半干法脱硫灰制备生态建材及工艺参数优化

论文摘要

半干法脱硫技术具有流程简单、占地面积少、无污水排放等优点,但其副产脱硫灰生成量较高,组成上以硫酸钙、亚硫酸钙和残余脱硫剂为主,是一潜在的资源,目前常用的处理方法是直接堆放和填埋,不但造成环境污染,而且浪费有用资源。因此,对脱硫灰的综合利用研究成为当前急需解决的问题,也成为制约烟气脱硫技术发展的重要因素。本文采用碘量法及扫描电镜、X-射线衍射仪、粒度分布、热重-差热分析仪等现代分析测试手段,对三种脱硫灰的化学组成、物理性质、颗粒形貌和热稳定性等理化特性进行了分析和研究。结果表明:1)钢厂和电厂脱硫灰化学成分无明显差别,物相成分主要有CaSO3、CaSO4、CaCO3、刚玉及莫来石等。钢厂脱硫灰CaSO3和MgO的含量相对低,而CaO和Fe2O3的含量较高。2)钢厂半干法脱硫灰的粒径主要分布在7.248.06μm之间,其中位径为5.83μm;而电厂脱硫灰的粒径主要分布在222.66247.83μm之间,其中位径分别为206.68μm、208.11μm,钢厂脱硫灰颗粒直径小于电厂脱硫灰直径。3)钢厂烧结烟气脱硫灰颗粒为不规则形,呈多孔状颗粒,表面光滑,结构疏松。通过以脱硫灰、粉煤灰为主要原料,掺加一定量的激发剂、骨料,制备蒸养砖的研究表明:2#灰转试块最优配比为:脱硫灰25%,粉煤灰49%,砂石比2:3的骨料25%,1%复合激发剂NH。3#最优配比为:脱硫灰40%,粉煤灰34%,砂石比2:3的骨料25%,1%复合激发剂NH。在最优配方基础上,对影响脱硫灰砖主要工艺参数进行了研究,确定2#、3#脱硫灰砖的掺水量为25%。消化时间分别为36 h、24 h。养护制度分别为:养护温度90℃、95℃;养护时间7 h、8 h的条件下,对2#脱硫灰砖进行耐久性实验,其抗冻性、收缩性良好,砖力学性能均符合JC239-2001《粉煤灰砖》MU15强度等级标准。在工业化扩大中试验中,通过对制备的标准砖和空心砖进行抗压、抗折强度,15次冻融循环损失率,干收缩值的测试表明,其各项指标均符合GB/T2542-2003《砌墙砖试验方法》和JC239-2001《粉煤灰砖》中的标准要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景、意义及目的
• 1.2 半干法脱硫工艺简介
• 1.2.1 喷雾干燥法（SDA）
• 1.2.2 炉内喷钙尾部增湿活化法（LIFAC）
• 1.2.3 新型一体化脱硫技术（NID）
• 1.2.4 气体悬浮吸收烟气脱硫技术（GSA）
• 1.2.5 循环流化床（CFB）
• 1.3 国内外脱硫灰资源化利用的研究进展
• 1.3.1 国外脱硫灰利用现状
• 1.3.2 国内脱硫灰利用现状
• 1.4 脱硫灰制砖的研究现状
• 1.5 研究内容
• 第2章 半干法脱硫灰成分及特性分析
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 化学成分测定
• 2.3.2 物理性质分析方法
• 2.4 实验结果
• 2.4.1 化学成分分析
• 2.4.2 脱硫灰的物理性质
• 2.4.3 脱硫灰的矿物组成及结构特征
• 2.4.4 脱硫灰的热稳定性
• 2.4.5 脱硫灰浸出液微量元素含量
• 2.4.6 脱硫灰中多环芳烃的组成
• 2.4.7 脱硫灰电导性能
• 2.5 本章小结
• 第3章 半干法脱硫灰制备蒸养砖的研究
• 3.1 原料、试验设备及试验方法
• 3.1.1 主要试验原材料
• 3.1.2 主要试验仪器及设备
• 3.1.3 制备方法
• 3.1.4 强度测试方法
• 3.2 脱硫灰砖强度产生机理
• 3.3 单因素实验
• 3.3.1 激发剂的影响
• 3.3.2 砂石比的影响
• 3.3.3 脱硫灰掺量的影响
• 3.4 最佳配方的确定
• 3.5 工艺参数的确定
• 3.5.1 水掺量的确定
• 3.5.2 消化时间的确定
• 3.5.3 养护制度的确定
• 3.6 脱硫灰砖耐久性研究
• 3.6.1 冻融实验
• 3.6.2 干收缩试验
• 3.7 本章小结
• 第4章 工业化中试扩大试验
• 4.1 脱硫灰制砖工业化试验概述
• 4.2 原料、设备及工艺流程
• 4.2.1 主要试验原料
• 4.2.2 试验设备
• 4.2.3 试验工艺流程
• 4.3 试验方法
• 4.3.1 脱硫灰砖的制备
• 4.3.2 脱硫灰蒸养砖性能测定试验
• 4.4 试验结果与分析
• 4.5 蒸养脱硫灰砖的应用
• 4.5.1 使用性能特点
• 4.5.2 应用技术
• 4.6 本章总结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历