论文投稿百科

石灰石煅烧的毕业论文

发布时间:2024-07-04 21:43:40

石灰石煅烧的毕业论文

CaCO3 -----> CaO + CO2

实验原理:石灰石与稀盐酸反应产生气体CO21,实验仪器:小烧杯、镊子2,实验药品:稀盐酸、生石灰样品3,实验步骤与分析:假设:含有石灰石实验步骤:取样品少量放入烧杯中,然后加入少量稀盐酸, 实验现象:如果有气泡产生, 结论及解释:证明含有未分解的石灰石CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑

反应式:CaCO3==CaO+CO2↑石灰石煅烧是石灰石在高温下分解,排出CO2气体,转化成为以CaO为主要成分的生石灰的过程。石灰石多以块状在立窑中煅烧,此法投资省,操作简便,能耗较低,但质量不稳定。用沸腾炉锻烧石灰石粉(粒度),可在较低温度和较短时间制得活性很高的石灰,尤其适用于煅烧镁质和白云石质石灰。熟料煅烧是水泥生料在煅烧设备里经高温烧成熟料的过程。生料起物理、化学反应,生成要求的熟料矿物。煅烧设备可采用立窑或回转窑,立窑适于规模较小的工厂,中型厂则宜采用回转窑,悬浮预热、窑外分解新型干法回转窑是当前发展的趋势。

caco3高温cao+co2

石灰石石膏湿法脱硫毕业论文

下面是我找的,不知道对你有没有帮助 ,如果有的话请您给个红旗吧一、前言 众所周知,能源消费是造成当今环境恶化的一个主要原因,尤其是煤炭在直接作为能源燃烧过程中,存在着效率低、污染严重的问题。统计表明,我国每年排入大气的污染物中有80%的烟尘,87%的SO2,67%的NOx来源于煤的燃烧。我国的大气污染主要是锅炉、窑炉燃煤产生烟气形成的煤烟型污染。目前我国能源仍然以煤炭为主,改变能源结构,使用油气电等清洁能源,与我国的国情又不太相适应,未来相当长一段时间内,煤炭在我国一次能源结构中的主体地位不会改变,这已成为不争的现实。因此大力发展和应用洁净煤燃烧技术与装置,是解决和控制大气污染的一条重要措施。 近年来,人们已在洁净煤燃烧技术方面进行了大量的研究与实践,但综合效果还都有待于提高。多年来在总结、借鉴、完善、发展国内外相关技术的基础上,我们对原煤气化和分相燃烧技术进行了大量研究,通过几年来的大量实验和工作实践,解决了十多项技术难题,掌握了一种锅炉清洁燃烧技术——煤气化分相燃烧技术, 并利用该技术研制出一种煤转化成煤气燃烧的一体化锅炉,我们称之为煤气化分相燃烧锅炉。其突出特点是无需炉外除尘系统,经过炉内全新的燃烧、气固分离及换热机理,实现“炉内消烟、除尘”,使其排烟无色——俗称无烟。烟尘、SO2、NOX排放浓度符合国家环保标准的要求,而且热效率高达80~85%。这种锅炉根据气固分相燃烧理论,把互补控制技术、气固分相燃烧技术集于一炉,将煤炭气化、燃烧集于一体,组成煤气化分相燃烧锅炉,从而实现了原煤的连续燃烧与洁净燃烧。 二、煤气化分相燃烧技术 烟尘的主要污染物是碳黑,它是不完全燃烧的产物。形成黑烟的原因主要是煤在燃烧过程中,形成易燃的轻碳氢化合物和难燃的重碳氢化合物及游离碳粒。这些难燃的重碳氢化合物、游离碳粒随烟气排出,便可见到浓浓的黑烟。 一般情况下,煤的燃烧属于多相混合燃烧,煤在燃烧过程中析出挥发物,而挥发物的燃烧对煤焦的燃烧起到制约作用,使固体碳的燃烧过程繁杂化、困难化。固体燃料氧化反应过程中的次级反应,即一氧化碳和二氧化碳的产生以及一氧化碳的氧化反应和二氧化碳的还原反应,都不利于固体碳和天然矿物煤的燃烧,而气固分相燃烧就可以有效地解决上述问题。 气固分相燃烧就是使固体燃料在同一个装置内分解成气相态的燃料和固相态的燃料,并使其按照各自的燃烧特点和与此相适应的燃烧方式,在同一个装置内有联系地、互相依托地、相互促进地燃烧,从而达到完全燃烧或接近完全燃烧的目的。 煤气化分相燃烧技术是根据气固分相燃烧理论,将煤炭气化、气固分相燃烧集于一体,以煤炭为原料,采用空气和水蒸气为气化剂,先通过低温热解的温和气化,把煤易产生黑烟的可燃性挥发份中的碳氢化合物先转化为煤气,与脱去挥发份的煤焦一同在燃烧室进行燃烧。这样在同一个燃烧室内气态燃料与固态燃料有联系地、互相依托地、相互促进地按照各自的燃烧规律和特点分别燃烧,消除了黑烟,提高了燃烧效率,并且在整个燃烧过程中,有利于降低氮氧化物和二氧化硫的生成,进而达到洁净燃烧和提高锅炉热效率的双重功效。 煤气化分相燃烧技术在锅炉上的应用,使固体燃料的干燥、干馏、气化以及由此产生的气相态的煤气和固相态的煤焦在同一炉内同时燃烧。并使锅炉在结构上实现了两个一体化,即煤气发生炉和层燃锅炉一体化,层燃锅炉与除尘器一体化,因此无需另设煤气发生炉便实现了煤的气化燃烧;也无需炉外除尘器,就可实现炉内消烟除尘,锅炉排烟无色。其燃烧机理如图一所示,双点划线框内表示固相煤和煤焦的燃烧过程,单点划线框内表示气相煤气的燃烧过程,实线框内表示煤的干馏过程,虚线框内表示煤焦的气化过程。 原煤首先在气化室缺氧条件下燃烧和气化热解,煤料自上部加入,煤层从下部引燃,自下而上形成氧化层、还原层、干馏层和干燥层的分层结构。其中氧化层和还原层组成气化层,气化过程的主要反应在这里进行。以空气为主的气化剂从气化室底部进入,使底部煤层氧化燃烧,生成的吹风气中含有一定量的一氧化碳,此高温鼓风气流经干馏层,对煤料进行干燥、预热和干馏。煤料从气化室上部加入,随着煤料的下降和吸热,低温干馏过程缓慢进行,逐渐析出挥发份,形成干馏煤气。其成份主要是水份、轻油和煤中挥发物。 原煤经干馏后形成热煤焦进入到还原层,靠下层部分煤焦的氧化反应热进行气化反应。同时可注入适量的水蒸汽发生水煤气反应,这样以空气和水蒸汽的混合物为气化剂,在气化室内与灼热的碳作用生成气化煤气。其成份主要是一氧化碳和二氧化碳以及由固体燃料中的碳与水蒸碳与产物、产物与产物之间反应生成的氢气、甲烷,还有50%以上的氮气。这样干馏层生成的干馏煤气和进入干馏层的气化煤气混合,由煤气出口排出。气化室内各层的作用及主要化学反应见表一。 表一:气化室内各层的作用及主要化学反应 层区名 作用及工作过程 主要化学反应 灰层 分配气化剂,借灰渣显热预热气化剂 氧化层 碳与气化剂中氧进行氧化反应,放出热量,供还原层吸热反应所需 C+O2=CO2 放热 2C+O2=2CO 放热 还原层 CO2 还原成CO,水蒸汽与碳分解为氢气, CO2+C=2CO 放热 H2O+C=CO+H2 放热 CO+H2O=CO2+H2 吸热 干馏层 煤料与热煤气换热进行热分解,析出干馏煤气:水份、轻油和煤中挥发物。 干燥层 使煤料进行干燥 在锅炉的气化室中,煤料自上而下加入,在气化过程中逐步下移,气化剂则由下部进入,通过炉栅自下而上,生成的煤气由燃料层上方引出。这一过程属逆流过程,它能充分利用煤气的显热预热气化剂,从而提高了锅炉的热效率,并且由于干馏煤气不经过高温区裂解,使气化煤气的热值有所提高。 原煤经温和气化低温热解产生的煤气,在经过上部干馏层后,通过气化室的煤气出口进入燃烧室,与充足的二次风充分混合,在燃烧室的高温条件下自行点燃,并与进入燃烧室炉排上煤焦向上的火焰相交,这样在燃烧室内煤气与煤焦分别按照气相和固相的燃烧特点和燃烧方式分别燃烧,又相互联系、相互促进,使一氧化碳和烟黑燃烬,达到或接近完全燃烧。 三、煤气化分相燃烧锅炉的结构特点及应用 锅炉在发展的过程中一直重视提高锅炉热效率和烟尘排放达标两大问题。传统的锅炉解决这两大问题的基本上是靠强化燃烧和传热提高锅炉热效率和设置炉外除尘器。强化燃烧往往会导致锅炉烟尘初始排放浓度的加大,增大除尘器的负担,在发达国家可使用除尘效率在99%以上的电除尘器或布袋除尘器,使烟尘排放浓度控制在50mg/Nm3以下,而在我国由于经济条件的原因,只能使用价格相对低廉的机械式或湿式除尘器,除尘效率一般低于95%,使烟尘排放浓度大于100-200 mg/Nm3,达不到国家的环保要求。这种依靠炉外除尘器解决除尘的办法,不仅增加锅炉房的占地面积和基建投资,而且增大引风机电耗,还造成二次污染。由于煤气化分相燃烧锅炉彻底改变了传统锅炉的燃烧原理,利用气固分相燃烧理论,使煤在燃烧过程中易产生黑烟的可燃性挥发份中的碳氢化合物先转化为可燃煤气,与脱去挥发份的煤焦一同在燃烧室进行燃烧。由于燃烧室温度高达1000℃以上,烟雾得以充分分解,解决了煤直接燃烧产生黑烟的难题。这种锅炉不仅使原煤尽可能地完全燃烧和高效利用,有较高的热效率,而且还尽可能地减少烟尘和有害气体SO2、NOX等的排放,达到消烟除尘的作用,使锅炉各项环保及节能指标大大优于国家标准。 煤气化分相燃烧技术在锅炉上的应用,打破了传统锅炉加除尘器的模式,创建了无需炉外除尘器的一体化模式。而这种一体化并不是机械式地将除尘器加入锅炉。煤气化分相燃烧锅炉与普通煤气锅炉和层燃锅炉相比,具有自己独特的结构,它将后两者有机结合,主要由前部的煤气化室,中部的燃烧室和尾部的对流受热面三大部分组成。(见图二:锅炉结构与燃烧示意图) 气化室是锅炉的技术核心部分,它看上去象是一个开放式的煤气发生炉,其主要功能,一是将煤中的可燃挥发份和煤的气化反应生成气,以煤气的形式排入到燃烧室进行燃烧;二是将释放出挥发份的半焦煤输送到燃烧室继续进行燃烧;三是控制气化室内的反应温度和煤焦层厚度。实现上述功能的关键:一是要保证一定的原煤层;二是要合理配置送风和气化剂,提高煤炭气化率和气化室的气化强度;三是要在煤气化室和燃烧室的连接部位,合理配置煤气出口和煤焦出口。气化室产要由炉体、进煤装置、炉栅、气化剂进口、煤气出口和煤焦出口等部分组成。 在气化室内以煤炭为原料,采用空气和水蒸汽为气化剂,在常压下进行煤的温和气化反应,将煤在低温热分解产生的挥发性物质从煤中赶出。当气化室内温度达到设定条件时,将气化室内脱挥发份的高温煤焦输送到燃烧室的炉排上进行强化燃烧。 燃烧室的主要功能:一是使煤气和煤焦燃烧完全,提高燃烧效率;二是降低烟尘初始排放量和烟气黑度。气化室内产生的煤气经煤气出口,喷入到燃烧室,在可控二次风的扰动下旋向下方,与由气化室进入到燃烧室的煤焦向上的火焰相交而混合燃烧。煤气与固定碳(煤焦)燃烧相结合,强化了燃烧,达到了充分燃烬,洁净燃烧的目的,提高了燃烧效率。并且因为在炉排上的燃烧是半焦化的煤焦,因此产生的飞灰量小,烟尘浓度、烟气黑度都比较低。同时,在燃烧室上方设置了防爆门,确保锅炉的安全运行。 对流受热面的主要功能就是完成与烟气的热量交换,达到锅炉额定出力,提高锅炉换热效率。其结构形式可有多种,与普通锅炉没有太大的区别,因此对大多数锅炉来说,都可以改造成煤气化分相燃烧锅炉。并且锅炉无需除尘器,大大节省锅炉房总投资和占地面积。 设计煤气化分相燃烧锅炉时,应注意的几点: 1、合理布置煤气出口和煤焦出口的位置和大小; 2、煤焦的温度控制; 3、气化剂进口和进煤口; 4、合理设置二次风和防爆门; 5、气化室与燃烧室的水循环要合理。 由上述可知,煤气化分相燃烧锅炉的结构并不复杂,只需在传统锅炉的基础上,在其前部加一个气化室,在原炉膛上设置二次风和防爆门,再结合一些控制技术。利用该原理可以设计出多种规格型号的锅炉,类型主要为~10t/h各参数的锅炉。现仅在东北地区已有几十台此类型的锅炉在运行,广泛用于洗浴、采暖、医药卫生等领域,并已经利用该技术,改造了很多工业锅炉,效果都非常好。 下面以一台DZL2t/h锅炉为例,改造前后对比见表二。 表二:DZL2t/h锅炉改造前后对比 改造前 改造后 比较 热效率 73% 78% 提高5% 耗煤量(AII) 380kg/h 356kg/h 节煤 适应煤种 AII AIII 褐煤 石煤AI AII AIII 无烟煤 煤种适应性广 锅炉外形体积 ×2× ×2× 长度约增加一米 环保性能 冒黑烟,环保不达标 排烟无色,满足环保要求 该新型锅炉综合地应用当代高新技术和高效率传热技术,将煤气发生炉与层燃锅炉有机结合为一体,做到清洁燃烧,炉内自行消烟除尘,锅炉运行期间,在无需炉外除尘器的情况下,排烟无色,烟尘浓度≤100mg/Nm3,比传统锅炉减少30-50%,SO2浓度≤1200mg/Nm3,NOx<400mg/ Nm3,符合国家环保标准GB13271-2001中一类地区的要求,同时,热效率在82%以上。而成本仅比传统锅炉增加不到一万元,但却省了一台除尘器。每小时加煤次数少,仅2~3次,并可实现机械上煤和除渣,因而大大减轻了司炉工的劳动强度。 四、煤气化分相燃烧锅炉的特点 传统的煤炭燃烧方式在煤的燃烧过程中会产生大量的污染物,造成严重的环境污染。主要原因是: (1)煤炭不易与氧气充分接触而形成不完全燃烧,燃烧效率低,相对增加了污染排放; (2)燃烧过程不易控制,例如挥发份大量析出时往往供氧不足,造成烟尘析出与冒黑烟; (3)固体燃料燃烧时温度难以均匀,形成局部高温区,促使大量NOx形成; (4)原煤中的硫大多在燃烧过程中氧化成SO2; (5)未经处理的固态煤炭直接燃烧时,大量粉尘将随烟气一同排出,造成大量粉尘污染。 煤气化分相燃烧锅炉将煤炭气化、气固分相燃烧集于一体,有效地解决环境污染问题,与传统的燃煤锅炉相比,它有以下优点: 1、烟尘浓度、烟气黑度低,环保性能好。 在气化层生成的气化煤气和在干馏层生成的干馏煤气最终混合在一起,在燃烧室内与二次风充分混合,因是气态燃料,供氧充分,容易达到完全燃烧,使一氧化碳和烟黑燃烬。而从气化室进入到燃烧室的炽热煤焦,因大部分挥发份已被析出,避免了挥发物对固定碳燃烧的不良影响,剩余的挥发份在煤焦内部进一步得到氧化,生成的一氧化碳和烟黑等可燃物在通过煤焦层表面时被燃烬。另外煤焦在燃烧时产生的飞灰量小,同时在锅炉内采用除尘技术,因此从根本上消除了“炭黑”,高效率地清除了烟尘中的飞灰。 2、节约能源、热效率高。 煤料在气化室充分气化热解之后再燃烧,不仅避免了挥发物、一氧化碳、二氧化碳等对煤焦燃烧的不良影响,而且从气化室进入燃烧室的热煤气更容易燃烧,并对煤焦的燃烧有一定的促进作用。进入燃烧室的炽热煤焦已脱去大部分挥发份,不仅有较高的温度,而且具有内部孔隙,能增强内部和外部扩散氧化反应,起到强化煤焦燃烧的作用,从而在降低过量空气系数下,使一氧化碳和炭黑燃烬,燃烧更加充分,因而降低了化学和机械不完全燃烧热损失,提高了煤的燃烧热效率,与直接烧煤相比可节煤5-10%。 3、氮氧化物的排放低 在气化室内煤层从下部引燃,并在下部燃烧,总体上气化室内温度比较低,属低温燃烧。而且在气化室内过量空气系数很小,大约在之间,属低氧燃烧。这为降低氮氧化物的排放提供了有利条件。煤中有机氮化学剂量小,并处在还原气氛中,只转变成不参与燃烧的无毒氮分子。煤中含有的氮氧化物,一部分在煤层半焦催化作用下反应生成氮气、水蒸汽和一氧化碳,还有一部分在穿过上部还原层时被还原成氮气。而气化室内脱去绝大部分挥发份的高温煤焦在进入燃烧室后,进行充足供氧强化燃烧,其中剩余的少量挥发份在半焦内部进一步热解氧化,氮氧化物在煤焦内部被进一步还原,生成的烟黑可燃物在经过焦层表面时被燃烬,从而控制和减少了氮氧化物的生成与排放。 4、有一定的脱硫作用 煤中的硫主要以无机硫(FeS2和硫酸盐)和有机硫的形式存在,而硫酸盐几乎全部存留在灰渣中,不会造成燃煤污染。在煤气化分相燃烧锅炉中,煤中的FeS2和有机硫在气化室内发生热分解反应,以及与煤气中的氢气发生还原反应,使煤中的硫以硫化氢气体的形式脱除释放出来。而且在气化室下部,温度一般在800℃左右,恰好是脱硫剂发挥作用的最佳反应温度。如燃用含硫量较高的煤,只需在碎煤粒中添加适量的石灰石或白云石,即可得到较好的脱硫效果,从而大大降低烟气中二氧化硫的含量。 5、操作和控制简单易行 煤气的发生和燃烧在同一设备的两个装置中进行,不用设置单独的煤气点火装置,煤气在燃烧室内由高温明火自行点燃,易于操作和控制,简化了运行管理,操作方便,减轻司炉工劳动强度,改善锅炉房卫生条件,实现文明生产。 6、燃烧稳定,煤种适应性强 煤在锅炉气化室的下部引燃,因而燃烧稳定。可燃劣质煤矿和燃点高的煤,其煤种适应性较强,在难熔区或中等结渣范围以内的煤种均适合。其中褐煤、长焰煤、不粘结或弱粘结烟煤、小球形型煤是比较理想的燃料。 五、结束语 实践证明,新的燃烧理论及多种专利组成的集成技术,保证了煤气化分相燃烧锅炉高效环保的稳定性及先进性,克服了旧技术无法解决的浪费及污染的难题,获得了明显的经济效益和环境效益,受到用户青睐。中国的煤炭资源十分丰富,随着能源政策和环境的要求越来越高,煤气化分相燃烧锅炉在我国市场前景十分广阔。

火力发电利用可燃物在燃烧时产生的热能,通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。下面是我整理的火力发电技术论文,希望你能从中得到感悟!

探讨火力发电厂烟气脱硫技术

[摘要] 文章 主要阐述了脱技术的分类和比较成熟的几种脱硫工艺技术并指出了合理运用这些先进的工艺技术。

[关键词]火电厂 脱硫技术 二氧化硫 新排放标准

[中图分类号] [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-270-2

1国内外脱硫技术研究现状

目前燃煤脱硫有3种方式:一是锅炉燃烧前脱硫,如洁净煤技术;二是燃烧过程中(炉内)脱硫,如循环流化床燃烧技术;三是燃烧后脱硫,即烟气脱硫技术。由于燃烧前和炉内脱硫的效率较低,难以达到较高的环保要求,因此目前火电厂,特别是大型火电机组烟气脱硫,主要采用炉后烟气脱硫(FGD)工艺。就目前的技术水平和现实能力而言,烟气脱硫技术也是世界上应用最广泛、最经济、最有效的一种控制SO2排放的技术。电厂烟气脱硫技术大致可分为干法、半干法和湿法3种类型。

干法脱硫

干法烟气脱硫技术是脱硫吸收和产物处理均在无液相介入的完全干燥的状态下进行,具有流程短、无污水废酸排出、净化后烟气温度高,利于烟囱排气扩散、设备腐蚀小等优点,反应产物亦为干粉状。此种 方法 的脱硫效率为40%~70%,脱硫剂利用率较低,但投资少、设备占地面积小。

半干法脱硫

半干法烟气脱硫技术是结合了湿法和干法脱硫的部分特点,吸收剂在湿的状态下脱硫,在干燥状态下处理脱硫产物;也有在干燥状态下脱硫,在湿状态下处理脱硫产物的。半干法的工艺特点是反应在气、固、液三相中进行,利用烟气显热蒸发吸收液中的水分,使最终产物为干粉状。这种方法的脱硫效率为70%~85%,较脱硫效率比湿法低,但投资及运行费用也较低,具有较好的经济性。

湿法脱硫

湿法烟气脱硫技术是液体或浆状吸收剂在湿的状态下脱硫和处理脱硫产物,具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点,但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。湿式烟气脱硫工艺脱硫产物为膏状物,可脱除烟气中95%以上的SO2。目前,日本和欧美等国家绝大部分燃煤电厂都采用此种方法。

2几种主要脱硫工艺简介

石灰石一石膏湿法脱硫工艺

目前,世界上应用最广泛、技术最为成熟的脱除技术是石灰石—石膏湿法脱硫工艺,它能占到FGD容量的70%左右。这种技术以石灰石为脱硫吸收剂,向吸收塔内喷入吸收剂浆液,让这些物质和烟气充分接触、混合,随之对烟气进行净化、洗涤,使烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及氧化空气发生化学反应,最后生成石膏,从而达到减少SO2排放的目的,是控制酸雨和SO2最有效的方法。

(1)脱硫效率高,技术成熟近年来,石灰石—石膏湿法脱硫技术发展迅速,脱硫效率能够达到95%以上,经过处理后SO2浓度和烟气含尘量都会大幅减少。从目前运行实际情况看,很多大型电厂普遍采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺,效果较好,有利于本地区烟气污染物总量控制,改善周边环境。此项技术成熟,运行 经验 多,运行稳定,易于调整,能够取得很好的经济效益。

(2)投资高,占地面积大石灰石—石膏湿法脱硫工艺需要配置石灰石粉碎、磨制系统,石膏脱水系统、废水处理系统等,因此占地面积比较大,况且设备多,一次性建设投资就会比较大。

(3)吸收剂资源丰富,价格便宜我国有丰富的石灰石资源,并且品质也较好,价格便宜,碳酸钙含量在90%以上,优者可达95%以上,钙利用率较高。

(4)副产物的综合利用石灰石—石膏湿法脱硫工艺的脱硫副产物为二水石膏。石膏是用于生产建材产品和水泥缓凝剂,目前我国房地产市场非常大,石膏的利用率也很高,且消耗大,因此脱硫副产品基本可以达到综合利用。这样不仅可以增加电厂的经济效益,还会降低企业的运行成本,减少二次污染。

炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫(LIFAC)

LIFAC技术是在炉内喷钙脱硫技术的基础上在锅炉尾部增设了增湿活化塔,以提高脱硫效率。石灰石粉作为吸收剂,由气力喷入炉膛950~1150℃的温度区,使石灰石受热分解为CaO和CO2,CaO再与烟气中的SO2反应生成CaSO3。此方法的脱硫效率较低,约为25%~35%。在尾部增湿活化反应器内,增湿水以雾状喷入,与未反应的CaO接触生成Ca(OH)2随后与烟气中的SO2反应,可以将系统脱硫效率提高到75%。增湿水由于烟气加热而迅速蒸发,未反应的吸收剂、反应产物被干燥,一部分从增湿活化器底部分离出来,其余的随烟气排出,被除尘器收集下来。为了提高吸收剂的利用率,部分飞灰返回增湿活化反应器入口实现再循环。

该技术具有以下特点:系统简单、占地面积少,投资及运行费用低,特别是可以分步实施,适应环保标准逐渐提高的要求,特别适用于中小机组改造,但可能会引起原锅炉结焦及受热面磨损;主要适用于燃煤含硫量低于的中、低硫煤种;脱硫效率在60%~85%之间,钙的利用率低,一般Ca/S为~;脱硫副产品呈干粉状,无废水排放,副产品的利用有一定困难,锅炉效率下降约。

循环流化床干法

烟气循环流化床脱硫技术(CFB)是20世纪80年代后期发展起来的一种新的烟气脱硫技术,该技术是利用循环流化床强烈的传热和传质特性,在吸收塔内加入消石灰等脱硫剂,用高速烟气使脱硫剂流态化从而与烟气强烈混合接触,烟气中的酸性污染物与脱硫剂中和、固化,从而达到净化烟气的目的。增湿(或制浆)后的吸收剂注入到吸收塔入口,使之均匀地分布在热态烟气中。此时,吸收剂得到干燥,烟气得到冷却、增湿,烟气中的SO2在吸收塔中被吸收,最终生成CaSO3和CaSO4。除尘器后的洁净烟气经引风机(或增压风机)升压后通过烟囱排放,被除尘器捕集下来的含硫产物和未反应的吸收剂,部分注入吸收塔进行再循环,以达到提高吸收剂利用率的目的。

旋转喷雾半干法烟气脱硫

喷雾干燥法脱硫工艺脱硫吸收剂是石灰,石灰经消化后加水形成消石灰乳,通过泵将其打入吸收塔内的雾化装置。在吸收塔内,被雾化后的吸收剂与烟气混合接触,并和烟气中的SO2发生化学反应,生成CaSO3和CaSO4,从而脱去烟气中的SO2。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形态随烟气带出吸收塔,进入除尘器被收集下来。为提高脱硫吸收剂的利用率,将部分脱硫灰渣返回制浆系统进行循环利用,其余的可综合利用。

该技术具有以下特点:技术成熟,流程简单,系统可靠性高;单塔处理能力大小(约200MW);中等脱硫效率70%~85%,钙的利用率较低,一般Ca/S=~,对生石灰品质要求不高;脱硫副产品呈干粉状,无废水排放,不过副产品利用有一定困难。此技术适应于中小规模机组,燃煤含硫量一般不超过,脱硫效率均低于90%。此技术在西欧的德国、奥地利、意大利、丹麦、瑞典、芬兰等国家应用比较多,主要应用于小型电厂或垃圾焚烧装置,美国也有15套装置(总容量500MW)正在运行,其中最大单机容量为520MW。1993年,我国山东黄岛电厂4号机组(210MW)引进了三菱旋转喷雾干燥脱硫工艺装置,处理烟气量为3×106m3/h,设计脱硫效率为70%。运行初期出现过吸收塔塔壁积灰、喷嘴结垢堵塞、R/A圆盘磨损等问题,但经过改进后基本运行正常。

3结语

脱硫技术目前相对比较成熟,应用较广泛,对于降低我国火电厂的环境污染有着十分重要的意义。通过脱硫技术的不断发展,必能达到新标准二氧化硫的排放要求。

参考文献

[1]周海滨,张东明,常燕.深度脱氮技术在电厂中水回用中的应用[J].工业水处理,2011,31(3):81-84.

[2]韩买良,马学武,吴志勇.火电厂水处理岛优化设计研究[J].华电技术,2010,32(6):12-16.

[3]徐庆东,张海燕.中水腐蚀特性试验与分析[J].华电技术,2008,30(3):29-32.

[4]韩买良,马学武,吴志勇.火电厂水处理岛优化设计研究[J].华电技术,2010,32(6):12-16.

点击下页还有更多>>>火力发电技术论文

我现在正在做毕业论文的题目就是湿法脱硫技术呢,呵呵。湿法脱硫工艺为10%~15%,喷雾干燥工艺<12%,LIFAC为5%~7%,CFB为5%~7%,炉内喷钙<5%。FGD湿法脱硫的总投资主要包括FGD装置设备,建筑工程费,安装工程费,工程技术服务总费用等,根据工程规模的不同,总费用存在一定的差距,不同规模机组投资预算如下:2×300MW FGD装置设备费14500万元,建筑工程费1500万元,安装工程费1100万元,工程技术服务总费用1350万元,合计18450万元2×600MW FGD装置设备费20000万元,建筑工程费2000万元,安装工程费1300万元,工程技术服务总费用2800万元,合计26100万元湿法脱硫与干法比较第一,湿法脱硫的投资较干法高,相应引起财务费用的增加,综合反映在折旧、摊销和财务费用上。湿法脱硫中机械设备较多,水电费用明显大于干法。第二,湿法脱硫采用的原料为相对较廉价的石灰石(约40元一吨),而干法采用的价格较高的消石灰(约为50元一吨),综合反映在物耗中的脱硫剂费用上,湿法明显低于干法。第三,湿法脱硫的副产物为石膏,可综合利用并带来收益,经脱水后的二水石膏可直接销售,市场价格在50元一吨,通过进一步加工可制成石膏板等建筑材料。而干法的副产品结构复杂,难以获得附加值的利用。第四,湿法脱硫效率高于干法,相应减少了缴纳的排污费,间接地减少了治理费用。

燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策 1 总则 1.1 我国目前燃煤二氧化硫排放量占二氧化硫排放总量的90% 以上,为推动能源合理利用、 经济结构调整和产业升级,控制燃煤造成的二氧化硫大量排放,遏制酸沉降污染恶化趋势,防 治城市空气污染,根据《中华人民共和国大气污染防治法》以及《国民经济和社会发展第十个五 年计划纲要》的有关要求,并结合相关法规、政策和标准,制定本技术政策。 1.2 本技术政策是为实现2005年全国二氧化硫排放量在2000年基础上削减10% ,“两控 区”二氧化硫排放量减少20%,改善城市环境空气质量的控制目标提供技术支持和导向。 1.3 本技术政策适用于煤炭开采和加工、煤炭燃烧、烟气脱硫设施建设和相关技术装备的开 发应用,并作为企业建设和政府主管部门管理的技术依据。 1.4 本技术政策控制的主要污染源是燃煤电厂锅炉、工业锅炉和窑炉以及对局地环境污染有 显著影响的其他燃煤设施。重点区域是“两控区”,及对“两控区”酸雨的产生有较大影响的周 边省、市和地区。 1.5 本技术政策的总原则是:推行节约并合理使用能源、提高煤炭质量、高效低污染燃烧以及 末端治理相结合的综合防治措施,根据技术的经济可行性,严格二氧化硫排放污染控制要求, 减少二氧化硫排放。 1.6 本技术政策的技术路线是:电厂锅炉、大型工业锅炉和窑炉使用中、高硫份燃煤的,应安 装烟气脱硫设施;中小型工业锅炉和炉窑,应优先使用优质低硫煤、洗选煤等低污染燃料或其 它清洁能源;城市民用炉灶鼓励使用电、燃气等清洁能源或固硫型煤替代原煤散烧。 2 能源合理利用 2.1 鼓励可再生能源和清洁能源的开发利用,逐步改善和优化能源结构。 2.2 通过产业和产品结构调整,逐步淘汰落后工艺和产品,关闭或改造布局不合理、污染严重 的小企业;鼓励工业企业进行节能技术改造,采用先进洁净煤技术,提高能源利用效率。 2.3 逐步提高城市用电、燃气等清洁能源比例,清洁能源应优先供应民用燃烧设施和小型工 业燃烧设施。 2.4 城镇应统筹规划,多种方式解决热源,鼓励发展地热、电热膜供暖等采暖方式;城市市区 应发展集中供热和以热定电的热电联产,替代热网区内的分散小锅炉;热网区外和未进行集中 供热的城市地区,不应新建产热量在2.8 MW 以下的燃煤锅炉。 2.5 城镇民用炊事炉灶、茶浴炉以及产热量在O.7 MW 以下采暖炉应禁止燃用原煤,提倡使 用电、燃气等清洁能源或固硫型煤等低污染燃料,并应同时配套高效炉具。 2.6 逐步提高煤炭转化为电力的比例,鼓励建设坑口电厂并配套高效脱硫设施,变输煤为 输电。 2.7 到2003年,基本关停50 MW 以下(含50 MW)的常规燃煤机组;到2010年,逐步淘汰不 能满足环保要求的100 MW 以下的燃煤发电机组(综合利用电厂除外),提高火力发电的煤炭 使用效率。 3 煤炭生产、加工和供应 3.1 各地不得新建煤层含硫份大于3%的。矿井。对现有硫份大于3%的高硫小煤矿,应予关闭。对现有硫份大于3% 的高硫大煤矿,近期实行限产,到2005年仍未采取有效降硫措施、或 无法定点供应安装有脱硫设施并达到污染物排放标准的用户的,应予关闭。 3.2 除定点供应安装有脱硫设施并达到国家污染物排放标准的用户外,对新建硫份大于1.5 %的煤矿,应配套建设煤炭洗选设施。对现有硫份大于2% 的煤矿,应补建配套煤炭洗选 设施。 3.3 现有选煤厂应充分利用其洗选煤能力,加大动力煤的人洗量。 3.4 鼓励对现有高硫煤选煤厂进行技术改造,提高选煤除硫率。 3.5 鼓励选煤厂根据洗选煤特性采用先进洗选技术和装备,提高选煤除硫率。 3.6 鼓励煤炭气化、液化,鼓励发展先进煤气化技术用于城市民用煤气和工业燃气。 3.7 煤炭供应应符合当地县级以上人民政府对煤炭含硫量的要求。鼓励通过加入固硫剂等 措施降低二氧化硫的排放。 3.8 低硫煤和洗后动力煤,应优先供应给中小型燃煤设施。 4 煤炭燃烧 4.1 国务院划定的大气污染防治重点城市人民政府按照国家环保总局《关于划分高污染燃料 的规定>,划定禁止销售、使用高污染燃料区域(简称“禁燃区”),在该区域内停止燃用高污染燃 料,改用天然气、液化石油气、电或其他清洁能源。 4.2 在城市及其附近地区电、燃气尚未普及的情况下,小型工业锅炉、民用炉灶和采暖小煤炉 应优先采用固硫型煤,禁止原煤散烧。 4.3 民用型煤推广以无烟煤为原料的下点火固硫蜂窝煤技术,在特殊地区可应用以烟煤、褐 煤为原料的上点火固硫蜂窝煤技术。 4.4 在城市和其它煤炭调入地区的工业锅炉鼓励采用集中配煤炉前成型技术或集中配煤集 中成型技术,并通过耐高温固硫剂达到固硫目的。 4.5 鼓励研究解决固硫型煤燃烧中出现的着火延迟、燃烧强度降低和高温固硫效率低的技术 问题。 4.6 城市市区的工业锅炉更新或改造时应优先采用高效层燃锅炉,产热量7 MW 的热效率 应在80%以上,产热量<7 MW 的热效率应在75%以上。 4.7 使用流化床锅炉时,应添加石灰石等固硫剂,固硫率应满足排放标准要求。 4.8 鼓励研究开发基于煤气化技术的燃气一蒸汽联合循环发电等洁净煤技术。 5 烟气脱硫 5.1 电厂锅炉 5.1.1 燃用中、高硫煤的电厂锅炉必须配套安装烟气脱硫设施进行脱硫。 5.1.2 电厂锅炉采用烟气脱硫设施的适用范围是: 1)新、扩、改建燃煤电厂,应在建厂同时配套建设烟气脱硫设施,实现达标排放,并满足 SO2排放总量控制要求,烟气脱硫设施应在主机投运同时投入使用。 2)已建的火电机组,若So2排放未达排放标准或未达到排放总量许可要求、剩余寿命(按 照设计寿命计算)大于1O年(包括l0年)的,应补建烟气脱硫设施,实现达标排放,并满足8o2 排放总量控制要求。 3)已建的火电机组,若S 排放未达排放标准或禾达到排放总量许可要求、剩余寿命(按 照设计寿命计算)低于10年的,可采取低硫煤替代或其它具有同样SO2减排效果的措施,实现 达标排放,并满足So2排放总量控制要求。否则,应提前退役停运。 4)超期服役的火电机组,若SO2排放未达排放标准或未达到排放总量许可要求,应予以淘汰。 5.1.3 电厂锅炉烟气脱硫的技术路线是: 1)燃用含硫量2%煤的机组、或大容量机组(200 MW)的电厂锅炉建设烟气脱硫设施时, 宜优先考虑采用湿式石灰石一石膏法工艺,脱硫率应保证在90%以上,投运率应保证在电厂 正常发电时间的95%以上。 2)燃用含硫量<2%煤的中小电厂锅炉(<200 MW),或是剩余寿命低于10年的老机组 建设烟气脱硫设施时,在保证达标排放,并满足SO2排放总量控制要求的前提下,宜优先采用 半干法、干法或其它费用较低的成熟技术,脱硫率应保证在75%以上,投运率应保证在电厂正 常发电时间的95%以上。 5.1.4 火电机组烟气排放应配备二氧化硫和烟尘等污染物在线连续监测装置,并与环保行政 主管部门的管理信息系统联网。 5.1.5 在引进国外先进烟气脱硫装备的基础上,应同时掌握其设计、制造和运行技术,各地应 积极扶持烟气脱硫的示范工程。 5.1.6 应培育和扶持国内有实力的脱硫工程公司和脱硫服务公司,逐步提高其工程总承包能 力,规范脱硫工程建设和脱硫设备的生产和供应。 5.2 工业锅炉和窑炉 5.2.1 中小型燃煤工业锅炉(产热量<14 MW )提倡使用工业型煤、低硫煤和洗选煤。对配 备湿法除尘的,可优先采用如下的湿式除尘脱硫一体化工艺: 1)燃中低硫煤锅炉,可采用利用锅炉自排碱性废水或企业自排碱性废液的除尘脱硫工艺; 2)燃中高硫煤锅炉,可采用双碱法工艺。 5.2.2 大中型燃煤工业锅炉(产热量14 MW)可根据具体条件采用低硫煤替代、循环流化床 锅炉改造(加固硫剂)或采用烟气脱硫技术。 5.2.3 应逐步淘汰敞开式炉窑,炉窑可采用改变燃料、低硫煤替代、洗选煤或根据具体条件采 用烟气脱硫技术。 5.2.4 大中型燃煤工业锅炉和窑炉应逐步安装二氧化硫和烟尘在线监测装置。 5.3 采用烟气脱硫设施时,技术选用应考虑以下主要原则: 5.3.1 脱硫设备的寿命在15年以上; 5.3.2 脱硫设备有主要工艺参数(pH值、液气比和SO2出口浓度)的自控装置; 5.3.3 脱硫产物应稳定化或经适当处理,没有二次释放二氧化硫的风险; 5.3.4 脱硫产物和外排液无二次污染且能安全处置; 5.3.5 投资和运行费用适中; 5.3.6 脱硫设备可保证连续运行,在北方地区的应保证冬天可正常使用。 5.4 脱硫技术研究开发 5.4.1 鼓励研究开发适合当地资源条件、并能回收硫资源的技术。 5.4.2 鼓励研究开发对烟气进行同时脱硫脱氮的技术。 5.4.3 鼓励研究开发脱硫副产品处理、处置及资源化技术和装备。 6 二次污染防治 6.1选煤厂洗煤水应采用闭路循环,煤泥水经二次浓缩,絮凝沉淀处理,循环使用。 6.2 选煤厂的洗矸和尾矸应综合利用,供锅炉集中燃烧并高效脱硫,回收硫铁矿等有用组份, 废弃时应用土覆盖,并植被保护。 6.3 型煤加工时,不得使用有毒有害的助燃或固硫添加剂。 6.4 建设烟气脱硫装置时,应同时考虑副产品的回收和综合利用,减少废弃物的产生量和排 放量。 6.5 不能回收利用的脱硫副产品禁止直接堆放,应集中进行安全填埋处置,并达到相应的填 埋污染控制标准。 6.6 烟气脱硫中的脱硫液应采用闭路循环,减少外排;脱硫副产品过滤、增稠和脱水过程中产 生的工艺水应循环使用。 6.7 烟气脱硫外排液排人海水或其它水体时,脱硫液应经无害化处理,并须达到相应污染控 制标准要求,应加强对重金属元素的监测和控制,不得对海域或水体生态环境造成有害影响。 6.8 烟气脱硫后的排烟应避免温度过低对周边环境造成不利影响。 6.9 烟气脱硫副产品用作化肥时其成份指标应达到国家、行业相应的肥料等级标准,并不得 对农田生态产生有害影响。

石灰粉尘论文参考文献

生石灰的主要成分是氧化钙,熟石灰的主要成分是氢氧化钙,建筑石膏的主要成分是碳酸钙。生石灰加水就变成熟石灰,熟石灰放置与空气中的二氧化碳反应就变成建筑石膏。生石灰和熟石灰均可以用来墙体砌筑和抹灰;建筑石膏可以制作建筑雕塑作品。

石灰的使用非常广泛,石灰在日常生活中也有很多的小妙用。下面一起来看下石灰的生活小妙用有哪些吧。石灰的妙用 1.使用从门窗上拆下的旧玻璃,边角上硬化的油灰很难除掉。可用碳酸钾、生石灰、肥皂和水共同调成浆状,涂在硬化的油灰上,几小时后油灰便会软化,很容易被除去。 2.取熟石灰粉15克放碗内,加入浓碱水,使碱水高出石灰面3厘米,再以糯米50粒撒在石灰上,浸泡24小时,将米取出捣泥,挑少许点患处,可治鸡眼、胼胝、疣痣。 3.取熟石灰粉500克,加冷开水1000毫升,搅匀静置过滤,取澄清液与煮沸待冷的等量花生油混合,涂擦患处,可治烫伤。 4.在放置木器的地面撒些石灰,或在木器内放些石灰,可防止虫蚁爬入。 5.竹器浸入石灰水中连续几天,未遭虫蛀的可以预防虫蛀,已被虫蛀的则可杀灭蛀虫。 6.冬天,用生石灰加硫磺、食盐混合配制成白涂剂,涂树干,不仅有防冻害和防日晒水分蒸发的作用,而且还可防治在树上越冬的害虫。 7.菜橱里有潮气,可在碟或碗里盛生石灰1块,放于橱中,潮气即可被消除。 8.将盛有干燥石灰的小布袋放在胶鞋里过夜,能使鞋内的湿气被吸收,而使鞋内保持干燥。 9.黄梅季节,可用纸包些生石灰置于书橱中,可防止书籍受潮发霉。 10.石灰可用于烟筒防锈。 方法 是:先刷净筒内灰尘,再用石灰浆把烟筒里外涂上一层,晒干以后用纸包好,吊置于通风干燥处,即能防锈。 11.梳子上的污垢油腻,有时用热水及肥皂洗擦都不容易洗干净。可用石灰水稍泡,再经日光晒过,然后用肥皂水清洗一,上面的污垢油腻即可被清除干净。 12茶壶、茶杯内的茶垢,清水难以洗净。如用熟石灰调成糊洗擦,则能很快将茶垢除去。 13璃瓶内的油腻难以洗净。可放入一些熟石灰,再灌入少许温开水,然后伸入瓶刷搅动,待水溶液出现浑浊并有悬浮物泛起时倒出,再用清水冲刷,就能将瓶内油腻洗净。 14.取大小适宜的瓦缸或瓦坛1口,垫放部分生石灰作干燥剂,然后将需要贮藏的腊肉等食物放入,缸口或坛口垫纸数张,加盖压紧,即可防止腊肉变味。 15.将无破损的鲜蛋放入清洁的池子或缸内,倒入浓度为2~3%的石灰水,石灰水用量高出蛋面20~25厘米,可使蛋保鲜3~4个月。 16.将鸡蛋放进浓度为5%左右的石灰水中浸泡半小时,然后捞出晾干,放入缸或罐中存放,可使鸡蛋保鲜较长时间。 17.在1500克开水中加进200克石灰搅匀,将杀好的兔子放入翻动几下,然后取出,便可轻易地将兔毛全部煺去。 18.在容器底部铺一层生石灰,石灰上放1张纸,将干鱼放在纸上,盖好盖子,存放在通风干燥处,3个月内鱼干不会受潮、腐烂。 19.鱼肚晒干,放入盛有石灰的坛子内密封贮存,可防止生虫变质。 20.刚收获的洋葱头,稍加晾晒后,切去根部,抹上石灰,能有效地防止其抽芽。 21.食油、棉花和细石灰各适量,将它们放在一起,用锤子砸捣,使之粘合呈泥状,用其糊补铁锅的裂缝和小窟窿,干后铁锅即可使用。 22.在往炉中添加蜂窝煤前,先把蜂窝煤的大半截浸入拌成稀糊状的石灰浆中,将其沾有灰浆的一端朝上放入炉内,煤块燃烧时,不但可以消除大部分的煤臭气,而且更为耐烧。 23.取石灰水少许,用棉花蘸湿敷于患部,可治蚊虫叮咬,止痒消肿。 24.石灰水可用于涨发笋干。先将笋干放在铁锅内,加满水煮沸30分钟,再转小火焖煮,然后捞出,切除老根,洗净,浸泡在石灰水中待用,每隔2~3天换一次石灰水。使用前捞出洗净,切成片状,入锅烹制,成菜鲜嫩味美。 25.在米缸底部放些生石灰,上铺塑料布,再倒入大米,盖好缸盖,可有效防止大米生虫。 26.石灰水可用于西瓜子的炒制。先将1小块石灰放在水里化开,取滤液备用。把西瓜子放入石灰水中浸泡10个小时,捞出用清水冲洗干净,沥水。然后将瓜子放入锅内,加水、酱油、桂皮、茴香等,煮至水将干时,打开锅盖,反复翻炒,略干即成。 27.按1:5的比例用石灰和水,混合成石灰水,取澄清液,浸泡涩柿子,大约1周后,柿子的涩味就消除了 28.为防止茶叶受潮,可在容器底层用小布袋装1块生石灰,用白纸包好,上面再垫1张白纸,然后倒进茶叶,密封容器,即可使茶叶保持干燥。此法尤其适用于绿茶。 29.脚汗多鞋内潮湿,可在每晚睡觉前将石灰粉装入两个小布袋里,分别放入鞋内吸潮,第二天穿用干燥舒适。 30.将生石灰放入鼠洞内,灌少量水,待洞内冒热气时,即将洞口堵严。生石灰与水反应产生较热的气体,可将老鼠憋死在洞内。 31.用1个小桶,里面放入5~6公斤石灰水,然后把磨利擦亮的菜刀浸泡在石灰水中,需要时拿出来,洗净再用;切完菜后,继续把刀浸在石灰水里,菜刀不会生锈。 石灰生活应用 石灰是吸附剂,1公斤生石灰能吸附空气中大约公斤水分。可用布料或麻袋裹装生石灰后放置于室内各处,使空气保持干燥。 使用石灰的注意事项 1、使用操作过程时间越短越好,放置在包装容器内的适当处,起到密封吸湿的作用。2、存放在干燥库房中,防潮,避免与酸类物接触。3、运输过程中避免受潮,小心轻放,以防止包装破损而影响产品质量。4、禁止食用,万一入口,用水漱口立即求医。(切记不能饮水,生石灰是碱性氧化物遇水会腐蚀!) 石灰的腐蚀防护 其粉尘或悬浮液滴对粘膜有刺激作用,虽然程度上不如氢氧化钠重,但也能引起喷嚏和咳嗽,和碱一样能使脂肪乳化,从皮肤吸收水分、溶解蛋白质、刺激及腐蚀组织。吸入石灰粉尘可能引起肺炎。最高容许浓度为5mg/m3。吸入粉尘时,可吸入水蒸气、可待因及犹奥宁,在胸廓处涂芥末膏;当落入眼内时,可用流水尽快冲洗,再用5%氯化铵溶液或溶液冲洗,然后将地卡因溶液滴入。工作时应注意保护呼吸器官,穿戴用防尘纤维制的工作服、手套、密闭防尘眼镜,并涂含油脂的软膏,以防止粉尘吸入。 看了石灰有哪些妙用还看: 1. 什么方法治鸡眼 2. 蜡烛有哪些妙用 3. 银耳栽培有哪些病虫害 4. 牙膏去污有哪些妙用

1923 年开始在汽油中加入铅用作抗爆剂以后, 更加速了全球性铅的污染。因此可以说如今世界上已难找到土壤铅含量不受人类活动影响的一片“净土”。Kabata - Pendias 和Rendias[5 ]报道在靠近公路的某一块土壤铅含量高达7000μg/ g。潘如圭等[6 ]研究了汽车尾气中铅对公路两侧蔬菜的污染情况。试验结果表明: 在公路两侧200 m 范围内生长的蔬菜均受到汽车尾气中铅的污染。管建国[7 ]等研究了在金属冶炼厂周围和公路两侧200 m 范围内蔬菜的受污染情况, 发现所调查的普通叶菜的铅含量均超过国家食品卫生标准。彭珊珊等[8 ]对我国一些常用茶中Pb 进行了测定, 结果表明茶叶中的铅超过一般标准, 应引起重视。土壤中的铅大部分形成PbS , 少部分形成PbCO3 、PbSO4 和PbCrO4 等无机化合物, 或与有机物螯合。铅的无机化合物大多难以溶解, 而且因受到下列因素影响, 铅在土壤中的迁移能力也很弱: (1) 土壤有机质对铅的络合作用。土壤有机质的—SH , —NH2 基因能与铅离子形成稳定的络合物。(2) 土壤粘土矿物对铅的吸附作用。粘土矿物的阳离子交换位点可对铅离子进行交换性吸附。另外, 铅离子进入水合氧化物的配位壳, 直接通过共价键或配位键结合于固体表面。由于铅在土壤中迁移能力弱, 而且溶解度低, 因而人为因素造成的铅污染大多停留在土壤表层, 随土壤深度的增加其含量急剧降低, 20 cm 以下趋于自然水平。进入土壤中的铅有可能被植物吸收, 或溶解到地表水中, 通过食物链和饮用水进入动物和人体, 进而影响人类健康。近年来的研究发现, 铅对人类健康的影响具有不可逆性和远期效应[9 ] 。Page[2 ]等研究表明, 人体血铅与土壤铅含量存在一定关系:0112 (Pb - B , μg/ 100mg) = ln (Pb - S ,μg/ g) - 4185这一关系式仅说明了某一地区的特殊情况, 并无广泛适用价值, 但它足以表明土壤铅含量与人体健康有直接关系。2 铅污染土壤的修复技术由于铅对人体具有很强的毒性, 近年来对铅污染土壤的修复引起了人们的普遍关注。铅污染土壤的修复技术可以分为两大类: 物理化学修复技术和生物修复技术。物理化学修复技术又可分为隔离包埋技术、固化稳定技术、Pyrometallurgical Separation 、化学稳定技术和电动修复技术等。生物修复技术又可分为微生物修复技术和植物修复技术等。211 隔离包埋技术(isolation and containment)该法采用物理方法将铅污染土壤与其周围环境隔离开来, 减少铅对周围环境的污染或增加铅的土壤环境容量。具体措施为: 以钢铁、水泥、皂土或灰浆等材料, 在污染土壤四周修建隔离墙, 并防止污染地区的地下水流到周围地区。其中以水泥最为便宜, 应用也最为普遍。为减少地表水的下渗, 还可以在污染土壤上覆盖一层合成膜, 或在污染土壤下面铺一层水泥和石块混合层。212 固化稳定技术(solidification and stabilization)固化稳定技术包括两个方面: 采用化学方法降低铅在土壤中的可溶性和可提取性, 同时采用物理方法将污染土壤包埋在一个坚固基质中。Wheeler 报道[10 ]将水泥、炉渣和石灰混合物加入污染土壤中, 搅拌均匀凝固之后, 形成一个大石块, 将污染土壤包埋在其中。也有人采用电导产热原理给土壤加热升温, 当土壤冷却后, 土壤凝固成玻璃样块状结构, 称之为玻璃化。该方法包括三个具体步骤: (1) 在土壤两端插上电极电流通过土壤形成环路, 土壤温度上升并熔化。(2) 在自然冷却过程中, 土壤凝固形成玻璃样土块。(3) 在土块上覆盖一层干净土壤。这一技术已经实际应用于铅污染土壤的修复。·13 ·广东微量元素科学2001 年 GUANGDONG WEILIANG YUANSU KEXUE 第8 卷第9 期© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights Pyrometallurgical Separation在一定温度下, 金属就会熔解或升华为气态。Pyrometallurgical separation 技术利用这一原理,将铅等重金属从污染土壤中“蒸发”出来以达到净化土壤的目的。“蒸发”出来的金属可以再回收或固定, 同时富含金属的剩余炉渣也可用于进一步提炼[11 ] 。铅污染土壤在高温熔化之前要进行预处理, 以促进铅的熔解。这一技术主要应用于具有较高回收效率的严重污染土壤(5 %~20 %) 。214 化学稳定技术(chemical stabilization)化学稳定技术就是应用化学反应将污染土壤中的重金属氧化或还原, 从而达到降低土壤中重金属的活性[11 ] 。对于铅污染土壤, 可用还原剂(二氧化硫、亚硫酸盐或硫酸亚铁) 将铅离子还原, 以减少土壤中铅的可提取量。这一技术也可作为其他修复技术(如固化稳定技术) 的前处理步骤。但必须注意的是, 还原剂的施用可能会造成二次污染。初步研究表明, 施用石灰调节土壤PH7 可降低铅在土壤中的溶解度, 减少植物对铅的吸收[13 ] 。研究表明, 施用羟基磷灰石[14 ] 、水合氧化锰[15 ] 、磷灰岩[16 ,17 ]也可促进铅的沉淀, 减少土壤中的可溶态和可提取态铅。Vidac 和Pohland[18 ]已将这一技术运用于地下水的修复。215 电动修复技术(electrokinetice technology)在污染土壤两端插上电极, 接通电源后, 土壤中的带电粒子向电性相反的电极移动, 最终积聚或沉淀在电极上, 以达到清除污染土壤中重金属的目的。在欧洲, 这一技术不仅应用于铅污染土壤[19 ] , 同时也应用于铜、锌、铬、镍和镉等污染土壤的修复。216 微生物修复技术(microremediation)微生物修复主要是借助微生物的生化反应来清除或稳定环境中的有害物质。根据原理不同可分为生物还原沉淀、生物甲基化和生物吸附三种。生物还原沉淀是应用硫酸还原菌(SRB) 将硫酸根还原为HS - 再与铅生成不溶性的Pb2S。生物甲基化是利用微生物将土壤中的重金属甲基化,甲基化的金属更容易蒸发, 可做为Pyrometallurgical Separation 的预处理。生物吸附是利用细菌细胞和藻类来吸附地下水或其他污染水体中的有害物质。Leusch 等[20 ]报道一种海藻( S . f luitans )对铅的最大吸附量可达到369 mg/ g。Rahmani 等[21 ]研究了浮萍(Lemna minor) 对污染水体中铅的清除能力。结果表明浮萍在亚致死水平下也能有效清除水体中的铅。217 植物提取修复技术(phytoextration)植物提取修复技术主要是利用超积累植物, 将土壤中各种过量元素或化合物大量转移到植株体内特别是地上部分, 从而修复污染土壤[22 ] 。超积累植物相当于一个太阳能驱动泵将土壤中的过量元素不断泵到植株体内[23 ] 。植物修复技术可分为两种, Salt 等[24 ]把利用超积累植物来吸收土壤重金属的方法称之为持续植物提取(continuous phytoextraction) ; 而把利用螯合剂来促进植物吸收土壤重金属的方法称之为诱导植物提取(inducced phytoextraction) 。21711 持续植物提取(continuous phytoextraction)运用持续植物提取技术来修复铅污染土壤的关键是植物超积累铅的能力。一般认为, 只有铅积累量达到1000μg/ g (干重) 才能称为铅超积累植物[25 ] 。已见报道的铅超积累植物有Brassica .nigua [26 ] , Brassica . pekinensis [27 ] , Brassica . juncea [27 ]和T. rotungifolium [28 ] 。其中T. rotungi2folium 的铅积累量最大, 可达到8200μg/ g (干重) [28 ] 。目前对于植物吸收、运输和积累铅以及耐铅胁迫的机制研究甚少。Liu 等[29 ]研究发现印度芥菜( Brassica juncea) 可在根部积累大量的铅但只有极少部分运输到地上部。原因一方面可能是由于根部细胞内存在高浓度磷酸盐或碳酸盐,在细胞内近中性pH 条件下, 铅主要以磷酸盐或碳酸盐形式沉淀在根细胞壁或细胞内; 另一方面·14 ·广东微量元素科学2001 年 GUANGDONG WEILIANG YUANSU KEXUE 第8 卷第9 期© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.铅从根部向中柱迁移的过程还会受到内皮层凯氏带的阻拦。Wozny 等[30 ]认为铅进入中柱后随蒸腾流被动运输到地上部分。运输过程中铅可能会与中柱内的阳离子交换位点结合, 从而被固定在茎部中柱内。研究表明, 铅可与多种小分子有机物螯合[31~33 ] 。推测铅也有可能与各种小分子有机酸、植物螯合肽结合, 减少与阳离子交换位点结合的机会, 从而增加进入了叶部的数量。作者在对浙江西部的某一铅锌矿土壤进行调查时, 发现一种可高浓度积累铅和锌的植物, 据初步调查结果, 其地上部分锌和铅的最高积累量分别达到了5000μg/ g 和1182μg/ g。对于这种植物超积累锌和铅的生理生化机制, 正在进一步的研究中。21712 诱导植物提取(inducced phytoextraction)对于在土壤中极难移动的铅元素, 施用螯合剂可促进植物对其的吸收。施用螯合剂诱导植物超富集作用被称为螯合诱导修复技术。Romheld 和Marschner[34 ]认为螯合物与金属结合后, 金属螯合物可以从内皮层裂口处进入根内, 然后被迅速地转移到茎叶。在用14C - EDTA - Pb 作标记的试验中, Blaylock 等[35 ]发现, 在含这种标记物的介质中生长的植物地上部能快速积累铅, 表明铅与螯合物结合有利于植物对铅的吸收。Salt 等[36 ]认为金属与螯合物结合后阻止了金属的沉淀和吸附, 从而提高了金属的可提取性。螯合诱导修复技术既可选用一般植物也可选用超积累植物。在土壤铅浓度为2500μg/ g 的污染土壤上种植玉米和豌豆, 加入EDTA 后, 植物地上部铅的浓度从500μg/ g 提高到10000μg/ g ; 而且EDTA 还能极大的提高铅从根系向地上部的运输能力,每千克土中加入110 g EDTA , 24 h 后, 玉米木质部中铅的浓度是对照的100 倍, 从根系到地上部的运输转化量是对照的120 倍[37 ] 。不同螯合剂促进植物对铅吸收的效应与螯合剂促进铅从土壤解吸的效应相一致: EDTA > HEDTA >DTPA > EGTA > EDDHA。螯合诱导技术对超积累植物吸收金属的强化效应也很明显。印度芥菜是一种可富集多种金属的植物。Blaylock 等[35 ]研究了柠檬酸、苹果酸、乙酸、EDTA、EGTA、CDTA 对印度芥菜( Brassica juncea) 吸收Cd 和Pb 的效应,发现土壤酸化与施加螯合物相结合可显著增加铅的吸收效率。Vassil 等[38 ]报道用铅和EDTA 共同处理印度芥菜, 其地上部分含量高达55 mmol/ kg (干重) , 相当于培养液铅浓度的75 倍。对印度芥菜茎部提取液的直接测定证明, 茎部的大部分铅是与EDTA 结合的形式运输的。由于螯合剂的价格一般较贵, Blaylock 等[35 ]指出螯合剂( EDTA 和乙酸) 将使每吨铅污染土壤修复成本增加715 美元。此外螯合剂在增加土壤中重金属生物有效性的同时, 也增加了重金属离子的移动性。因而对于螯合诱导修复技术的环境风险应加以系统评价。由于已发现的铅超积累植物种类极少, 而且植物生长慢、生物量小, 因而螯合诱导修复技术比持续提取技术更引人注目。但不论哪种植物修复技术都具有其它物理化学方法所没有的优点:(1) 成本低。据估计, 如果某种植物的茎部铅积累量达到1 % , 且每年产量40 t/ hm2 , 那么通过10 年种植将土壤铅含量从114 %下降为014 %所需费用是245000 美元, 而用物理化学修复技术则需要1600000 美元。(2) 植物利用太阳能, 不破坏生态平衡, 同时还能美化环境, 易为公众所接受。(3) 将富铅植物残体用于植物炼矿, 可产生经济效益。相比之下, 虽然植物修复技术所需时间较长, 而且植物的生长要受到环境的影响, 但这些缺点都不成为重要问题。可以预言, 植物修复将成为一种应用广泛、环境良好和经济有效的修复铅污染土壤的方法。参考文献:[3 ] 陈怀满等. 土壤- 植物系统中的重金属污染[M] . 北京: 科学出版社, 1996.[4 ] Nriagu J O , Acyna J M. Quantitative assessment of worldwide contamination of air , water and soil by trace metal[J ] . Nature , 1988 , 333 : 134~139.[5 ] Kabata - Rendias A , Rendias H. Trace elements in the soil and plant [M] . Florida CRC Press , 1994.[6 ] 潘如圭, 宋佩扬. 汽车尾气中铅对蔬菜污染的研究[J ] . 江苏环境科技, 1998 , 11 (3) : 9~11 , 28.[7 ] 管建国, 潘如圭. 蔬菜铅污染状况及其防治对策[J ] . 南京农专学报, 1998 , 14 (3) : 22~27.[8 ] 彭珊珊, 石燕. 茶叶中的铅[J ] . 广东微量元素科学, 1998 , 5 (6) : 32~33.[9 ] 沙拉麦提, 沙达提. 儿童的铅接触及危害[J ] . 新疆环境保护, 1996 , 18 (1) : 36~38.[10 ] Wheeler P. Leach repellent [J ] Ground Engng , 1995 , 28 : 20~22.[11 ] USEPA. Engineering Buttetin : Technology Alternatives for the Remediation of Soils Contaminated with Arsenic ,Cadmium , Mercury and Lead [M] . U S Envionmental Protection Agency. Office of Emergency and RemedialResponse , Cincinnati . OH. 1996.[12 ] Evando C R , Dzombak D A. Remediation of metals - comtaminated soils and groundwater . Technology Evalua2tion Report , TE97 - 01 [ R ] . Pittsburgh P A. Ground - water Remediation Technologies Analysis Center ,1997.[13 ] Hooda P S , Alloway B J . The effect of liming on heavy metal concentrations in wheat , carrots and spinach grownon previously sludge - applied soils [J ] . J Agric Sci , 1996 , 127 : 289~294.[14 ] Ma L Q. Factors influencing the effctiveness and stability of aqueous lead immobolization by hydroxyapatite [J ] .J Environ Gual , 1996 , 25 (6) : 1420~1429.

生石灰CaO, 熟石灰Ca(OH)2, 熟石膏2CaSO4·H2O。

磷灰石的选矿技术与研究论文

硫矿的选矿与加工流程:1.浮选法:中国磷矿普遍含MgO较高,磷矿物和脉石矿物共生紧密,嵌布粒度细,只有采用浮选法才能获得较好的分离效果,因此浮选法是中国磷矿选矿用得最多的一种方法。浮选法包括直接浮选、反浮选、反—正(正—反)浮选和双反浮选等工艺。生产实践中用得较多的是直接浮选工艺和反浮选工艺。直接浮选工艺采用有效的抑制剂抑制磷矿石中的脉石矿物,用捕收剂将磷矿物富集于浮选泡沫中。该选矿工艺已成功地应用于岩浆岩型磷灰石和沉积变质型磷灰岩矿石的选矿工业生产中,江苏锦屏磷矿选矿厂是较为典型的例子。沉积型硅钙(钙硅)质磷块岩是世界公认的难选磷矿石。自"S"系列抑制剂的直接浮选工艺开发后,这类磷块岩矿石的选矿技术取得了突破性进展。反浮选工艺:反浮选工艺主要用于磷矿物和白云石的分离,以无机酸作为矿浆pH值调整剂,在弱酸性介质中用脂肪酸捕收剂浮出白云石,将磷矿物富集于槽产品内。其最大优点是实现了常温浮选,槽产品粒度较粗有利于产品后处理。该工艺已成功地用于瓮福磷矿沉积磷块岩的选矿工业生产。2.擦洗脱泥工艺:60年代中期中国就开始对湖南浏阳磷矿进行擦洗脱泥研究,并取得一定效果。80年代初又对云南海口磷矿进行研究,继而扩大到滇池地区的低镁风化矿。目前该技术已开发成功并应用于滇池地区磷矿生产中。该工艺原理简单,纯属物理选矿,即将风化磷矿石置于水中擦洗或磨剥,去除表面泥质物,使磷矿物富集。该工艺富集比一般不大,只能使P2O5品位提高3~5个百分点。其中较典型而效果又较好的是海口磷矿风化矿。1995年晋宁磷矿擦洗厂已建成投产。3.重介质分选技术:矿物之间的比重差异是重介质分选的关键。中国于80年代中期开始研究,发现其技术关键在于能否将分离比重严格控制在~之间。1992年采用此技术的湖北宜昌花果树磷矿重介质选厂建成投产。重介质分选技术因其分选效率高、环境污染小等优点,具有广阔的发展前景。从长远看,这种技术可望作为一种预选作业,从低品位磷矿中预先排除大部分脉石,从而提高后续分选作业的效果。4.焙烧消化工艺:这是一种化学选矿法,主要用于含硅酸盐矿物很少的碳酸盐型磷矿石。利用碳酸盐矿物在高温下热分解放出CO2,然后加水使CaO、MgO水化成为细粒Ca(OH)2和Mg(OH)2,采用分级技术脱除钙镁氢氧化物后,使磷矿物富集。该工艺在选别陕西何家岩、贵州瓮福、大塘等磷矿中均获得较好的结果,并已完成扩大试验。但由于能耗高、脱出的石灰乳处理困难,加上生产控制难度较大等原因,尚未推广应用。5.化学选矿:此法主要用于排除碳酸盐矿物,特别是MgO,使精矿中MgO含量降低到以下。由于加工费用较高,只有在其他选矿工艺所得精矿质量满足不了后续加工要求时,才可以考虑用此技术处理精矿。在磷矿化学选矿中,用作碳酸盐矿物的萃取剂主要有氯化铵、硫酸和二氧化硫等,其中硫酸应用最广。6.光电拣选技术:光电选矿是利用矿石和脉石之间的色差进行选别,以代替人工手选;在磷矿生产中极少使用。中国曾对开阳磷矿进行过光电拣选研究,主要用于拣除开采中混入的顶板白云岩,获得一定效果。中国磷矿选矿研究起始于本世纪50年代末,并于1958年建成并投产第一座年处理原矿120万t的大型沉积变质磷灰岩浮选厂——江苏锦屏磷矿选矿厂。此后于1976年在河北马营磷矿建成并投产一座年处理原矿30万t的中型岩浆岩型磷灰石浮选厂。这两座选厂的建成标志着中国已经掌握了易选磷矿的选矿技术。目前,直接浮选、反浮选、擦洗脱泥、重介质分选已应用于工业生产。

关于磷块岩微生物成矿理论的提出,基于作者几十年的工作,在扬子地块晚震旦世陡山沱期与早寒武世梅树村期各主要矿床的磷矿石中发现了大量多种形态的磷质微生物(化石),这些磷质微生物单体、菌落、群落聚集形成的原地(原生)磷块岩,具有许多生物学特点,引入微生物学、生物化学、医学等科学与地质学、沉积学等多学科交叉,探讨了古磷质微生物聚磷机理、磷质微生物存活繁衍条件与磷块岩形成环境的关系、磷质微生物在古磷块岩沉积过程中的作用等(微生物成矿作用),尽管如此,仍然认为只要没有实验资料的支持,这还是处于一种推论阶段,这也正是地学不同于其他科学的特殊之处,因为地质作用是不可能在实验室重复的。值得欣慰的是作者通过国家自然科学基金资助的项目“滇池磷的现代沉积与环境污染防治对策”的研究结果,发现在滇池天然条件下现代活着的微生物对磷的分解、迁移、聚集和沉积的事实,即通过实验研究论证了微生物对磷的沉积与成矿作用,亦即用实验研究资料支持了古磷块岩微生物成矿理论。现在可以说已经不再是推论和假说,而是科学实验论证了的理论。

磷块岩的形成作用是多因素的,微生物成矿作用占主导地位。藻类(叠层石等多种藻磷块岩)及软舌螺小壳类的作用也常常形成一定规模的磷块岩,这都属于生物成矿的范畴。

关于磷无机沉淀说,从假说诞生起,有不少学者从不同角度论证,时至今日都是被否定的,磷块岩淀晶胶结物之磷灰石淀晶则是在生物酶参与下成岩作用的产物。

关于交代说,应该说交代现象是存在的,例如磷酸盐等交代碳酸盐岩现象,在震旦纪—寒武纪磷块岩中偶尔见到,但它是局部的,不可能构成大规模工业矿床。现代海洋中也存在磷酸盐交代现象,例如美国西海岸打捞到一块磷化木,在海水中的部分已被磷酸盐交代成磷(碳氟磷灰石)化木,而埋在底泥中的部分未被磷交代。这种局部现象不能成为一种磷块岩成因学说。

关于物理作用,20世纪50年代初从萨尔文和维塞研究北非晚白垩世到始新世磷块岩提出磷块岩有一个“生成区”和一个“堆积区”到目前物理富集成矿的几十年里,已经被普遍认可。陡山沱组与梅树村组两个含磷岩系地层中,特别是在白云质磷块岩矿层中经常见到波浪、水流作用的原生沉积构造,磷块岩产生于浅海环境中,不可避免地打上水动力学的烙印,主要基于内碎屑结构组分的物理作用观点无疑是正确的。不过这种物理作用实际上是对原生磷块岩的一种改造的再沉积的过程,这种异地磷块岩特别是高品位矿是否为物理富集的结果,作者尚保留意见,这主要基于如下事实:

1)原生(原地)磷块岩,特别是富矿层磷块岩的颗粒(微粒、团粒、壳粒等)不是内碎屑,而是生物作用的原生颗粒组分。

2)我国磷矿资源中能直接被工业利用的富矿(P2 O5 >28%)不到5%,大多为需选矿加工的中低品位矿,这也是世界各国磷矿的共同特点。按选矿难易程度磷矿石分为易选型(主要为岩浆岩型磷灰石矿)、较易选型(主要为变质型结晶磷灰岩矿)和难选型(主要是沉积碳酸盐型磷块岩)三种类型。我国磷矿资源中80%是难选型磷块岩类,这类矿石的矿物组成最主要的是碳酸盐矿物(白云石、方解石)和磷酸盐矿物(碳氟磷灰石或胶磷矿)两大类,这两类矿物的密度及颗粒表面性质相近,成为选矿的难题,这也可能是两类矿物密切相伴形成二者混积岩(白云质磷块岩、含磷白云岩)的原因之一,选矿的主要问题是使两类矿物分离。研究表明,采用常规的捕收剂浮选时,它们的可浮性相似,难以使二者分离。经几十年实验研究和工业生产实践,通过以下三种选矿方法(胡岳华等,2006)才能使磷矿物与脉石矿物(白云石、方解石)分离:①使用水玻璃和淀粉等抑制碳酸盐等脉石矿物,用脂肪酸作捕收剂浮出磷矿物;②加六偏磷酸钠抑制磷矿物,用脂肪酸反浮选浮出碳酸盐脉石矿物;③用有选择性的烃基硫酸酯作捕收剂,先浮出碳酸盐矿物,再用油酸浮磷矿物。无论是哪种方法,都要经过正、反浮选及几次粗选和精选才能使磷精矿品位达到30%以上,回收率达到90%,也就是说,通过人工化学制剂(浮选剂、抑制剂、调整剂等)反复试验,最后只能使磷质相对富集,精矿品位即使达到30%,但回收率低,产率低,尾矿品位高。例如,目前国内实验室与生产中对原矿品位P2 O5≈20%的矿石选矿结果,精矿品位达到30%时,尾矿品位3%~6%,对原矿品位较低的矿(P2 O5 10%~18%)选矿结果,精矿品位达到30%难度加大,尾矿品位更高。那么在海洋天然水体中仅靠水动力条件“簸选”、“淘洗”使两种组分分离,使磷富集到P2 O5 >30%的富矿是不可想象的。含磷岩系地层中普遍存在的P2 O5 >30%的从几厘米到几米乃至十几米厚的富矿层,水平层理发育,为弱动力或相对静水沉积标志,不大可能是物理富集的产物,而是未经过改造的原生富矿。在含磷岩系地层剖面中最多见的具有较强水动力作用标志主要是白云质与磷质两种内碎屑颗粒构成的混积岩,即含磷白云岩(磷质内碎屑<50%)和白云质磷块岩(磷质内碎屑>50%),其成分成熟度很低,构不成富矿,称之为物理作用,而不称物理富集。磷块岩沉积,从原生地搬到异地堆积的距离不会很远,难得淘洗干净,不像其他砂矿,结构与成分成熟度都很高,形成物理富集的富矿。

诚然,条带状白云质磷块岩按规模在各大聚磷区的大多数矿床中占据主要地位,矿层中确有较强水动力作用的标志,但全部为低-中品位矿,这只能说是物理作用的标志,并非“物理富集”的产物。甚至原地富矿被打碎搬运再沉积过程中必然有白云质颗粒或非磷质组分的带入(即掺合作用)而贫化。在川中-滇东陆缘坻北部的荥经-汉源聚磷区,该聚磷区离康滇古陆(岛)较近,矿层中含有相当数量的陆源碎屑物质,称“含钾磷块岩”,几乎全部为中低品位矿,矿石中主要有磷质颗粒、白云质颗粒和陆屑颗粒及泥质,根据物理富集观点,磷质、白云质颗粒应当与陆屑颗粒很容易分开形成物理富集,但实际上汉源地区各矿床的矿层为上述颗粒组分的混积岩,这就是物理掺合或物理贫化的结果。

上述碳酸盐型磷矿属于“难选型”矿,而硅酸盐型磷矿,例如华北地台南部早寒武世辛集期砂质磷块岩、含磷砂岩等,其矿物组成主要是长英质与磷质两大组分构成,两类组分性质差异较大,选矿容易将二者分离,称易选型磷矿,该类矿为低品位矿,原矿品位P2 O5 一般在10%左右,选矿精矿品位可达30%以上,这种原矿品位10%左右的矿层,主要是碎屑岩和磷酸盐两种组分的混积岩,也常见到较强水动力标志的原生沉积构造,水流、波浪也没有簸选、淘洗使磷质富集。

作者提出这个问题,是企盼沉积学家、磷矿专家及选矿专家们能够有令人信服的实验研究资料的支持。

此外,在以后的章节里还提出“陆缘坻”的概念、陆缘坻岩套、陆缘坻控矿论、微粒磷块岩团粒磷块岩-壳粒磷块岩的成因机理及磷块岩序列模式等一些新的概念、新观点,有的确与传统理论、观点有很大不同,甚至相左,作者不揣冒昧提出讨论。科学发展的道路是不平坦的,新的学术观点或新生事物不可能是完美无缺的,常常是不全面的,在它诞生之初常常是褒贬不一的,有的被认可,甚至给予高度评价,也有的不被认可,或否定或批判,若干年后又被重新认可、补充和发展,当然也有的被彻底否定。这个不断肯定和否定的过程,就是创新性理论、学说产生的过程,也是科学不断发展的过程。

石灰改良膨胀土研究综述论文

浅谈几种特殊土地基的工程特性及地基处理论文

摘要:随着科学技术的进步和发展,建筑行业进入了一个新的时代。建筑工程施工过程中,首先要考虑的就是地基问题,只有确定地基土壤的种类,才能制定正确的施工方法,从而保证工程能够顺利进行。但对于比较特殊的地基土壤,就要使用特殊的方法。例如:湿陷性黄土、膨胀土、粘性红土等都是一些比较特殊的土壤,只有了解土壤的特性才能制定出相应的处理办法。

关键词:特殊土壤;工程特性;地基处理

在现代化的城市当中,人们需要各种各样的建筑,例如:居民楼、办公楼、标志性建筑等等。每—种建筑所需要的地基都是不—样的,这就需要特殊地基特殊处理。要想建筑工程,必须先打地基,要打地基,必须先了解地基的特陛。地基的特胜对于整介工笫酬毡兑是非常关踺的,只有地基扣碍牢固,才能保证工程的质量。本文就几种特殊地基土壤的特陛及处理办进行讨论。

1湿陷性黄土

工程特性

湿陷性黄土是一种特殊陛质的土,在一定的压力下,下沉稳定后,受水浸湿,土结构迅速破坏,并产生显著附加下沉,故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要陛、地基受水浸湿可能洼的大小和在f~fJ期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合陛措施,防止地基湿陷列建舅澎伊叫新猪。湿陷性黄土的颗粒组成。我国湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒,占总重量约50~700/0,而粉土颗粒中又以的粗粉土颗粒为多,占总重约,小于的粘土颗粒较少,占总重约1428%,大于 mm的细砂颗粒占总重在5%以内,基本上无大于025mm的中砂颗粒。黄土是干旱或半干旱气候条件下的沉积物,在生成初期,土中水分不断蒸发,土孔隙中的毛细作用,使水分逐渐集聚到较粗躬粥E的接触点处。同时,细粉粒、粘粒和—趔纠辞蒯趣廷也不同程度的集聚到粗颗粒的接触戋眵成胶结。湿陷性黄土的湿度和密度。湿陷眭黄土之所以在—定压力下受水时产生显著附加下沉,除上述在遇水时颗粒接触点处胶结物的软化作用外,还在于土的欠压密状态,干旱气候条件下,无论是风积或是坡积和洪积的.黄土层,其蒸发影响深度大于大气降水的影响深度,在其形成过程中,充分的压力和适宜的湿度往往不能同时具备,导致土层的压密欠佳。接近地表2。3米的土层,受大气降水的影响,一般具有适宜压密的湿度,但此时上覆土重很小,土层得不到充分的压密,便形成了低湿度、高孔隙率的湿陷性黄土。湿陷性黄土在天然状态下保持低湿和高孔隙率是其产生湿陷的充分条件。我国湿陷性黄土分布地区大部分年平均降雨量约在250~500mm,而蒸发量却远远超过降雨量,因而湿陷性黄土的天然湿度—般在塑限含水量左右,或更低—些。

处理办法

利用灰土、素土回填。这是—种比饺常用的方法,利用灰土和素土回填就是把地基底部的湿陷性土层全部挖出,或者挖到设计的深度,之后利用灰土、素土在开挖的地方回填,并且逐步的夯实基础,同时,施工人员要根据不同的回填土采用不同的处理参数,这样的处理力{去得到了广泛的使用,并且已经取得了较好的效果。通常垫层的厚度是1~3米。这种方法最大的好处就是可以消除垫层范围内的湿陷性,’在施工的时候也比较方便。但施工人员应注意的是:—定要严格控制回填土的质量,对于灰土、素土层的最优含水量与最大干密度进行掌控,否则的话,就没有办法达到预期的处理多兜果了。122预湿陛方法。在叠显陷性黄土当中,有—种叫做自重湿陷性黄土的地基土。当建筑]:程遇到自重湿陷性黄土的时候,就可以采用预湿胜的方法解决。所谓的预湿阻功怯,就是越龟筑沲工以前,对自重湿陷性黄土进行先行的浸湿处理,使自重湿陷性黄土因为自重的作用发生人为的湿陷,之后施工人员就可以等湿陷壳1分以后,再进行基础的施工。在现实的应用当中,这科叻法可以消除地-F劭眯以外黄土的自重湿陷性,但是表面数米以内的湿陷性黄土因为压力不够,仍然具有一定的湿陷性,需要进行二次处理。这种方法的应用只有在I遇到自重湿陷性黄土的时候才可以使用,否则会影响整个工程的进度。

2膨胀土

工程特性

膨胀土指的是具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特陡的高液限粘土。膨胀土粘粒成份主要由强亲水陆矿物质组成,并且具有显著.胀缩眭的粘陛土。该土具有吸水膨胀、失水收缩并往复变形的性质,对建澈旧锐刎翻出的破坏作用不可低估,并且构成的破坏是不易修复的。为了保证瑶豺铷筑物在较长时间内基础的稳定和安全的目的,必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。含水量。膨胀土之所以具有很高的膨胀潜力,与它的含水量有密不可分的关系。当膨胀土的含水量不变的时候,就不会雨叶搁职的变化。建筑施工的时候,建造在含水量夕R筻的粘土上的建筑物不会受到由膨胀引起的破坏。_旦粘土的含水量改变,立刻就会产生垂直和水平两个方向的体积膨胀,含水量只需要百分之一到百分之二的变化,就足够引起有害的膨胀。在许多地区,膨胀土对于-人f门的危害是比较巨大的,建造在膨胀土上的地板,在雨季到来的时候,土壤中的含水量增加所引起的地板开裂、翘起现象屡见不鲜,由此可见,膨胀土不但特殊,而且还具有较强的危害性。

处理办法

换土回填。因为膨胀土具有含水量变化的特陛,所以,施工人员可以采用换土回填的力谌进行处理。主要是采用灰土进行置换,施工人员要根据施工区域的地质情况来确定置换的参数。除了采用灰土置换以外,施工人员还可以采用砂石垫层的处理方法,要注意的是,砂石的厚度应该大于300mm,而且宽度应该大于地基底部的宽度。

利用化学方法。施人员可以利用化学的方法改良土壤,也就是说利用拌合实惠的方法改良膨胀土层,或者是用石灰砂桩和石灰浆压注对膨胀土进行干预,消除膨胀土形变。

挖除法。这种方法比饺简单,就是对厚度较小的膨胀土层进行挖除,从而消除膨胀土的影响。

3 黏性红土

3;1工程特陛

红粘土主要是呈现棕红色、褐黄色,覆盖于碳酸盆岩系的岩层上,液限较高的塑出砧性土,此类粘土为原生红粘土。而液限较低的则可称之为次生红粘土。红粘土的产生和分布主要是因为地质历史气候因素的影响,在气候影响下碳酸盆母岩的上层产生风化而形成。红粘土的工程特征是:塑性高、空隙比大、天然饱和度为90%以上,使得红粘土构成一相体系;土质指标变化幅度大。

处理力法

在天然地基上施工的时候,应将地基做浅埋处理。目的是考虑到利用具备较高承载力的表面坚硬或者硬塑性土质作为持力层。基底以下保持原有较厚的硬质土层,使其附加的应力相对较小,以此使得下卧层满足设计变形要求;基础底部土层厚度变化较大的时候,应保持相对较厚的可压缩层,减少相邻点之间的沉降差异。

结束语

地基的好坏决定着—个工程的好坏,因此,对于地基一定要严谨的对待。上述的几种土壤都是比较特殊的土壤,在施工的时候,尤其要注意处理力法。虽然上述的处理办法得到了广泛的使用,但是具体的措施讶≥匣要在实际睛况中才能确定。上述三种特殊的土壤对于建筑工程的影响是比较大的,所以,还是应该多探索—些更加实用并且简单的处理办法。

参考文献

[1]王银梅湿陷性黄土地基处理新途径的探讨Ⅱl中国地质灾害与防治学报,2008(4).

[2]钟赣斌,特殊黄土地基的处理与加固技术m中国高新技术企业,2009(24).

[3]史宏民,湿陷性黄土工程性质及其地基处理方法简述口l山西水利,2010(2).

膨胀土是一类结构性不稳定的高塑性粘土,也是典型的非饱和土,它在世界范围内分布极广,迄今发现存在膨胀土的国家达40多个。我国是膨胀土分布最广的国家之一,先后有20多个省、市和自治区发现有膨胀土,总面积在10×104 km2以上,成因以残积或坡积为主。

膨胀土的典型特征是具有裂隙性、膨胀性和超固结性,对气候变化特别敏感。它们对其强度都有强烈的衰减影响,使得膨胀土的工程性能极差,病害十分严重。

膨胀土的灾害防治处理,按工程对象划分,可划分成建筑物地基的变形、边坡稳定性、堤坝建筑和硐室稳定性问题。引起膨胀土灾害的内因主要为亲水性矿物和以SiO2、Al2O3、Fe2O3为主的化学成分、粘粒含量、孔隙比、含水量及其微结构和结构强度;外因是气候条件,如降雨及蒸发、作用压力、地形地貌及绿化、日照和室温。其中膨胀土的水分转移与含水量变化是诱发其危害的关键因素,对其地基处理主要控制其胀缩性。

膨胀土地基的处理,应从上部结构与地基基础两方面着手,设计中除着重抓住控制膨胀土胀缩性这一主要矛盾,选择合理的地基处理方法外,还需考虑上部结构的措施,加强构筑物的整体性与抗变形能力。基于上述考虑,膨胀土地基处理的基本原则如下:

1)在膨胀土地基设计及处理时,首先应考虑场地地形的复杂程度及其对工程的影响,根据地形地貌条件可将场地分为平坦场地与斜坡场地两种。针对前者,膨胀土地基按变形控制设计,并考虑气候条件;后者除按变形控制设计外,还需验算地基的稳定性,防止外部水分侵入与水平变形给边坡带来的严重危害,结合排水系统、坡面防护和设置支挡结构物综合防治。

2)按照建筑物对地基不均匀胀缩变形的适应能力和使用要求进行分类并区别对待,膨胀土地基处理应根据不同类型采取相应措施,使可能发生的变形量控制到容许变形值范围内。同一建筑物不宜跨越不同的地貌单元、土层和工程地质分区,力求规划简单,不要局部突出或拐弯过多。必要时,应设置沉降缝断开。

3)根据场地膨胀土的特性与胀缩等级、当地材料、工程类型与施工条件,并结合膨胀土埋深、厚度、大气影响、上部荷载等因素,回避或减缓膨胀土的不良特性、保持膨胀土工程特性的相对稳定性、改良膨胀土的本身性质以克服其湿热敏感性,以及改变基础形式与埋深,以提高地基的适应性,可选用有针对性的单一或综合方法处理膨胀土地基。

目前国内外有关膨胀土地基处理的方法较多,加固技术也在逐渐发展,下面介绍膨胀土地基的几种常用处理方法。

1.湿度控制法

湿度控制法是通过控制膨胀土含水量的变化,保持地基中的水分不受蒸发及降雨入渗的影响,从而抑制地基的胀缩变形。目前比较成功的保湿方法有:预浸水法、暗沟保湿法、帷幕保湿法和全封闭法。

(1)预浸水法

预浸水法是在施工前用人工方法增加土的含水量,使膨胀土层全部或部分膨胀,并维持高含水量,从而消除或减少膨胀变形量。

预浸水法只有在基底压力不大且能保持地基土现有含水量的少数建筑物施工时可以采用,如蓄水池、冷却塔等。其最常用的施工方法是在场地上挖一系列80cm深的明沟,设置几排调整含水量的竖井,沟底铺25cm厚的熟石灰,再填满石子,使沟内充水约1个月,直到周围的土都已湿润为止。

(2)暗沟保湿法

暗沟保湿法的原理与预浸水法相近,主要是利用膨胀土的胀缩性与含水量密切相关的原理,让膨胀土地基充分浸水至膨胀稳定含水量,并保证该含水量不发生变化,则地基既不会产生膨胀变形,也不会产生收缩变形,从而保证建筑物不因地基胀缩变形而引起破坏。保湿暗沟适用于有经常水源的3层以下房屋的处理,对无经常水源的房屋、强膨胀土地基和长期干旱地区不得采用。

暗沟保湿法的具体做法:施工前预先在基槽中浸水,使地基在整个过程中不产生胀缩变形,建筑施工结束后在地基两侧修建干砌砖石暗沟或接头不密封的水泥管保湿暗沟,土沟底用%的坡度,干砌砖暗沟沟底用1∶3水泥砂浆抹平,沟外侧用砂填实,沟顶铺砂25cm,上部回填素土,应分层夯实,定期向暗沟内供水。由于暗沟中的水向地基土渗透,故建筑物使用过程中地基不产生膨胀变形。

(3)帷幕保湿法

帷幕保湿法是在建筑物两侧设置用不透水材料做成的帷幕,用来截断地基中水分向外转移或地基外的水分进入,保证地基中水分的相对稳定,防止地基土胀缩变形。帷幕形式有砂帷幕、填砂的塑料薄膜帷幕、填土的塑料薄膜帷幕、沥青油毡帷幕以及塑料薄膜灰土帷幕等。

帷幕埋深由建筑场地条件和当地大气影响急剧层深度来确定,根据地基土层水分变化情况,在房屋四周分别采取不同帷幕深度,以截断侧向土层水分的转移,帷幕配合宽散水进行地基处理,效果明显,尤其当膨胀土地基上部覆盖层为卵石、砂质土等透水层时,采用该法防止侧向渗水进入地基,效果良好。帷幕保湿法既可用于新建房屋,也可用于已损坏房屋的处理,前者通常情况下是在建房的同时建造帷幕。

建造帷幕时,帷幕深度应不小于基础的最小埋深;不透水材料可用油毡,但一般应选用较厚的聚乙烯薄膜,一般宜用两层,铺设时台阶部分不应少于10cm,并采用热合处理;隔水宜采用2∶8或3∶7灰土回填,在塑料薄膜失效时,灰土仍可起防水作用,散水宽度一般不小于,但必须覆盖帷幕,做法严格遵守规范规定。

(4)全封闭法

全封闭法一般在膨胀土路堤中应用,也称为包盖法或包边路堤,主要在膨胀土广泛分布的地区,出于经济上的考虑和受填料条件所限,不得不采用弱膨胀土和中膨胀土填筑路堤时,可直接用接近最佳含水量的中、弱膨胀土填筑路堤堤心部位,用普通粘土或改性土作为路堤两边边坡与基底及顶面的封层,从而形成包心填方,让膨胀土永久地封存在非膨胀土之中,避免膨胀土与外界大气直接接触,保持膨胀土湿度,使其失去胀缩性,从而成为良好的路基填料。在通常情况下,全封闭法仅适用于非浸水路堤。

为了能确保封闭效果,有效地限制堤内膨胀土湿度变化,封层应有相当的厚度。在用膨胀土填筑路基时,每一层铺设厚度宜控制在30cm以内,先用普通粘土填包边层,之后再填筑膨胀土夹心层,包边层和夹心层可同时碾压,压实后必须形成人字形路拱,并平整坡面。封顶层可用普通粘土填筑,厚度一般不应小于,表面用碾压机碾压平整。边坡包边宽度不小于,并按设计要求做好梯形路拱,每一段路堤按标准施工完毕后,人工刷好边坡,并拍打密实、平整,施工应选在非雨水季节。

2.土质改良法

土质改良法顾名思义就是在膨胀土中掺入其他材料,使其物理、力学特性得到改善,克服其不良的湿热敏感性,从而能满足工程的使用性能。目前对土质改良法子类归属尚不规范,不同部门、不同行业与工程手册等还没有统一。从膨胀土的土质改良法实质出发,按其加固机理不同而区比较合适。为此,将膨胀土的土质改良法划分为物理改良法、化学改良法与综合改良法。

(1)物理改良法

物理改良法是在膨胀土中添加其他非膨胀性固体材料,通过改变膨胀土原有的土颗粒组成及级配,从而减弱膨胀土的胀缩能力,达到改善其工程性质的目的。厂家的掺和料有风积土、砂砾石、粉煤灰与矿渣等。

物理改良法并没有改变膨胀土的本性,主要适用于弱膨胀土的改良。采用该法处理膨胀土,需掺和较高的添加材料,实际选用时,需慎重考虑。

(2)化学改良法

化学改良法是利用在膨胀土中加入某种其他物质,并添加材料使加入物质与膨胀土中的粘土颗粒发生某种化学反应或物质交换过程,以达到降低膨胀土膨胀潜势、增加强度和提高水稳定性的目的。该种处理方法的最大优点在于能从本质上改善膨胀土的不良工程性质,理论上可以根本消除膨胀土的胀缩性,是国内外膨胀土工程处理技术中的热点领域,应用广泛。

当前,应用化学加固膨胀土的添加材料种类较多,按形态既有固体添加剂、也有液体添加剂,按其化学成分划分还有无机添加剂和有机添加剂等。

(3)综合改良法

综合改良法是利用物理改良与化学改良加固机理,既改变膨胀土的物质组成结构,又改变其物理力学性质,集化学改良土水稳定性较好和较大的凝聚力及物理改良材料有较高内摩擦角和无胀缩性的优点,达到强化膨胀土的土质改良效果。由于该法充分利用了一些固体废弃物与价格低廉的材料,如粉煤灰、矿渣与砂砾石等,有利于环保,且改良质量良好,得到了工程界的普遍重视。当前在膨胀土工程建设中应用较多的有二灰土、石灰砂砾料与矿渣复合料等。

需要说明的是,在膨胀土的各种土质改良法中,均普遍存在着如何能达到添加剂均匀有效地改良膨胀土的施工问题,以及如何科学合理地确定质量控制指标与快速准确地进行掺入料计量问题。因此,除需继续研究各种改良新方法外,加强其施工工艺的研究也十分必要。

此外,还可采用换填法、压实控制法、桩基等方法进行膨胀土的处理,其设计和施工方法可参考相关规范。

相关百科
热门百科
首页
发表服务