如何降低粉煤灰中的三氧化硫

我国近年投产的燃煤机组均为循环流化床机组,所产生的粉煤灰中三氧化硫含量一般均超过3 %。大于“用于水泥和混凝土的粉煤灰”( GB1596 -2004) 的要求,不能用于混凝土,极大地限制了粉煤灰的应用范围。降低高硫粉煤灰中三氧化硫的含量,扩大粉煤灰的应用范围,意义重大。循环流化床所产生的粉煤灰中,三氧化硫的存在形式以硫酸钙为主,当掺入混凝土中后,有的会生成水化硫铝酸钙晶体(即钙矾石) ,这种晶体含有大量结晶水,使水泥体积增加115 倍以上,造成混凝土开裂;有的会析出石膏晶体,体积将增大1.24 倍,使水泥石因应力过大而开裂。为保证混凝土工程的建设质量,GB1596 - 2004 中强制要求用于混凝土的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰的三氧化硫含量均要小于3 % ,否则为不合格。为降低粉煤灰中三氧化硫的含量,作者研制出了一种粉煤灰专用高效除硫剂,并已应用于生产,取得了满意的效果。

1 实验


实验用主要原材料包括:宜宾下江北电厂粉煤灰、市售普通除硫剂、自制粉煤灰专用高效除硫剂(包含三氧化硫清除剂,增效剂,稳定剂,分散剂,渗透剂,抗氧化剂等) 。实验工艺包括湿法和干法两种,流程见图1 。 

图1 　实验工艺流程

按GB1596 - 91 标准进行细度、需水量比、烧失量、含水量、三氧化硫、28 天抗压强度比测试。

2 　结果及讨论

2.1 　粉煤灰专用除硫剂清除三氧化硫实验结果为考察粉煤灰专用除硫剂对三氧化硫的清除效果,将其与普通除硫剂按相同质量、相同工艺分别对高硫粉煤灰进行处理,按GB1596 - 91 进行测试,并与空

白灰样对照,结果见表1 。

表1 　粉煤灰专用除硫剂去除三氧化硫实验结果　%

除硫剂

类别
 细度
 需水量比
 含水量
 三氧化硫
 28d抗压

强度比
 结论
 
空白
 11.6
 109
 0.7
 3.6
 73
 GB1596-2004 不合格
 
普通除硫剂
 11.7
 108
 0.88
 2.9
 72
 GB1596 - 2004 Ⅲ级
 
粉煤灰

专用除硫剂
 11.7
 103
 0.8

 2.5

 73

 GB1596 -2004Ⅱ级

 

从表1 可见,粉煤灰专用除硫剂处理后的粉煤灰各项性能指标均优于用普通除硫剂处理的粉煤灰,可达GB1596 - 91 Ⅱ级,可掺用于钢筋混凝土,而用普通除硫剂处理的粉煤灰只能达到GB1596 - 91 Ⅲ级,不能掺用于钢筋混凝土中,使用范围受到限制。

煤灰中三氧化硫的存在形态,设计了高效独特的三氧化硫清除剂,能有效降低粉煤灰中三氧化硫的含量;二是针对粉煤灰的多孔结构特点,加入分散剂和渗透剂,使有效成分能深入到粉煤灰颗粒内部,全面降低三氧化硫的含量;针对反应体系的特点,加入增效剂、稳定剂和抗氧化剂,能增加其对三氧化硫的清除效果和作用的持久性,全面优化对三氧化硫的清除性能,降低

产品的生产成本。

2.2 　添加工艺对清除三氧化硫的影响

为考察添加工艺对清除三氧化硫的影响,本研究采用湿法添加和干法添加两种工艺,同时结合一定的搅拌,使粉煤灰专用除硫剂混合均匀,按GB1596 - 91进行测试,结果见表2 。

表2 　添加工艺对去除三氧化硫的影响　/ %

工艺
 搅拌方法
 细度
 需水量比
 含水量  
 三氧化硫
 28d抗压

强度比
 结论
 
湿法
 普通搅拌
 11.7
 101
 1
 2.6
 71
 GB1596 -2004Ⅱ级
 
强力搅拌
 11.7
 100
 1
 2.5
 72
 GB1596 -2004Ⅱ级
 
干法
 普通搅拌
 11.6
 104
 0.8
 2.9
 73
 GB1596 -2004Ⅱ级
 
强力搅拌
 11.6
 103
 0.8
 2.6
 73
 GB1596 -2004II级
 

由表2 可见,从三氧化硫的去除效果看,湿法略优于干法,这是由于在湿法中,各成分得到有效的分散,与粉煤灰接触充分,能最大限度发挥其对三氧化硫的去除作用;但用湿法处理的粉煤灰,其含水量偏高,应严格控制湿法中加入水分的量,使其符合GB159691 标准要求。干法工艺处理的粉煤灰,尤其在普通搅拌下,由于各成分分散不均匀,与粉煤灰接触不充分,清除效果不理想,但其它指标均略好于湿法。在采用干法和湿法工艺时都有普通搅拌和强力搅拌两种方式,总的来说,强力搅拌处理的粉煤灰好于普通搅拌处理的粉煤灰,尤其在干法工艺中,这是由于强力搅拌下,清除剂的分散性更好,与粉煤灰的接触更充分,对三氧化硫的去除作用更显著。总之,不论采用何种添加工艺,只要能使清除剂在粉煤灰中得到充分分散,对三氧化硫的去除效果都是显著的。

3 　结　　论

根据粉煤灰的特性及三氧化硫的存在形态而开发的粉煤灰专用高效除硫剂,具有很好的除硫效果,添加方法简单,能使高硫粉煤灰中的三氧化硫的含量达到GB1596 - 91 标准的要求。

参　考　文　献

[ 1 ] 　张云莲1 粉煤灰与砼的硫酸盐侵蚀[ 3 ]1 粉煤灰综合利用12001

- 2 :45～46

[ 2 ]亢景富1 混凝土硫酸盐侵蚀研究中的几个基本问题1 混凝土

1 1995 , (3) :9～17