2010NO.1粉煤灰综合利用FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION专题研究循环流化床锅炉脱硫灰和普通粉煤灰的特性研究3StudyonCharacteristicsofCFBBDesulfuratedFlyAshandPulverizedFlyAsh姚志通,夏枚生,叶瑛,张路(浙江大学海洋科学与工程学系,浙江杭州310027摘要:分析研究了循环流化床锅炉脱硫灰和普通粉煤灰的化学组成、矿物相组成和热行为等。研究结果表明,脱硫灰烧失量大,CaO含量高,其主要晶相为石英、方解石和硬石膏,还有少量莫来石,玻璃相含量较少。普通粉煤灰的主要晶相为莫来石和石英相。扫描电镜观察,普通粉煤灰主要以球形玻璃微珠为主,球形微珠表面光滑。脱硫灰则以不规则形状的颗粒为主,几乎无球形颗粒。两种粉煤灰的红外光谱分析和差热分析也表现出明显差异,主要归因于脱硫灰中大量存在的硬石膏和方解石。关键词:循环流化床锅炉;脱硫灰;普通粉煤灰;矿物相组成;特性研究:X773文献标识码:A:1005-8249(201001-0006-04(DepartmentofOceanScienceandEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,ChinaAbstract:Thechemicalcompositions,mineralcompositionsandthermalbehaviorofthecirculatingfluidizedbedboiler(CFBBdesulfurat2edflyashandpulverizedflyashwereinvestigated.TheresultsshowedthattheCFBBflyashmanifestedashighcontentofCaOandhigherLOI.ThemajormineralspresentintheCFBBdesulfuratedflyashwerequartz,calciteandanhydritewithlittlemullite.TherewasalittleglassphaseintheCFBBdesulfuratedflyash.While,themainmineralphasesofpulverizedflyashweremulliteandquartz.ObservedbySEM,CFBB.Keywords:circulatingfluidizedbedboiler;desulfuratedflyash;pulverizedflyash;mineralcompositions;characteristicsstudy3基金项目:国家"863"计划资助项目(2007AA06Z128收稿日期:2009-09-01循环流化床锅炉(CirculatingFluidizedBedBoiler,CFBB燃烧技术作为煤的一种清洁燃烧技术,具有燃料适应广,燃烧效率高,NOx排放低等优点,同时在炉内添加石灰石可实现燃烧、脱硫同时进行[1]。因而,发电厂炉型逐渐从煤粉炉为主转向为循环流化床锅炉为主。炉型以及燃料品种的改变,导致形成的循环流化床脱硫灰与普通煤粉炉排放的粉煤灰在性能上存在很大差异[2],给粉煤灰综合利用提出了新的课题。只有加强技术攻关,特别是脱硫灰的基础理论研究,才能拓宽粉煤灰的应用领域。本文通过XRD、SEM、FT2IR和DTA等分析手段对循环流化床锅炉脱硫灰和普通粉煤灰进行了研究,为粉煤灰综合利用提供更多的基础研究。1试验1.1原材料普通粉煤灰和循环流化床锅炉脱硫灰分别由杭州半山电厂和杭州热电厂提供,化学组分见表1。表1普通粉煤灰和脱硫灰的化学组成/%品种SiO2Al2O3CaOFe2O3TiO2K2OLOI普通粉煤灰44.8432.264.634.221.320.8210.28脱硫灰34.6121.6517.745.481.161.2716.341.2样品的表征用日本理学D/max2BⅡ型X射线衍射仪(管电压40kv,管电流34mA,铜靶鉴定样品的结晶成分;使用HitachiS24800型场发射扫描电镜观察样品的微观形貌,工作距离8.8~8.9mm,电压5kV;采用KBr压片法,NicoletNexus2670型傅立叶转变红外光谱仪表征其红外吸收特征,扫描范围400~4000cm21;用ZRY22P型综合热分析仪进行差热分析表征热行为。2结果与讨论粉煤灰综合利用FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION2010NO.1专题研究2.1粉煤灰的化学组成从表1可看出,循环流化床锅炉脱硫灰和普通粉煤灰在化学组分上存在明显差异,主要表现在:(1脱硫灰烧失量较大。烧失量主要是由粉煤灰中炭含量多少决定的。CFB锅炉属低温燃烧,燃烧温度低于1000,℃因此CFB锅炉中炭的燃烧速率比煤粉炉低。同时不同粒径的煤在燃烧过程中有不同临界速度和飞出速度,为使粗颗粒不致沉积,保证CFB锅炉内有很好的流化性,一般选用的运行速度为平均粒径煤粒的临界流化速度的1.5~2倍[3,4],在此运行速度下质轻的炭粒进入流化床后未经充分燃烧很快就随着烟气带出床层,使得飞灰含炭量高。(2脱硫灰CaO含量远高于普通粉煤灰。这是由于CFB锅炉燃烧技术在燃煤中掺入了大量脱硫剂石灰石或白云石,带入了大量的CaO成分,这些CaO成分残留于脱硫灰中。同时,由于脱硫剂的作用使得燃煤中硫在燃烧过程中转化...