The effects of circulating fluid bed(CFB) ash on the adsorption performance of polycarboxylate superplasticiser and the mechanism of this influence on the dispersive property of the polycarboxylate superplasticiser we...The effects of circulating fluid bed(CFB) ash on the adsorption performance of polycarboxylate superplasticiser and the mechanism of this influence on the dispersive property of the polycarboxylate superplasticiser were investigated by determing the cement paste fluidity, total organic carbon adsorption, infrared spectroscopic analyses and ζ potential test. The experimental results show that the addition of an inorganic salt into the mixture to change the content of SO42-and Fe2O3can improve the adaptability between the CFB ash and polycarboxylate superplasticiser. Adsorption may occur between the polycarboxylate superplasiciser and Fe2O3, SO42-or other components in CFB ash, leading to a significant reduction in paste fluidity. As the content of Na2SO4in CFB ash reaches 3% or Fe2O3reaches 9%, the paste loses its liquidity. The organic carbon content in the liquor decreases with an increase in Na2SO4or Fe2O3content. Adding some Ba(NO3)2and Na2S to the liquor can recover the organic carbon content to a certain extent, and the absolute value of ζ potential will increase. The addition of Ba(-NO3)2or Na2S reduces the adsorption property of Na2SO4or Fe2O3in CFB ash on the polycarboxylate superplasticiser.展开更多
气流床气化过程产生的煤气化细渣(gasification fine slag,GFS)含碳量较高,已有的资源化利用均包含脱碳处理过程,而循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧技术具有良好的燃料适应性,但业内普遍认为在煤气化细渣(以下简称气化细...气流床气化过程产生的煤气化细渣(gasification fine slag,GFS)含碳量较高,已有的资源化利用均包含脱碳处理过程,而循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧技术具有良好的燃料适应性,但业内普遍认为在煤气化细渣(以下简称气化细渣)形成的过程中,残碳被包裹在熔融玻璃体内,因而在CFB燃烧温度(约900℃)下,很难燃尽。为了探寻CFB锅炉高效燃尽气流床气化细渣的可行性,先后研究了细渣中碳与灰的赋存形态、碳反应活性及其在流化床条件下的燃烧特性。扫描电镜分析结果及细渣破碎前后烧失试验对比结果,揭示了多孔残碳颗粒同灰颗粒分离的微观形貌,且研磨前后细渣失重之差仅为2.86%,进而明确了气化细渣中的残碳主要存在于熔融无机物之外,即“灰炭分离”赋存形态;热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)及马弗炉中的燃尽试验证明了在CFB中温燃烧条件下可以实现气化细渣的燃尽。由于气化细渣属于Geldart分类法中的A类粒子,采用传统CFB的常用流化风速无法为其提供足够的系统停留时间,故无法实现细粒度气化细渣在CFB炉中的高效燃烧。根据快速流态化图谱,提出了纯燃气化细渣的低气速细粒子快速流态化(low velocity fine particle fast fluidization,LFFF)‒CFB燃烧技术,选择远低于常规流化风速、稍大于转变速度Utr的流化速度,可显著提高气化细渣在系统内的停留时间;利用一维CFB燃烧模型,对气化细渣在低流化气速下的流动特性及CFB锅炉温度分布进行预测分析。最后,提出了纯燃气化细渣的LFFF燃烧技术,设计了年处理24万t气流床气化细渣的75 t/h CFB锅炉方案。展开更多
为解决传统水泥基注浆材料成本高、能耗和污染大等问题,基于固废材料协同效应,以CFB粉煤灰(CFBFA)、钢渣微粉(SS)、高炉矿渣(BFS)和脱硫石膏(FGD)为原材料制备新型绿色环保的公路路基及桥隧下伏采空区全固废注浆材料。通过系列室内试验...为解决传统水泥基注浆材料成本高、能耗和污染大等问题,基于固废材料协同效应,以CFB粉煤灰(CFBFA)、钢渣微粉(SS)、高炉矿渣(BFS)和脱硫石膏(FGD)为原材料制备新型绿色环保的公路路基及桥隧下伏采空区全固废注浆材料。通过系列室内试验,研究了不同CFBFA掺量(80%、60%、50%、40%、20%)、水固比(1∶1.3、1∶1.4、1∶1.5、1∶1.6)及SS与BFS质量比(8∶2、6∶4)等因素对浆料的密度、流动度、析水率、结石率以及结石体单轴抗压强度(UCS)的影响,并结合XRD、TG、SEM等微观试验,分析了水化作用机理。研究结果表明:水固比相同时,随CFBFA掺量的增加,浆料流动度、结石率增大,而密度、析水率和UCS减小;原材料配比相同时,随水固比增大,浆料析水率增加,流动度、密度、结石率及UCS减小;水固比与CFBFA掺量相同时,随SS与BFS比值增大,浆料密度与析水率增大,流动度、结石率与UCS减小;CFBFA掺量、水固比对浆料工作性能的影响均显著,且CFBFA、BFS掺量对UCS影响大;结石体28 d UCS试件中仅有A1组的小于0.6 MPa,且最大值达16.71 MPa。综合考虑浆料工作、力学性能,同时结合经济性,提出了公路路基、桥隧下伏采空区注浆材料的施工建议配合比。浆料水化产物主要为C—S—(A)—H、AFt及Ca(OH)2,减小水固比、增加SS与BFS掺量、提高试件养护龄期均可使水化产物(C—S—(A)—H、AFt)数量增多,试件更密实,UCS更高,且BFS掺量增加有助于Ca(OH)2二次水化和AFt等水化产物的生成。实际应用中,通过调整CFBFA、SS、BFS与FGD全固废注浆材料配合比,其工作性能及UCS均能满足相关规范的要求,用于采空区注浆是切实可行的。展开更多
基金Funded by the National Key Research and Development Program of China(2017YFC0602903)the National Natural Science Foundation of China(51834001)
文摘The effects of circulating fluid bed(CFB) ash on the adsorption performance of polycarboxylate superplasticiser and the mechanism of this influence on the dispersive property of the polycarboxylate superplasticiser were investigated by determing the cement paste fluidity, total organic carbon adsorption, infrared spectroscopic analyses and ζ potential test. The experimental results show that the addition of an inorganic salt into the mixture to change the content of SO42-and Fe2O3can improve the adaptability between the CFB ash and polycarboxylate superplasticiser. Adsorption may occur between the polycarboxylate superplasiciser and Fe2O3, SO42-or other components in CFB ash, leading to a significant reduction in paste fluidity. As the content of Na2SO4in CFB ash reaches 3% or Fe2O3reaches 9%, the paste loses its liquidity. The organic carbon content in the liquor decreases with an increase in Na2SO4or Fe2O3content. Adding some Ba(NO3)2and Na2S to the liquor can recover the organic carbon content to a certain extent, and the absolute value of ζ potential will increase. The addition of Ba(-NO3)2or Na2S reduces the adsorption property of Na2SO4or Fe2O3in CFB ash on the polycarboxylate superplasticiser.
文摘气流床气化过程产生的煤气化细渣(gasification fine slag,GFS)含碳量较高,已有的资源化利用均包含脱碳处理过程,而循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧技术具有良好的燃料适应性,但业内普遍认为在煤气化细渣(以下简称气化细渣)形成的过程中,残碳被包裹在熔融玻璃体内,因而在CFB燃烧温度(约900℃)下,很难燃尽。为了探寻CFB锅炉高效燃尽气流床气化细渣的可行性,先后研究了细渣中碳与灰的赋存形态、碳反应活性及其在流化床条件下的燃烧特性。扫描电镜分析结果及细渣破碎前后烧失试验对比结果,揭示了多孔残碳颗粒同灰颗粒分离的微观形貌,且研磨前后细渣失重之差仅为2.86%,进而明确了气化细渣中的残碳主要存在于熔融无机物之外,即“灰炭分离”赋存形态;热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)及马弗炉中的燃尽试验证明了在CFB中温燃烧条件下可以实现气化细渣的燃尽。由于气化细渣属于Geldart分类法中的A类粒子,采用传统CFB的常用流化风速无法为其提供足够的系统停留时间,故无法实现细粒度气化细渣在CFB炉中的高效燃烧。根据快速流态化图谱,提出了纯燃气化细渣的低气速细粒子快速流态化(low velocity fine particle fast fluidization,LFFF)‒CFB燃烧技术,选择远低于常规流化风速、稍大于转变速度Utr的流化速度,可显著提高气化细渣在系统内的停留时间;利用一维CFB燃烧模型,对气化细渣在低流化气速下的流动特性及CFB锅炉温度分布进行预测分析。最后,提出了纯燃气化细渣的LFFF燃烧技术,设计了年处理24万t气流床气化细渣的75 t/h CFB锅炉方案。
文摘为解决传统水泥基注浆材料成本高、能耗和污染大等问题,基于固废材料协同效应,以CFB粉煤灰(CFBFA)、钢渣微粉(SS)、高炉矿渣(BFS)和脱硫石膏(FGD)为原材料制备新型绿色环保的公路路基及桥隧下伏采空区全固废注浆材料。通过系列室内试验,研究了不同CFBFA掺量(80%、60%、50%、40%、20%)、水固比(1∶1.3、1∶1.4、1∶1.5、1∶1.6)及SS与BFS质量比(8∶2、6∶4)等因素对浆料的密度、流动度、析水率、结石率以及结石体单轴抗压强度(UCS)的影响,并结合XRD、TG、SEM等微观试验,分析了水化作用机理。研究结果表明:水固比相同时,随CFBFA掺量的增加,浆料流动度、结石率增大,而密度、析水率和UCS减小;原材料配比相同时,随水固比增大,浆料析水率增加,流动度、密度、结石率及UCS减小;水固比与CFBFA掺量相同时,随SS与BFS比值增大,浆料密度与析水率增大,流动度、结石率与UCS减小;CFBFA掺量、水固比对浆料工作性能的影响均显著,且CFBFA、BFS掺量对UCS影响大;结石体28 d UCS试件中仅有A1组的小于0.6 MPa,且最大值达16.71 MPa。综合考虑浆料工作、力学性能,同时结合经济性,提出了公路路基、桥隧下伏采空区注浆材料的施工建议配合比。浆料水化产物主要为C—S—(A)—H、AFt及Ca(OH)2,减小水固比、增加SS与BFS掺量、提高试件养护龄期均可使水化产物(C—S—(A)—H、AFt)数量增多,试件更密实,UCS更高,且BFS掺量增加有助于Ca(OH)2二次水化和AFt等水化产物的生成。实际应用中,通过调整CFBFA、SS、BFS与FGD全固废注浆材料配合比,其工作性能及UCS均能满足相关规范的要求,用于采空区注浆是切实可行的。
