濕排粉煤灰的烘干處理形勢分析
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粉煤灰是煤燃燒所產(chǎn)生的煙氣中的細(xì)灰(一般是指燃煤電廠從煙道氣體中收集的細(xì)灰)。粉煤灰大部分是球狀,表面光滑的細(xì)小顆粒,比重1.8~2.4,容重:50~880kg/m3,4900孔篩余量:30~50%,標(biāo)稠水量:24~70%,比表面積為2000~4000cm2/g。一般粉煤灰的化學(xué)成分為:SiO240%~60%、Al2O315%~40%、Fe2O34%~20%、CaO2%~10%、MgO0.5~4%、SO20.1~2%。粉煤灰中主要物料是玻璃體,占50~80%;所含晶體礦物主要有:莫來石、α-石英、方解石、鈣長石、硅酸鈣、赤鐵礦和磁鐵礦等。此外還有少量未燃炭。粉煤灰在我國每年排出量很大(一般燃用1噸煤約產(chǎn)生250~300公斤粉煤灰)如不處理,則會(huì)造成大氣粉塵污染,排入河湖等水體也會(huì)造成成水污染。近幾年來隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快,人們對(duì)提高能源利用率,改善生存環(huán)境提出了更高的要求。從抓污染源的單項(xiàng)治理,擴(kuò)大到防治結(jié)合,綜合利用。同時(shí)也能給相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。高濕含量輕質(zhì)廢渣的利用吸引著許多水泥及化工企業(yè),但由于其物料水分大質(zhì)量輕等特殊性,處理利用十分困難。
粉煤灰進(jìn)行綜合治理時(shí)多數(shù)需要進(jìn)行烘干處理后,才能輸送、儲(chǔ)存及合理利用。但由于它們多采用濕排方式出現(xiàn),一般排出時(shí)含量在30%~80% ,這對(duì)干法利用時(shí)的烘干處理難度非常大,其主要難點(diǎn)如下:
(1)輸送及喂料困難
由于粉煤灰水分過大(物料基本呈“泥漿”或“牙膏”狀態(tài))不易送入烘干機(jī)內(nèi),輸送過程中無法儲(chǔ)存及計(jì)量喂料,而落入烘干機(jī)后極易出現(xiàn)堆料和粘堵現(xiàn)象,造成流動(dòng)速度慢,產(chǎn)量無法提高。
(2)蒸發(fā)速率低、熱耗高
由于粉煤灰30~80%的所含水分需在烘干機(jī)內(nèi)蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸氣,才能使物料在干燥過程中逐步蒸發(fā)水分達(dá)到3%~5%的要求。這樣的干燥過程類似于濕法回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)工藝要求。物料烘干時(shí)需克服原有蒸發(fā)速率低、料溫下降快及物料周圍環(huán)境濕含量過大的缺點(diǎn)。因此需持續(xù)供給其高溫干燥熱煙氣,用于保持物料具有較高的蒸發(fā)水分的“動(dòng)力”,故熱耗很高。如圖1的曲線指出物料水分與熱耗之間的比率關(guān)系。
(3)收塵設(shè)備粘堵及收塵困難
由于粉煤灰中30%~80%的水分需由烘干機(jī)內(nèi)蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸氣后再經(jīng)收塵器、風(fēng)機(jī)排入大氣中。因此其收塵器必須滿足“先收水”“后收塵”的原則,這無疑是對(duì)收塵器形式及相關(guān)材料的一種挑戰(zhàn),其中對(duì)于輕質(zhì)材料90%以上的烘干產(chǎn)品需從收塵器產(chǎn)生,因此是對(duì)收塵設(shè)備及工藝參數(shù)提出了更高的要求。
(4)供熱溫度及系統(tǒng)風(fēng)速高
由于粉煤灰的物化特點(diǎn),需要供熱系統(tǒng)提供持續(xù)高溫?zé)煔?900~1100℃),為使蒸發(fā)后的高濕含量氣體迅速被干燥煙氣更換并使烘干后物料及時(shí)排出,需適當(dāng)增加熱風(fēng)溫度和系統(tǒng)風(fēng)速。
隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人類數(shù)量的增加,廢渣的產(chǎn)生有其必然性。而工業(yè)廢渣數(shù)量龐大、種類繁多、成分復(fù)雜,特別是高濕含量輕質(zhì)廢渣就更難堆存或轉(zhuǎn)化廢渣的綜合治理與環(huán)境保護(hù)是密不可分的。對(duì)其進(jìn)行必要的烘干處理能更廣泛地使其有用物質(zhì)和能源加以回收利用。目前高濕含量輕質(zhì)廢渣經(jīng)干燥處理后,可直接作為水泥的混合材或原材料使用,具有良好的開發(fā)利用價(jià)值。
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