粉煤灰超细磨的开发与应用

时间:2017-12-05 16:26:49 点击数:

导读:1概述我国的粉煤灰大部来自大、中型火电厂的煤粉发电锅炉,另一部分则是来自城市集中供热的粉煤锅炉。粉煤灰排放目前大多是湿排,需耗用大量的水;堆放需占用大量的土地。1999年,

1概述
我国的粉煤灰大部来自大、中型火电厂的煤粉发电锅炉,另一部分则是来自城市集中供热的粉煤锅炉。粉煤灰排放目前大多是湿排,需耗用大量的水;堆放需占用大量的土地。1999年,我国粉煤灰排放量达到1.6亿t,据有关资料统计分析和预测,按目前排灰状况和利用水平,排灰用水每年达lO亿多吨;贮灰占地约达50万亩,历年累积堆放总量已达lO亿t以上.虽每年利用量在不断增加,但总利用率还不足每年排放量的50%。随着电力工业装机容量增加。排灰量、用水量、占地量还要相应增加;同时,湿法排灰不但费水、费电、污染环境,还降低了粉煤灰的活性。全国70%的火力发电厂几乎都安装了粉煤灰分选设备,细灰仍然满足不了市场的需求,分选后的细粉煤灰(I、Ⅱ级灰)的利用价值是很高的,市场需求量很大,同时给电厂也带来了非常可观的经济效益”·。分选后的粗灰,利用价值不高,有的电厂把分选后的粗灰以低价卖给水泥厂,水泥厂再把粗灰与水泥熟料混在一起磨成水泥;有的电厂把分选后的粗灰再送到灰场堆储,所以,把粗灰再进行深加工。磨细后来满足市场的需求,超细磨项目不仅能为社会节省资源。而且正在成为电厂三产中的支柱性产业。
 
2磨细后粉煤灰的利用价值
 
2.1粉煤灰的活性划分
粉煤灰的活性包括物理活性和化学活性:1)物理活性是颗粒效应、微集料效应等的总和。它是粉煤灰能够被充分利用的有价值的活性,是早期活性的主要来源。2)化学活性是指其中的可溶性si0:、Al:0,等成分在常温下与水和石灰徐徐地化合反应,生成不溶、安定的硅铝酸钙盐的性质,也称火山灰活性。决定因
素是其中玻璃体含量、玻璃体中可溶性SiO。、A120,的含量及玻璃体解聚能力。
 
粉煤灰是高温流态化状态下快速加热、快速冷却形成的球状颗粒,其结构致密,常温下对水很稳定,不能被溶解(无定型态Si0:是可溶的)。
 
2.2粉煤灰的活性结构
粉煤灰活性主要来自玻璃微珠结构。通过分级机分选出的细灰绝大部分是玻璃微珠结构,因而分选细灰的活性好,利用价值高,应用范围广,被普遍应用在三峡工程、二滩水电站、扬浦大桥等大型丁程及常规的混凝土搅拌站中。但分选出的粗灰颗粒形状不规则,其中粗颗粒中富集了未燃碳和多孔玻璃体,需水量比大,活性差,利用价值不高。
 
实验证明,采用机械磨细法对激发分选后的粗灰活性非常有效。通过磨细,一方面粉碎粗大多孔的玻璃体,解除了玻璃颗粒粘结。珠形微粒增多,颗粒自身孔隙减少,改善了表面特性,减少了配合料在混合过程的摩擦,改善了集料级配,提高了物理活性(如颗粒效应、微集料效应);另一方面,粗大玻璃体尤其是多孔和
颗粒粘连的破碎,破坏了玻璃体表面坚固的保护膜,使内部可溶siO:、Al:O,溶出,断键增多,比表面积增大,反应接触面增加,活化分子增加,粉煤灰早期化学活性提高,因此,“磨细”起了强化粉煤灰效应的作用。从粗灰、磨细灰的微观对比也可以证实这一点,磨细灰颗粒大小均匀,坚硬的空心微珠小颗粒仍保持原貌。
 
粗灰磨细后,不仅增加了粉煤灰的活性。同时降低了粉煤灰的需水量比.磨细灰的使用价值是很高的。
 
3粉煤灰超细磨技术
 
粉煤灰改善混凝土性能主要是由于10一40“m的粉粒存在。水泥行业很早以前有把粉煤灰和熟料按一定比例混合磨制水泥的工艺”-,由于粉煤灰与熟料的易磨性不同,水泥的颗粒比较粗(80“m),因粉煤灰细度不够,难以充分发挥其活性。此外,也有少部分用户直接用水泥磨磨粉煤灰,由于粉煤灰与水泥化学成份不同,物理性质有较大差异。磨细比差别也很大,直接用水泥磨磨粉煤灰,粉磨效率低。功耗大,产量低,磨细灰成本高。
 
针对粉煤灰的特性91.使用粉煤灰专用超细磨。管磨机是一个非常成熟的设备。已有百余年的历史,它的简体及筒体两端支撑轴承、轴承座以及驱动装置,没有过多需要研究的。我们重点研究、开发它的内部结构”。
 
3.1研磨体
研磨体大小、形状、研磨体级配是研磨效率与终能达到的细度、颗粒级配的关键。
 
我们试验了球形、椭球形、棒条形、截锥形等形式的研磨体,确定了合适的研磨体形状。球径与粉煤灰的人磨粒度、硬度、产品细度有关,计算公式有很多。计算结果也各不相同。通过实验对比,并经西1.8 m中试磨放大校核实验,实际球径为西16 mm较为恰当;研磨体级配按各粉煤灰的形状与终产品目标细度通过实验来进行调整,工作球径在荦珥一移16 mm之间。
 
由于入磨粉煤灰本身较细,对磨细起决定作用的不再是冲击力的大小,而是研磨次数的多少。粉煤灰专用超细磨采用微型研磨体作研磨介质,研磨体的个数是普通钢段的20倍左右,因而对细粉的研磨次数增加,研磨作用大大加强;同时研磨体表面积增大。也提高了粉磨效率。
 
入磨粉煤灰粒度并不均匀,有大有小,需要合适的研磨体级配才能有效地提高粉磨效率。理论上讲,研磨体越小,粉磨效率越高。但实验证实,研磨体小于4 mm后反而会降低粉磨效率,故在磨机运行一段时间后,小的研磨体会通过出料筛和出料篦板溢出,此时应将后仓的研磨体进行手动筛分和增加研磨体。
 
3.2筛分装置与活化装置
粉煤灰专用超细磨采用微型研磨体来实现磨细粉煤灰的目的。常规水泥磨的内部结构不进行改造是无法适应这种研磨体的。
 
粉磨动力学表达为粉磨速度(即粗级别颗粒减少的速度)与磨机中粗级别颗粒的含量成正比。即粗粉含量越多,粉磨效率越高。
 
通常粉煤灰超细磨内部设置有粗磨仓和细磨仓。粉煤灰从粗磨仓进入细磨仓时,先通过筛分装置分选,筛分装置将粗粉送回粗磨仓,而让细粉进入细磨仓。由于筛分装置将细粉及时选出,使粗磨仓粗粉含量增多,细粉含量减少。筛分装置象闭路系统的选粉机一样,能分离出合格粒度的物料。
 
采用微型研磨体后,由于研磨体层与层之间存在较多的镶嵌及夹带作用,使研磨体间的相对滑动较少。层与层间难发生交换和转移,即形成了一个研磨体滞留带,对粉磨效率和质量极为不利。为消除这一滞留带,自行设计了一种活化装置,深入到滞留层内,随磨机的转动,活化装置便将滞留带打散破坏,从而使全部微型研磨体都获得能量并参与粉磨,极大地提高了粉磨效率。
 
3.3
出料装置
研磨体小很容易溜出磨机混入成品,为此专门设计了一种半溢流式出料蓖板及筛分装置,一方面用于控制物料在仓内的料面高度,控制物料在磨内的停留时间;另一方面阻止微段溜出磨机,同时配合微段返回装置将少数碎钢段强制送回细磨仓。
 
3.4磨内通风量确定
水泥磨中的风速一般在1.2 r肌左右,这个速度对于轻滑漂的粉煤灰来说是过大了。它的磨内风速应按40恤m粉体悬浮速度的五倍左右来确定,实践证明这个速度是正确的。
 
4粉煤灰超细磨系统设计
系统流程及配置,见图1。
TIM截图20171205162135.jpg
图1 粉煤灰超细磨系统流程及配置图
 
取灰——直接从分选系统的粗灰库取灰。在粗灰库取灰口下设1台手动蝶阀、l台气动蝶阀、落灰管、l台转子流量计及1台卸料器(变频调速),使粗灰受控、稳定、均匀的输送到粉煤灰专用超细磨机。
 
磨细——选用一台粉煤灰专用超细磨机,采用开流系统,将入磨的粗灰在磨内经过研磨后,排出的粉料直接达到I级灰细度(≤12%)要求,无需再经过筛分或分选。
 
排放——磨尾设置一台带抽风装置的脉冲布袋除尘器,把磨内含尘的湿热气体及时排出;同时还具有加强磨内通风,提高研磨效率的功效。净化后的气体直接排大气,排放浓度达到国家环保要求。为调节风量,在除尘器进风管上设置了一件手动蝶阀。除尘器收集的细灰落入磨尾中间仓。
 
出磨——出磨的成品溜入过渡灰仓。中间仓下设置耐磨卸料器,将粉煤灰成品连续送人喷射泵,而后泵入细灰库。喷射泵的气源来自一台罗茨风机。中间仓上设置有料位计,能在中间仓料满情况下发出报警信号,防止溢料发生。
 
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