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粉煤灰的主要成分为SiO2和Al2O3,具有火山灰活性和吸附特性,可以发挥资源优势回收利用于电厂烟气脱硫。但直接利用粉煤灰脱硫的效果不理想,通过一系列的激发方法,激发出粉煤灰的潜在活性后用于烟气脱硫有助于克服这种弊端。以循环流化床锅炉产生的高钙灰为研究对象,通过电镜扫描、X-衍射分析、激光粒度分析等分析测试方法,对原料粉煤灰进行微观结构、矿物组成和理化特性的分析;通过物理的机械研磨、化学的水热化合反应和添加激发剂等方法来激发粉煤灰的活性,找到最佳的激发方案;最后,将激发后的粉煤灰用于烟气模拟脱硫过程。⑴原料粉煤灰的主要成分是SiO2和Al2O3,CaO含量为7.3%,属于高钙灰。粉煤灰的密度为2.38g/cm3,烧失量较高,为9.6%,平均粒径为2.10μ m,比表面积为2.78m2/g,平均孔径为4.44nm。粉煤灰表面凹凸不平,并分布有零散的孔洞。矿物组成主要有:石英、莫来石、赤铁矿和结晶氧化钙。⑵物理激发可以使粉煤灰的活性增加,粉煤灰活性在研磨的前0.5h增长很快,0.5h到3h增加趋势变缓,3h以后增加不明显。⑶化学激发的效果明显优于物理激发。化学激发的影响因素中,对粉煤灰活性的影响顺序为:反应温度、反应时间、灰钙比、水固比。当反应温度为90℃,反应时间为12h,灰钙比为5,水固比为15时粉煤灰的活性提高最大,此时比表面积为64.16m2/g。⑷六种激发剂在适当的比例下都可以增大粉煤灰的活性。其中,Na2SiO3·9H2O的激发效果最好。当Na2SiO3·9H2O的加入量与Ca(OH)2质量之比为1.5时,粉煤灰比表面积达105.84m2/g。⑸物理研磨使粉煤灰活性增大的主要原因是使颗粒粒径变小、分布均匀;化学激发后水化产物的生成是粉煤灰活性提高的主要影响因素;使用激发剂增强了粉煤灰的化学激发效果,使网络结构更加显著。⑹在固定床脱硫模拟装置中,制备的粉煤灰烟气脱硫剂显示了较好的脱硫性能。SO2初始浓度为2000mg/m3,脱硫温度为60℃,Ca/S为0.8,烟气增湿5%,脱硫剂增湿20%时,SO2累积去除量达29mg/g。