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湿排粉煤灰的烘干处理形势分析

   粉煤灰是煤燃烧所产生的烟气中的细灰 ( 一般是指燃煤电厂从烟道气体中收集的细灰 ) 。粉煤灰大部分是球状,表面光滑的细小颗粒,比重 1.8~2.4 ,容重: 50~ 880kg /m3,4900 孔筛余量: 30~50% ,标稠水量: 24~70% ,比表面积为 2000 ~ 4000cm2/g 。一般粉煤灰的化学成分为: 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体,占 50 ~ 80% ;所含晶体矿物主要有:莫来石、α - 石英、方解石、钙长石、硅酸钙、赤铁矿和磁铁矿等。此外还有少量未燃炭。粉煤灰在我国每年排出量很大 ( 一般燃用 1 吨煤约产生 250 ~ 300 公斤粉煤灰 ) 如不处理,则会造成大气粉尘污染,排入河湖等水体也会造成成水污染。近几年来随着我国经济发展速度的加快,人们对提高能源利用率,改善生存环境提出了更高的要求。从抓污染源的单项治理,扩大到防治结合,综合利用。同时也能给相关产业带来经济效益和社会效益。高湿含量轻质废渣的利用吸引着许多水泥及化工企业,但由于其物料水分大质量轻等特殊性,处理利用十分困难。

   粉煤灰进行综合治理时多数需要进行烘干处理后,才能输送、储存及合理利用。但由于它们多采用湿排方式出现,一般排出时含量在 30% ~ 80% ,这对干法利用时的烘干处理难度非常大,其主要难点如下:

  (1) 输送及喂料困难

  由于粉煤灰水分过大 ( 物料基本呈“泥浆”或“牙膏”状态 ) 不易送入烘干机内,输送过程中无法储存及计量喂料,而落入烘干机后极易出现堆料和粘堵现象,造成流动速度慢,产量无法提高。

  (2)蒸发速率低、热耗高

  由于粉煤灰 30 ~ 80% 的所含水分需在烘干机内蒸发产生水蒸气,才能使物料在干燥过程中逐步蒸发水分达到 3% ~ 5% 的要求。这样的干燥过程类似于湿法回转窑的生产工艺要求。物料烘干时需克服原有蒸发速率低、料温下降快及物料周围环境湿含量过大的缺点。因此需持续供给其高温干燥热烟气,用于保持物料具有较高的蒸发水分的“动力”,故热耗很高。如图 1 的曲线指出物料水分与热耗之间的比率关系。

  (3)收尘设备粘堵及收尘困难

  由于粉煤灰中 30% ~ 80% 的水分需由烘干机内蒸发产生水蒸气后再经收尘器、风机排入大气中。因此其收尘器必须满足“先收水”“后收尘”的原则,这无疑是对收尘器形式及相关材料的一种挑战,其中对于轻质材料 90% 以上的烘干产品需从收尘器产生,因此是对收尘设备及工艺参数提出了更高的要求。

  (4)供热温度及系统风速高

  由于粉煤灰的物化特点,需要供热系统提供持续高温烟气 (900 ~ 1100 ℃ ) ,为使蒸发后的高湿含量气体迅速被干燥烟气更换并使烘干后物料及时排出,需适当增加热风温度和系统风速。

 

  随着工业生产的发展和人类数量的增加,废渣的产生有其必然性。而工业废渣数量庞大、种类繁多、成分复杂,特别是高湿含量轻质废渣就更难堆存或转化废渣的综合治理与环境保护是密不可分的。对其进行必要的烘干处理能更广泛地使其有用物质和能源加以回收利用。目前高湿含量轻质废渣经干燥处理后,可直接作为水泥的混合材或原材料使用,具有良好的开发利用价值。

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