CN109369049A - 粉煤灰中残留铵组分的脱除方法 - Google Patents

粉煤灰中残留铵组分的脱除方法 Download PDF

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李斌
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Abstract

本发明公开了一种粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，其包括以下步骤：1)从混合机进料口向混合机内按一定质量比加入粉煤灰和水进行混合，混合后从混合机出料端排出；2)将混合后物料经输送管输送至干燥室，并通过烘干设备进行烘干，得到所需粉煤灰。相对于现有技术，本发明粉煤灰中残留铵组分的脱除方法操作简单，快速方便，能有效降低粉煤灰中残留铵的含量，具有广泛的应用前景。

Description

粉煤灰中残留铵组分的脱除方法
技术领域
本发明属于混凝土矿物掺合原料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种粉煤灰中残留铵组分的脱除方法。
背景技术
粉煤灰作为燃煤电厂产生的主要固体废弃物，其中含有70％以上的玻璃微珠，粒形完整，表面光滑，质地致密，具有形态效应、火山灰活性效应、微集料效应等三大效应，在水泥混凝土领域具有广泛的应用，能明显改善和增强混凝土及制品的结构强度，提高匀质性和致密性。
目前，国内的燃煤电厂已基本完成了脱硝改造，最常用的脱硝技术是采用氨水或尿素作为还原剂，但在脱硝过程中无法避免氨逃逸，逃逸的氨一部分混合在烟气中排出，另外一部分则以NH4HSO4和(NH4)2SO4等形式残留在粉煤灰中，并随着粉煤灰进入水泥混凝土水化体系中。在一些实际工程应用中，脱硫脱硝粉煤灰的应用存在如下问题：(1)浇筑后有刺鼻的氨味，影响人身安全；(2)水泥混凝土凝结时间延长，混凝土工作性能大大降低；(3)浇筑后，由于氨的存在，会冒出较多分散不均匀的气泡；(4)混凝土硬化后，表面留有黄色斑迹或泡眼痕迹；(5)氨的含量过高，会积存在混凝土内部，进而导致混凝土含气量增大、混凝土体积膨胀和强度下降等问题；(6)混凝土凝结硬化过程中溢出的氨气会富集在钢筋表面，造成混凝土与钢筋握裹力下降，从而使混凝失去对钢筋的保护作用。
有鉴于此，确有必要提供一种粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，以降低粉煤灰中铵含量，保证粉煤灰的质量稳定性，提高混凝土工程质量。
发明内容
本发明的发明目的在于：克服现有技术的不足，提供一种粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，以脱除粉煤灰中铵含量，保证粉煤灰的质量稳定性，提高混凝土工程质量。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，包括以下步骤：
1)从混合机进料口向混合机内按一定质量比加入粉煤灰和水进行混合，混合后从混合机出料端排出；
2)将混合后物料经输送管输送至干燥室，并通过烘干设备进行烘干，得到所需粉煤灰。
作为本发明粉煤灰中残留铵组分的脱除方法的一种改进，所述混合机为卧式双卧轴混合机，所述卧式双卧轴混合机的外直径为0.5米～1米，内径为0.48米～0.98米，长为3米～5米。
作为本发明粉煤灰中残留铵组分的脱除方法的一种改进，所述粉煤灰和水的混合物料在所述混合机内按5～10米/分钟的速度向前移动。
作为本发明粉煤灰中残留铵组分的脱除方法的一种改进，所述粉煤灰与水的质量比为10:1～15:1。质量比小于10:1时，混合料中的水比重大，在烘干环节需消耗的热量多，不利于节能环保；质量比大于15:1时，混合料中水分无法充分混合粉煤灰，残留铵组分脱除效果较差。
作为本发明粉煤灰中残留铵组分的脱除方法的一种改进，所述粉煤灰的进料量为100～200吨/小时。进料量小于100吨/小时时，粉煤灰中残留铵组分脱除效率较低；进料量大于200吨/小时时，混合料几乎全部填满混合机，无法实现粉煤灰与水的搅拌混合。
作为本发明粉煤灰中残留铵组分的脱除方法的一种改进，所述输送管为螺旋输送管，螺旋输送管内螺旋由电机驱动旋转，螺旋旋转推动混合料向前运动，实现输送功能。
作为本发明粉煤灰中残留铵组分的脱除方法的一种改进，步骤2)中，所述烘干设备为加热式热风炉。
作为本发明粉煤灰中残留铵组分的脱除方法的一种改进，所述加热式热风炉输出的温度为115℃～130℃。热风输出温度低于115℃时，烘干效率较低且烘干效果差；当热风输出温度高于130℃时，将影响粉煤灰的性能。
作为本发明粉煤灰中残留铵组分的脱除方法的一种改进，步骤2)中，烘干后的水分含量不超过1％。
作为本发明粉煤灰中残留铵组分的脱除方法的一种改进，步骤2)后，还包括粉煤灰破碎步骤。
相对于现有技术，本发明粉煤灰中残留铵组分的脱除方法具有以下技术效果：
1)操作简单，快速方便，能有效降低粉煤灰中残留铵的含量，可使铵含量降低至50ppm以内；
2)利用本发明方法脱除残留铵后的粉煤灰，有效地保证了掺加粉煤灰混凝土的施工性能和机械性能，提升了建构筑物的混凝土质量；
3)可对类似具有高含量残留铵的固体矿物废弃物中的残留铵进行脱除，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
本发明粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，包括以下步骤：
1)从混合机进料口向混合机内按一定质量比加入粉煤灰和水进行混合，混合后从混合机出料端排出；
2)将混合后物料经输送管输送至干燥室，并通过烘干设备进行烘干，得到所需粉煤灰。
实施例1
1)采用蒸馏滴定法检测粉煤灰库内的粉煤灰铵含量，本方案中所用粉煤灰的铵含量为275ppm；
2)将储存于粉煤灰库内的粉煤灰排出，通过螺旋输送管送至混合机内进行混合，混合机优选卧式双卧轴混合机；
卧式双卧轴混合机搅拌粉煤灰与水物料，起到搅拌混合均匀的目的。搅拌时混合机内物料受两个相反方向运动的转子运动，进行复合运动，双轴桨叶带动物料沿着机槽内壁做顺逆两个时针旋转，靠近轴心处物料做轴心旋转，轴向由内至两侧推动，外螺旋带动靠近筒壁物料做轴心旋转，轴向由两侧至内推动，于是造成物料筒体内对流循环、剪切渗混，完成物料在较短时间内快速均匀混合；
具体地，卧式双卧轴混合机的外直径为1米，内径为0.98米，长为5米，物料在筒体内向前移动速度为5米/分钟；
3)按照粉煤灰与水质量比为10:1的比例，从进料口向卧式双卧轴混合机内进料，粉煤灰密度约为2.10～2.20吨/立方米，进料时，粉煤灰密度按2.15吨/立方米、水密度按1吨/立方米计算，粉煤灰的进料量为200吨/小时，混合料经混合后从混合机出料端排出；
4)物料从混合机出料端排出后，经螺旋输送管输送至干燥室，并通过烘干设备进行烘干，螺旋输送管内螺旋由电机驱动，螺旋旋转驱动混合料在螺旋输送管进行输送；
烘干设备采用直接加热式热风炉，可为电热式热风炉，也可为燃料热风炉，在本发明的实施例中，烘干设备为燃料热风炉，燃料可为煤、油、天然气、煤气、生物质等，燃料经燃烧反应后得到的高温燃烧气体进一步与外界空气接触，混合到约115℃～130℃后直接进入干燥室，干燥室下方设置皮带传送装置，被干燥物料通过螺旋输送管置于皮带输送带上，在皮带上方，被干燥物料与加热气体相接触，加热、蒸发水分，从而获得干燥产品；
5)定时取样检测以确保烘干后的水分含量不超过1％；
6)经过烘干后的物料为干燥的粉煤灰颗粒，并呈现疏松的堆积状，经轻微破碎即可恢复粉煤灰的初始细度；
对干燥后的粉煤灰进行破碎，破碎粉磨设备可采用球磨机、粉碎机，轻度破碎即可达到粉煤灰的初始细度；
7)采用蒸馏滴定法对经处理后的粉煤灰进行铵含量检测，处理后的粉煤灰铵含量可降至50ppm以内。
蒸馏滴定法测定铵含量为现有技术中已知的方法，在此不做详细介绍。
实施例2～6与实施例1基本相同，不同之处在于部分参数不同，各实施例参数、水分含量和铵含量结果如表1所示。
表1各实施例参数、水分含量和残留铵含量
从表1可以看出，通过本发明方法，采用简单的卧式双卧轴混合机、螺旋输送管、燃料热风炉等设备，控制粉煤灰和水的质量比和粉煤灰的进料量，即可有效除去粉煤灰中的残留铵，残留铵含量最终可降至50ppm以下。
相对于现有技术，本发明粉煤灰中残留铵组分的脱除方法具有以下技术效果：
1)操作简单，快速方便，能有效降低粉煤灰中残留铵的含量，可使铵含量降低至50ppm以内；
2)利用本发明方法脱除残留铵后的粉煤灰，有效地保证了掺加粉煤灰混凝土的施工性能和机械性能，提升了建构筑物的混凝土质量；
3)可对类似具有高含量残留铵的固体矿物废弃物中的残留铵进行脱除，具有广泛的应用前景。
根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)从混合机进料口向混合机内按一定质量比加入粉煤灰和水进行混合，混合后从混合机出料端排出；
2)将混合后物料经输送管输送至干燥室，并通过烘干设备进行烘干，得到所需粉煤灰。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，其特征在于，所述混合机为卧式双卧轴混合机，所述卧式双卧轴混合机的外直径为0.5米～1米，内径为0.48米～0.98米，长为3米～5米。
3.根据权利要求2所述的粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，其特征在于，所述粉煤灰和水的混合物料在所述混合机内按5～10米/分钟的速度向前移动。
4.根据权利要求1所述的粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，其特征在于，所述粉煤灰与水的质量比为10:1～15:1。
5.根据权利要求4所述的粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，其特征在于，所述粉煤灰的进料量为100～200吨/小时。
6.根据权利要求1所述的粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，其特征在于，所述输送管为螺旋输送管。
7.根据权利要求1所述的粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，其特征在于，步骤2)中，所述烘干设备为加热式热风炉。
8.根据权利要求7所述的粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，其特征在于，所述加热式热风炉输出的温度为115℃～130℃。
9.根据权利要求1所述的粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，其特征在于，步骤2)中，烘干后的水分含量不超过1％。
10.根据权利要求1至9任一项所述的粉煤灰中残留铵组分的脱除方法，其特征在于，步骤2)后，还包括粉煤灰破碎步骤。
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