30萬(wàn)噸粉煤灰高值化綜合利用設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)依據(jù)
粉煤灰利用現(xiàn)狀:
受基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資和房地產(chǎn)行業(yè)影響,2015年建材行業(yè)市場(chǎng)下滑嚴(yán)重,水泥、商砼及墻體材料企業(yè)粉煤灰的市場(chǎng)需求下降,銷(xiāo)量和價(jià)格下滑幅度較大。因此新常態(tài)下產(chǎn)品應(yīng)著眼于提高性能和附加值,保持產(chǎn)品的高性?xún)r(jià)比,進(jìn)一步開(kāi)拓市場(chǎng)。
粉煤灰傳統(tǒng)市場(chǎng)的銷(xiāo)售區(qū)域除滿(mǎn)足周邊水泥廠外,很大部分進(jìn)入商砼市場(chǎng),另外在周邊道路工程也有部分應(yīng)用。
商砼企業(yè)Ⅰ級(jí)灰尤其是分選Ⅰ級(jí)灰可以較大摻量利用;在保證商砼性能的前提下,成本優(yōu)勢(shì)很明顯,價(jià)格也高于普通細(xì)灰;
超細(xì)活化灰可以更大摻量利用,性?xún)r(jià)比更明顯。廣泛用于高性能綠色混凝土。
粉煤灰微珠具有隔熱保溫、耐火阻燃、隔音輕質(zhì)、吸附過(guò)濾等特性,可以生產(chǎn)新型墻體材料、干混砂漿,環(huán)境凈化材料等。
超細(xì)微珠或超細(xì)粉煤灰經(jīng)表面改性后做化工橡塑填料,利用發(fā)電后的余熱蒸汽做動(dòng)力,以其超高性?xún)r(jià)比可廣泛替代無(wú)機(jī)或礦物填料,此項(xiàng)技術(shù)市場(chǎng)前景廣闊。
市場(chǎng)機(jī)遇:
以粉煤灰特有的理化性能,低成本開(kāi)發(fā)Ⅰ級(jí)灰;超細(xì)活化灰;超細(xì)微珠灰;超細(xì)化工橡塑填料灰等高性能高附加值的粉煤灰產(chǎn)品,將有廣闊的市場(chǎng)前景。
二、實(shí)施方案
綜合對(duì)粉煤灰的市場(chǎng)分析,可按照以下設(shè)計(jì)方案分步實(shí)施。
工序 | 建設(shè)內(nèi)容 | 產(chǎn)品及產(chǎn)能大綱 |
原灰 分選 | 新建高效選粉機(jī),從30萬(wàn)噸原灰中選出一級(jí)灰約10萬(wàn)噸 | 一級(jí)灰約5萬(wàn)噸 微珠約2萬(wàn)噸 超細(xì)微珠約1萬(wàn)噸 剩余粗灰約2萬(wàn)噸 |
微珠 分選 | 新建超細(xì)分級(jí)機(jī),從5萬(wàn)噸一級(jí)灰中選出微珠約2萬(wàn)噸、超細(xì)微珠約1萬(wàn)噸 | |
粗灰 粉碎 | 新建超細(xì)蒸汽磨,把原灰分選后的約20萬(wàn)噸粗灰磨成一級(jí)灰約11萬(wàn)噸、超細(xì)灰約8萬(wàn)噸、超超細(xì)灰約1萬(wàn)噸 | 一級(jí)灰11萬(wàn)噸 超細(xì)灰8萬(wàn)噸 超超細(xì)灰1萬(wàn)噸 |
表面 改性 | 新建表面改性機(jī),把1萬(wàn)噸超細(xì)微珠和1萬(wàn)噸超超細(xì)灰表面包覆改性劑 | 塑料填料1萬(wàn)噸 橡膠填料1萬(wàn)噸 |
合 計(jì): | 30萬(wàn)噸/年利用粉煤灰 |
三、高值化綜合利用方案的環(huán)保節(jié)能特點(diǎn)
(一)、環(huán)保
1、全封閉輸送、生產(chǎn);除塵負(fù)壓設(shè)計(jì),使生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)粉塵外溢,環(huán)境清潔。
2、全過(guò)程干法生產(chǎn),零污水、零固廢排放。
3、設(shè)備磨損小、能耗低、噪音低,滿(mǎn)足相關(guān)要求。
(二)、節(jié)能
1、蒸汽磨采用發(fā)電的余熱蒸汽生產(chǎn),成本低廉,節(jié)能優(yōu)勢(shì)顯著。
2、分選和改性設(shè)備采用國(guó)內(nèi)專(zhuān)利的成熟工藝先進(jìn)設(shè)備,產(chǎn)品質(zhì)量高,節(jié)能效果明顯。
四、工藝說(shuō)明
(一)原灰分選:
將原灰全部通過(guò)高效選粉機(jī)選出Ⅰ級(jí)灰,比傳統(tǒng)磨細(xì)Ⅰ級(jí)灰的成本低、需水量低、活性高、使用性能好,在商砼中可實(shí)現(xiàn)30%以上較大摻量利用。
分選后的粗灰進(jìn)入蒸汽磨低成本再加工,也可直接銷(xiāo)售一部分。
(二)微珠分選:
采用超細(xì)分級(jí)機(jī)從Ⅰ級(jí)灰中經(jīng)濟(jì)性的選出D97,5-30um的微珠,粒度可調(diào)。
粉煤灰微珠具有隔熱保溫、耐火阻燃、隔音輕質(zhì)、吸附過(guò)濾等特性,可以生產(chǎn)新型墻體材料、干混砂漿,環(huán)境凈化材料等,比用作商砼中附加值高。
10um以細(xì)的超細(xì)微珠經(jīng)表面改性后可以用作橡塑填料,提高阻燃、抗沖擊、可加工性能等,也可以部分替代氫氧化鎂、氫氧化鋁、磷系等無(wú)機(jī)阻燃填料。
分級(jí)后剩余的粗灰由于是從分選一級(jí)灰中得到,其珠體含量高、形狀好,殘?zhí)康炔欢ㄐ挝锷?。比普通粗灰、原狀灰或二?jí)灰起到更好的滾珠效應(yīng)、更高的活性、更低的需水量。因此可以作為二級(jí)灰直接銷(xiāo)售,性能明顯優(yōu)于普通二級(jí)灰;也可以作為水泥廠的粉磨輔料,進(jìn)一步降低粉磨成本,提高水泥質(zhì)量;還可以用于制磚、砌塊、板材等建材,廣泛用于道路、墻體材料,性能明顯優(yōu)于普通粗灰或原狀灰。
(三)粗灰磨細(xì)
顆粒學(xué)認(rèn)為,粉煤灰的粒度及其分布、顆粒形貌或比表面積決定其應(yīng)用性質(zhì)和行為;理化性質(zhì)隨著粒徑的變小而改善;因此超細(xì)磨可提高粉煤灰的活性并大幅度提高附加值。
使用電廠發(fā)電后的高溫余熱蒸汽作為動(dòng)力,用蒸汽流磨機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)蒸汽磨)將分選后的粗灰磨細(xì)。磨細(xì)過(guò)程在高溫下完成,對(duì)粉煤灰具有熱激發(fā)效應(yīng),還可以協(xié)同化學(xué)激發(fā)效應(yīng);再加上高溫過(guò)熱蒸汽具有粘度低、能量轉(zhuǎn)化率高、粉碎力強(qiáng)的特點(diǎn);因此與傳統(tǒng)磨細(xì)手段相比,加工的產(chǎn)品不但成本低,而且活性高、需水量低、粒度分布可調(diào)等性能優(yōu)點(diǎn);特別是加工超細(xì)灰和超超細(xì)灰時(shí),由于粉煤灰中超細(xì)微珠具有高強(qiáng)度極難加工的特性,采用蒸汽粉碎與傳統(tǒng)粉碎手段相比,不但成本極低,而且可以加工到傳統(tǒng)手段無(wú)法達(dá)到的細(xì)度。從而可以進(jìn)一步提高粉煤灰利用率和附加值。
1、粗灰磨細(xì)至Ⅰ級(jí)灰和超細(xì)灰
蒸汽磨具有高溫激發(fā)效應(yīng),也可配合化學(xué)激發(fā)劑。
將分選后的粗灰磨細(xì)至Ⅰ級(jí)灰,綜合性能可以達(dá)到或接近分選Ⅰ級(jí)灰的水平,實(shí)現(xiàn)砼中30%較大摻量利用。
如果磨到比表面積達(dá)到750m2/kg左右的超細(xì)灰,可以實(shí)現(xiàn)水泥、砼中40%以上大摻量利用,以及部分替代硅灰等外加劑,用于綠色高性能混凝土、混凝土管樁預(yù)制件等
2、超細(xì)磨后做化工填料
將分選后的粗灰超細(xì)磨,比表面積達(dá)到2000m2/kg以上并改性后,可替代輕鈣、重鈣、石英粉等無(wú)機(jī)非金屬礦物填料。
比表面積達(dá)到3000m2/kg以上并改性后,可替代納米鈣、高嶺土、滑石粉等無(wú)機(jī)非金屬礦物填料。
比表面積達(dá)到4000m2/kg以上并改性后,可替代炭黑、白炭黑。
采用傳統(tǒng)手段無(wú)法把粉煤灰加工到如此細(xì)度,或者加工成本極高沒(méi)有經(jīng)濟(jì)性;而采用蒸汽流磨設(shè)備(簡(jiǎn)稱(chēng)蒸汽磨),用電廠余熱蒸汽作為動(dòng)力具有很好的經(jīng)濟(jì)性,從而使粉煤灰的高附加值利用成為可能。
五、項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益及生態(tài)效益預(yù)測(cè)
(一)經(jīng)濟(jì)效益
1、年產(chǎn)Ⅰ級(jí)灰約16萬(wàn)噸,增值按10元/噸計(jì)算,新增利潤(rùn)160萬(wàn)元;
2、年產(chǎn)比表750超細(xì)灰約8萬(wàn)噸,增值按20元/噸計(jì)算,新增利潤(rùn)160萬(wàn)元;
3年產(chǎn)微珠約2萬(wàn)噸,增值按80元/噸計(jì)算,新增利潤(rùn)160萬(wàn)元;
4、年產(chǎn)橡塑填料2萬(wàn)噸,增值按800元/噸計(jì)算,新增利潤(rùn)1600萬(wàn)元;
5、年產(chǎn)粗灰約2萬(wàn)噸,增值按5元/噸計(jì)算,新增利潤(rùn)10萬(wàn)元;
以上合計(jì)利潤(rùn)2090萬(wàn)元。
(二)生態(tài)效益
1、粉煤灰高附加值資源化項(xiàng)目建成,對(duì)改善周邊大氣環(huán)境,減少對(duì)地下水污染,減少霧霾,具有十分重要意義。
2、粉煤灰在建材領(lǐng)域的大摻量使用,減少建材行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程CO2的排放起到積極作用。
因此,實(shí)施粉煤灰高附加值資源化綜合利用,對(duì)發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì),建設(shè)低碳,循環(huán)節(jié)約型社會(huì),生態(tài)效益明顯。
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