电厂粉煤灰分级分选系统方案.docx
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电厂粉煤灰分级分选系统方案
电厂粉煤灰分级分选系统 在分选离心风机的作用下，粉煤灰经给料器进入输送管道，与负压气流混合进入分选机，分离下来的粗粉煤灰落入粗灰库；细灰被负压气流带入多管收集器，收集下来的细灰经耐磨旋转卸料阀卸入细灰库；含尘气体经布袋除尘器过滤后，由分选离心风机排入烟气道。
经除尘器过滤下的粉煤灰，由耐磨旋转供料器和罗茨鼓风机输送到细灰库
1－1概述
我国是世界人均耕地最少的国家之一。
由于世界环境的恶化，每年沙漠化要吞噬掉一些耕地；随着经济的快速发展，城市不断扩大，大片良田用于经济建设，我国烧制粘土砖每年要挖掉25－30万亩耕地。
土地资源危机亮起了红灯。
砖汉瓦的历史，应该结束了。
发展绿色环保建材已到了刻不容缓的地步。
我国是世界燃煤发电的第一大国，排出的粉煤灰是世界之冠，97年粉煤灰的总排放量已达1.6亿吨，目前利用率约在30%，主要用於筑路基和回填，建材业所用不多，每年有一亿多吨未能利用的粉煤灰，储存于灰库中。
每年需征地五万亩土地储灰，目前贮存一吨灰的建库费和运行费约需10-100元，粉煤灰用于筑路，受地区、时间的限制，使用不均衡，一旦干线基本建成，粉煤灰的出路马上又成问题。
因此必须大力研究开发利用粉煤灰，生产适合建筑业需要的墙体材料，特别是粉煤灰小型空心砌块、地砖、面砖等新型建材，实现产业化，使粉煤灰综合利用走上康庄之道。
国家对粉煤灰开发利用非常重视，一批科技专家致力于这一事业，对推动我国粉煤灰综合利用作出了重要贡献，如粉煤灰砌块在60-70年代曾占全市墙材的60%。
但到了70年代后期，由于发现粉煤灰砌块建筑存在诸如裂缝、粉刷脱落、装修困难，施工不便等缺点，当时没有认真的总结、研究、提高和改进，包括建筑结构体系的改进，而是一下子否定了。
坏名声一直影响到现在，给今天的粉煤灰建材的发展带来了深重的不良影响。
其实那时的粉煤灰砌块以生石灰粉为激发剂，通过高温高压固化成材，材料安定性欠佳、砌块部存在不利的温度应力，干缩率较大，表面光滑等缺点，再加上沿用砖混结构建筑体系，不可避免的造成了上述毛病。
但是，近10年来科技成果有了新的发展，又有过去的经验教训，提出了新的粉煤灰砌块生产配方和成材机理，克服或改善上述毛病。
高级工程师吉兆泰经多年研究和生产实践推出的粉煤灰小型空心砌块生产技术，生产出的粉煤灰砌块性能有了很大的提高，许多方面都超过了粘土砖，用这种新型建材盖出了多幢六层住宅楼，经有关部门鉴定受到专家的肯定。
同时也受到用户和房地产发展商的欢迎。
根据、、等地的实践证明，粉煤灰小型空心砌块做为新型墙体材料大有发展前景。
它大量利用粉煤灰，防止了对环境的污染和破坏，同时还提高了建筑使用功能和降低了建筑造价。
真正做到了集经济效益、社会效益和环境效益于一身，是利在当代，功在千秋，造福子后代的绿色环保好建材。
1-2粉煤灰的化学物理特性适于做建材，是很好的建材原料。
1、粉煤灰是相当纯净的建材原料
粉煤灰的化学成份与煤种、产地、燃烧炉型式等有关，但我国非高钙燃煤的粉煤灰，其成份比较相近，现将地区的八大燃煤电厂的粉煤灰各种化学成份的平均值与明砂高岭土化学成份相比，列表如下：
表3-1
成份
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
TiO2
Na2O
K2O
SO3
烧失量
粉煤灰
49.9
31.2
6.7
2.5
0.7
1.2
1.2
0.2
1.1
5.9
高领土
50.6
34.9
0.6
0.4
0.1
微量
2.7
1.0
9.9
从上表可以看出粉煤灰与高岭土的化学成份很相近，以影响材料长期稳定性的烧失量（可燃烧的有机质）还低于高芩土很多。
因此可以说，经过高温燃烧后的粉煤灰是相当纯净的相当好的建材原料。
2、粉煤灰中有害元素在水体中浸出物及放射性没有超标，是安全的。
对粉煤灰中有害元素在水体中浸出物及放射性曾有过片面的意见，令一些人谈起粉煤灰就产生怀疑，为了纠正这种错误影响，国很多研究机构对此做了大量的研究，测试了许多电厂的粉煤灰，研究的结果现简介如下：
（1）根据市粉煤灰应用技术手册所述：
钦元等测得的粉煤灰的天然放射性元素的比活度，按GB6763-86两个公式计算的结果分别为0.93和0.73，说明即使全部用粉煤灰制成的建材，其放射性亦未超过国家标准，对人体是安全的。
（2）根据吴贤中、汪斌、尉卿《粉煤灰及其建材制品中有害元素在水中的浸出及放射水平的研究》一文结论：
1）有害元素在水体中的浸出极微，不会影响环境水质，浸出后的水质尚符合国家水质二级标准。
2）用粉煤灰做的建材制品的放射性对人体无伤害。
这些制品的比放射性强度比GBJB-74《放射性防护规定》低2-3.56倍。
而且检测资料反映粉煤灰制品与当地粘土砖放射性相当。
3）环保部门在市测得电厂粉煤灰的比放射性强度（煤）及泰兴黄桥电厂（煤）的粉煤灰比放射性强度均低于国家标准很多。
对于我国晋、陕、豫、冀、、皖等主要煤矿的粉煤灰的浸出物和放射性都没有超标是很安全的，而且这些地方60、70年代用粉煤灰硅酸盐砌块所建的建筑经20多年应用也证明是安全的。
但是在云、贵、川等地某些小煤窑的粉煤灰的放射性存在超标现象，因此这些地区使用时宜慎。
3、粉煤灰的颗粒组成与结构也适于做建材
粉煤灰的颗粒主要由大量硅铝玻璃体和少量碳粒组成，玻璃体又以单珠，、连珠体和海绵状不规则多孔体组成。
粉煤灰的活化能力主要靠硅铝玻璃体，但在常温下，因其以多聚物组成为主，故活化能力较低。
粉煤灰的密度、堆积容重和细度如下表：
密度
堆积容量
细度%
（G/cm3）
（kg/m3）
＞80mm
45-80mm
＜45mm
2.08
73.5
22.9
23.9
49.2
4、粉煤灰的基本效应也适于做建材
（1）活性效应：
粉煤灰活性效应是指粉煤灰的火山灰活性反映（二次反应）和高钙粉煤灰的自硬的胶凝性质。
（2）形态效应：
依据粉体工程学的理论，粉煤灰的形态效应可以在混凝土材料中起到减水、引水、保水、释水、润滑、减阻、解絮、塑化、增浆、浓化、粘聚、增密、减气、堵孔、调凝、促硬等正效应。
（3）微集料效应：
对混凝土浆体未水化的水泥颗粒芯视为微集料，对混凝土强度起到的正效应即为微集料效应，而粉煤灰微集料在混凝土中的效应比未水化的水泥颗粒的微集料效应还略胜一筹。
1-3粉煤灰小型空心砌块生产技术
1、概述
高级工程师吉兆泰经多年研究，於1992年在试制成功了粉煤灰小型空心砌块，并用于框架填充墙。
1995年5月由严理宽、旦申、清萍等著名权威组成的专家组对产品进行了省级鉴定，鉴定意见该产品具有重量轻、能耗低、含灰多、价格低廉、施工性能好、节能节土利废、改善和提高建筑功能、符合国家墙体改革要求，该产品与国同类型产品相比较，具有国领先水平。
当年就投产了这种产品，为了在进一步推广应用，按市建材办的要求，於1998年7月由巽伯、旦申等著名专家教授对本产品又进行了技术成果鉴定，鉴定意见为：
利用粉煤灰为主要原料，生产粉煤灰小型空心砌块，为粉煤灰综合利用开辟了一条新的途径，该产品具有吃灰量大、重量轻、强度高、能耗省的特点，在开发绿色建材方面具有国先进水平。
这种粉煤灰小型空心砌块是免烧免蒸的新型建材，吃灰量达80%以上，利废量达92%，在国属于最高的吃灰量和利废量，国际上也是少见的。
这种粉煤灰小型空心砌块上市六年多，已发展到、、、、等地，从已建成5-6年的建筑的跟踪观察和信息反馈来看，普遍反映价廉物美，供求双方都十分满意，所以发展很快，市场前景很好。
2、粉煤灰砌块生产工艺、成材机理和成型机的选用
（1）生产工艺：
以一定级配的粉煤灰为集料，加一定比例的水泥、粘结剂、激发剂和适量的水，经强制式搅拌机拌和成干硬熟料，由皮带机送至小型空心砌块成型机振压成型，送养护场静养后脱板，堆垛於养护场养护，可以自然养护，也可以低热养护，28天后出厂。
（2）成材机理：
水泥在水化过程中析出的Ca（OH）2及粘结剂与粉煤灰中活性SiO2和Al2O3玻璃体在激发剂的促进下发生二次反应，生成水化硅酸钙和铝酸钙凝胶填充孔隙，增强粘结力，促进强度的长期增长和固化物具有较好的耐久性、稳定性。
简而言之，水泥水化反应产生砌块的初期强度，而上述二次反应产生后期强度，理论和实践均证明后期强度增长可达一年以上，增长幅度可达100%。
（3）对砌块成型设备的选用：
粉煤灰砌块生产工艺采用半干法振压成型，使砌块达到相当的密实度，对初期保持砌块外形的稳定，后期对砌块的强度、抗冻性、干缩性、碳化、软化等性能有直接的影响。
加之粉煤灰较轻，熟料较粘，所以对砌块成型机有较高要求。
思慧砌块技术研究所设计研制的QM3-12A砌块成型机、QTJ3-15砌块成型机及与通河海科工贸联合研制的新一代QTJ3-20Z成型机是最为理想的成型设备，生产砌块不仅密实性好，而且生产效率高。
使用吉兆泰的生产工艺技术，用QTJ3-20Z砌块成型机为主机在建有粉煤灰砌块示工厂可供参观、学习。
3、粉煤灰砌块的规格与空心率
粉煤灰小型空心砌块的规格尺寸与普通混凝土小型空心砌块相同。
按墙厚分为290、240、190、120、90五个系列，根据保温隔热的要求和建筑功能的要求选择不同的系列，各系列中都有各种配套块。
一般采用单排孔，外墙根据节能要求有双排孔、三排孔。
空心率涉及壁厚，为满足建筑及装饰的要求，需要有足够的壁厚以便开槽敷设暗管暗线，以及保证膨胀螺丝和钢钉有足够的锚着长度，借助於粉煤灰材料密度低的优点，有条件可以将壁厚适当增加些，通常为35、40、45mm厚，因此空心率一般为25-38%。
4、粉煤灰小型空心砌块的主要技术指标
经中国建科院和建科院等科研机构和建材质量监测部门的多次测试，以及建筑质量监督部门的抽检，结果列于下表。
由于国家建材局对粉煤灰小型空心砌块的行业标准正在制订中，其项目和指标基本与GB15229-94《轻集料混凝土小型空心砌块》国标一致，故下表将检测的主要技术指标与GB15229-94作对比：
表3－3
序号
技术要求
轻集料混凝土小型空心砌块国标
粉煤灰小型空心砌块
1
规格
主规格390×190×190mm
主规格390×190×190
2
外观质量
见国标
同国标要求
3
密度等级
500-1400kg/m3
700-1000kg/m3
4
强度等级
密度≤800
1.5mpa
2.5mpa
密度≤700
3.5mpa
密度≤1200
3.5mpa
5.0mpa
密度≤1000
5.0mpa
7.5mpa
5
吸水率
不应大于22%
15-20%
6
抗冻性
采暖地区一般环境D15
干湿交替环境D25
D15时外观无损坏
强度损坏＜10%
7
碳化系数
不小于0.80
0.86（高钙灰0.65）
8
软化系数
不小于0.75
＞0.9
9
放射性
应符合GB9196规定
同国标
10
热组值
无规定
经竹园中学综合楼实测为
0.346m2k/w（单排孔已超过粘土砖）
11
干缩率
无规定
0.048-0.052%
5、粉煤灰小型空心砌块的其他特点
（1）后期强度有大幅度的提高：
由于火山灰效应（二次反应），后期强度不断增长，在一年约提高80-100%，因此对砌体的长期效应非常有利。
尤其对人们关心的碳化系数，目前按对28d令期的试件去作碳化试验，可以测出的碳化后的强度降低14%-35%。
（即碳化系数0.86、0.65），实际上这并不反映真正的碳化系数，由于后期强度的不断增长，它经长期碳化后，其碳化后强度还大于28d，所测的砌块强度，即真正的长期碳化系数是大于1.0的。
（2）有较好的韧性：
粉煤灰混凝土小型空心砌块的材料弹性模量约为混凝土的1/10，泊桑比较混凝土大50%，因此有较好的韧性，不易脆裂。
这不仅有利于建筑物抗震时不易发生砌体脆裂破坏，而且有利于装修时冲击钻钻孔，电锯开槽，人工凿洞而不会引起砌体破坏，运输装卸中损坏率也极低。
（3）具有良好的经济性：
粉煤灰小型空心砌块建厂投资少，原材料成本较低，因是环保利废项目，有免增值税和所得税的优惠政策，有些地方霜市场售价比粘土砖便宜10-20%，因此有很强的市场竞争力。
1-4用粉煤灰小型空心砌块砌筑《框混结构》建筑技术
1、《框混结构》的产生与原理
国在多层建筑中常用《砖混结构》和《框架结构》两种结构形式。
《砖混结构》其工作原理主要依靠承重砌体将自重和楼面荷载直接传至基础，故一般六层楼要求粘土砖强度10级，设计规中所规定的构造柱和圈梁仅起抗震加强作用；《框架结构》主要依靠框架将围护墙和楼面荷载传至柱上，由柱直接传给基础，抗震时墙体不仅不帮助抗震，反而作为荷载作用于框架上，因此设计时希望砌块密度越小越好，可以直接减少作用于梁，柱上的垂直荷载和水平地震力，而对砌块的强度要求很低，一般只需2.8级，有的甚至1.5极。
粉煤灰小型空心砌块28d强度5.0级90d7.5-10.0级。
若将它作为《砖混结构》承重砌块，盖六层楼时强度不够；若用于《框架结构》填充墙，这么高的强度没能利用是不经济的。
基于下述原因，提出了《框混结构》的建筑技术：
（1）现行的《砖混结构》形式的砌块建筑，由于芯柱不易浇实，在干缩和地基变形情况下，容易出现裂缝。
（2）多层住宅房本身纵横墙很多，开间和进深一般都不大，且山墙和分户墙是不会被住户为改造居室而敲掉。
（3）在砌块建筑标准图集中规定每三层砌块要设拉结筋，已形成了事实上的砌体剪力墙。
（4）粉煤灰小型空心砌块的墙体重量仅为粘土砖墙的50%，且由于砌块壁厚35-40mm，座浆较好，砌体的抗剪强度较高。
设想将现《砖混结构》中的构造柱和圈梁所形成的弱框架上升到具有足够刚度的框架体系，墙体采用粉煤灰小型空心砌块砌筑，按规中填充墙框架的规定砌筑，即先砌墙，每三层设拉结网片一道，形成砌体剪力墙，这种以异型柱框架承重为主，以砌体剪力墙协助抗震的混合结构称为《框混结构》。
砌体剪力墙要求砌块强度等级必须5.0级以上，与粉煤灰小型空心砌块正好相符。
1-5粉煤灰整板基础技术
1、粉煤灰整板基础的产生与原理
沿江沿海地区，在地表杂填土之下或耕田土之下，往往存在较厚的淤泥质土层，甚至还夹有更软弱的泥炭层，地基承载力仅50-80kpa，压缩模量1.7-3.0mpa，在这样软弱的地基上通常采用钢筋混凝土整板基础或各类桩基础。
钢筋混凝土整板基础用钢量大，造价高，资料表明约有2%-5%的工程出现裂缝。
桩基础也造价高，工期长，尤其当持力层较深的情况下造价更高，另外桩基础对今后的建设，尤其地下建筑构成困难，故有人谓之深层污染。
该公司1986年研究成一种用湿排粉煤灰、水泥、粘结剂、激发剂按一定配比经搅拌、浇捣、养护后固化而成的无筋基础大板，称为粉煤灰整板基础，作为建筑的基础，它可以将墙体和柱的集中荷载很均匀地传给地基，1987年在为有泥炭夹层的很软弱的地基上建成一幢五层综合楼，实测沉降为70mm，沉降很均匀。
1989年在市科委和省建工局主持下通过了以唐念慈教授、旦申专家为首的专家组鉴定，意见为国领先水平。
本成果被定为建设部科技成果重点推广项目中（编号92-033）当时称为粉煤灰双层地基应用技术。
现、皖、沪等地先后已有400余幢5-7层住宅楼采用了粉煤灰整板基础，迄今无一幢发生裂缝、效果都很好。
粉煤灰整板基础的固化物弹性模量在1x103mpa－2x103mpa，泊桑比0.28，干容量1.05t/m3，饱和容重1.55t/m3，因此它的弹性模量为混凝土的1/10，而重量轻50%左右，比置换掉的土还轻20%，而板厚在1.0-1.2m，材料强度5mpa左右。
根据有限元分析这样的板，可以将上部集中荷载很均匀地传给地基，而计算出的沉降也比钢筋混凝土整板小，根据长期观测资料分析，粉煤灰整板基础的实测值沉降量为规法计算的50-70%，角点的沉降量与中心点沉降量之比为1∶1.7-1.8。
说明粉煤灰整板基础是一块比土轻而刚度比钢筋混凝土整板基础大得多的弹性地基板。
2、粉煤灰整板基础的优点
（1）提高了基础的安全性和耐久性（经开挖使用多年的基础，其强度大大高）。
（2）提高了基础的防水性，使地面不会返潮。
减少了沉降量和不均匀沉降。
（3）有较广泛的适应性，曾在几处地基很不均匀的条件下成功地建成六层住宅楼。
比钢筋混凝土整板基础和桩基可降低基础造价30-50%。
（4）施工方法简单，工期可缩短。
造价成本降低。
（5）大量吃灰，每幢楼房基础平均吃灰量达1000吨左右。
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