以调整粉煤灰与粘土的比例，来调整烧结砖的质量，为其后续运用提供支持。在我国禁止粘土砖之后，粉煤灰烧结砖作为大量、节能、环保的砖块，在墙体材料市场上有着广泛的应用前景。

2.2井下填充与喷浆

井下喷浆是为了防止地面下陷，而利用矸石膏固体、粉煤灰、水泥等材料按照一定比例加工后形成一种混合浆体，并在充填泵或重力作用下通过管道输送至井下，填充采空区域，控制地面沉降。由于循环流化床锅炉粉煤灰具备自硬性的特点，可有效固化尾矿，逐渐成为矿山治理和采空区回填的优质材料。不过需要注意的是以煤矸石、煤泥等低热量燃料为主制成的粉煤灰颗粒较大，堆积密度较大，无法满足膏体填充采空区的要求。可以改变循环流化床锅炉制备工艺，制作磨细粉煤灰外，或者对粗粉煤灰进行加工处理，使其细度、堆积密度和质量均匀性达到膏体填充的使用要求。

井下喷浆与填充类似，是将传统井下喷浆所用的部分水泥和砂子，用粉煤灰代替使用，可以节约投入成本，而且施工效果良好，喷浆回弹率降低10%左右，为矿井企业带来一定的经济效益，扩展了粉煤灰综合利用的市场范围。

2.3水泥和混凝土

粉煤灰用于水泥和混凝土是最为常见的利用方式。根据循环流化床锅炉粉煤灰烧失量的高低状况分别应用于水泥和混凝土。烧失量高于8%的粉煤灰具备一定的发热效果，在质量均化后可以作为粘土质原料，代替水泥料中的部分粘土，能够降低水泥成本。而在烧失量低于5%时，粉煤灰的强度活性指数大幅提升，可以直接作为水泥活性混合料用于水泥生产，只是掺加量不宜超过30%。烧失量低于5%也可以直接应用在混凝土制备当中，取代30%的水泥便可有效提高混凝土的抗压强度，而且粉煤灰替换水泥还能改善混凝土易泵性和水化热，增强混凝土的应用效果。粉煤灰用于水泥和混凝土的制备已经得到市场企业的普遍认可，广泛应用于建筑市场。

2.4清洁土与复合肥

陶粒是由粘土、炭粉、粉煤灰混合焙烧而成，对粉煤灰的质量没有特殊要求，而循环流化床锅炉得到的粉煤灰具有较高的含碳量，可以代替炭粉的作用来制造陶粒。陶粒除了在建筑轻质材料上有着广泛应用外，运用陶粒代替土壤进行无土栽培是其另一个重要应用层面。当前在循环流化床锅炉粉煤灰的基础上，经过膨化、增肥等方式研制出了清洁土，符合《建筑材料放射性卫生防护标准》的要求，没有污染性，洁净、无毒、无菌，外观颜色与粉煤灰烧结砖相近。用于清洁土的陶粒直径需要小于5mm，也被称为陶砂。运用粉煤灰制成的陶砂进行无土栽培，植物在栽培期间生长正常，植株根系与枝叶发达，没有枯萎现象。在农业普及无土栽培、推广大棚栽培的背景下，清洁土有着广泛的应用基础。

复合肥是利用循环流化床锅炉粉煤灰氧化钙含量较高的特点，制成硅钙复合肥。复合肥的综合利用主要是为了快速有效的处理大量的粉煤灰，避免造成污染，虽然与正常肥料相比，利用粉煤灰制成的复合肥肥效有限，但以较低的价格贩卖依然具备一定市场竞争力。粉煤灰制成的复合肥可对土壤起到改良作用，使土壤疏松，也可利用粉煤灰较高的碱性特点改良酸性土壤，有利于植物根系发育，粉煤灰中的营养成分也能促进作物的生长。

2.5路基材料

粉煤灰制成的路基材料与水泥和混凝土类似，其优点在于可以减少粉煤灰对环境的污染，并且降低路基材料的成本。将碎石作为粗骨料，粉煤灰作为细骨料，在水泥的胶结、拌合下形成路基材料，再经由压路机碾压而成。与常规路基材料相比，每千克路基材料可节约15%资金投入，与同类产品相比成本更低，有著较强的竞争优势。

结论：循环流化床锅炉粉煤灰与传统煤粉炉灰渣相比在特性上有着一定的差异，这也为循环流化床锅炉粉煤灰的综合利用提供了方向，根据粉煤灰的特点进行研究和加工，使粉煤灰在烧结砖、膏体填充、水泥、混凝土、复合肥、路基材料等方面有着良好的应用效果，实现了资源有效的节约利用，提高了企业的经济效益。

参考文献：

[1]王迪，乔亮，龚浩，等.粉煤灰资源化综合利用研究现状[J].现代矿业，2021，37（05）：18-20.

[2]张海涛，马来运，白建敏.循环流化床燃煤固硫灰作为混合材的应用[J].水泥工程，2018（04）：15-17.