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摘要：随着社会经济不断发展，人均用电量逐渐增加，我国以煤炭为主的能源消费构成，在推动社会发展过程中，所带来的直接的问题就是火电厂灰渣的排放，以及环境污染、能源浪费等问题。火电厂中废弃物已经被证明并不是废物，而是一种宝贵的能源，被合理利用之后，是一种是价值比较高的资源。为此，在本文中需要对火电厂粉煤灰的化学成分进行分析，实现粉煤灰的有效利用。
关键词：火电厂；粉煤灰；化学成分；特征
前言：火电厂在实际运行中，原煤然后产生很多废物，其中粉煤灰是一种比较特殊的灰渣。随着工业技术的不断发展，将粉煤灰进行综合处理，并且应用到其他场合中，能够实现废物的综合利用，并且节约能源。因此，需要对粉煤灰的化学成分进行分析，并且研究其在实际生产生活中的应用。
1.火电厂粉煤灰性质介绍
由于粉煤灰的化学成分特性，使得粉煤灰能够被综合利用。粉煤灰之所以由很特殊的物理性质，主要是其化学成分的具体作用。粉煤灰的物理性质并不是一成不变，而是随着其中化学成分的变化而发生变化。粉煤灰是煤的主要副产物，当煤在一个比较封闭的环境中燃烧，并且没有外界交换，那么该种类型的粉煤灰的主要成分与原煤无差别，除了由于温度高而出现部分碳挥发外，别有其他。但是事实上，火电厂的锅炉是一个比较开放的环境，在原煤燃烧的环节中，在锅炉内部发生了物质交换，最终的结果就是粉煤灰中的一些元素缺失[1]。
在燃煤中，除了可燃成分之外，大部分主成分部分是比较复杂的，很多物质混合分散在煤晶中，并以矸石的形式存在。当磨煤机中，不同质地的矸石，其被粉碎的差别比较大。在冷却环境中，粉煤灰颗粒所捕获分散物的能力不同。由于在原煤燃烧环节中，灰中的杂质颗粒的熔融物和粘度差异比较大。基于这样的特点也决定了粉煤灰颗粒的化学成分的差异性，并以此也能够直接决定着，在不同电场情况下的化学成分的差异性[2]。
2.火电厂粉煤灰主要化学成分探究
2.1含有元素
对火电粉煤灰的化学性质进行分析，首先需要明确其主要的元素组成。火电厂粉煤灰主要以氧化物的形式而存在，主要的氧化物有：SiO2、Al2O3、TFeO、CaO、TiO2、MgO、K2O、Na2O、SO3、MnO等。这样氧化物的含量组成大致是按照以上顺序排列的。在对单一元素的含量进行分析，其中硅元素的含量范围在11.45—31.12Wt%；铝元素的含量在6.40—22.91Wt%；铁元素的含量为1.90-18.51Wt%；钙元素的含量在0.30—25.10Wt%；镁元素的含量在0.05—1.92Wt%；钛元素的含量为0.40—1.80Wt%；
从以上粉煤灰元素含量上分析，能够发现铝元素、铁元素的含量与其他元素相比，含量较高。而钙、镁等含量比较低。而硫的含量大部分没有超过国家规定标准。
2.2粉煤灰的特性
粉煤灰的特性主要包含物理特性和化学特性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其物理特征为，粉煤灰是一种白色或者灰色粉状的物料，其表面的密度约有0.55-0.80g/cm3。其空隙率在60%—75%之间，表面积为2900—4000cm2/g。在光学显微镜下观察粉煤灰，其所包含的物质比较多，如含有形状为玻璃球体的含量在一半以上，磁性氧化铁含量在6%—16%以上，碳粒子在3%—4%，石英含量约为3%—20%。没有被科学处理的粉煤灰属于一种工业废物，长期附着在物体表面，具有一定的呆滞性、不可稀释性以及长期潜在危害性。在对粉煤灰进行运输、存储等环节，如果处理不当，将会对环境带来诸多影响[3]。
2.3化学成分平均值分析
在同一电厂电除尘中，对所搜集的粉煤灰进行特性研究，从一电场至三电场，其粉煤灰中硫的含量明显增加。大部分能够影响环境的微量元素，都与硫有着密切的关系，所以可以发现微量元素总量以及部分元素的浓度也随之增加。在粉煤灰中的矸石的易碎程度不同，在不同颗粒下，其物理—化学性质也存在着明显的差异。
经过统计表明，二氧化硅、三氧化二铝、TFeO 、氧化钙等四种成分在火电厂粉煤灰中所占的比例比较大，将近90%。在火电厂，采用电除尘器，对在各个分电场中收集粉煤灰，并对其主要成分中的化学成分，从前到后进行分析，发现这些氧化物的含量变化存在着一定的规律。如二氧化硅含量愈来愈低，S03以及烧失量越来越高。而其他元素含量变化不明确，主要考虑是烧失量引起的。为了研究下粉煤灰中主要的造岩元素在不同电场中的变化规律，将烧失量去除，然后对以上氧化物的含量进行分析，发现很多氧化物与二氧化硅之间的变化关系明显，二氧化硅与TFeO之间呈现正相关，与剩余氧化物之间呈现了负相关[4]。
3.粉煤灰的用途
根据对粉煤灰的化学成分特性进行分析，将粉煤灰进行综合利用，实现变废为宝。粉煤灰在建材方面的应用比较广泛，例如，可以被应用为水泥混合材料、混凝土掺和料以及建筑砌块的以及砖瓦材料等。
例如建筑施工中所应用的塑性混凝土，包含的原材料比较多，其中主要包括水泥、水、粘土、石子以及砂等。有时在其中加入膨润土、粉煤灰以及外加剂等，通过对材料的添加来对混凝土的特性进行改变。将这些材料均匀搅拌之后，通过浇筑凝结而成硬化材料。其材料中的成分不固定，在实际的施工情况而变。在每立方米塑性混凝土中水泥为60-120kg，粉煤灰为0-150kg，粘土为100-200Kg，水200-400kg，膨润土为0-40kg左右，砂石为1000-1700Kg左右。
粉煤灰还能够应用于农业中，由于粉煤灰中包含很多微量元素吗，这些微量元素能够对土壤进行改良，同时还能够直接被作为肥料。粉煤灰中的微量元素中，活性磷大约为10—200mg/kg，活性钾为10—100mg/kg；由于这些强碱性元素存在，使得粉煤灰的PH一般呈现出碱性。其中干灰的PH值在11左右，湿排灰的PH值在9左右。基于这样的特点，当农业生产中，土质呈现出酸性时，就可以采用碱性的粉煤灰进行土质中和，改善土壤。将粉煤灰在农业生产中的应用技术起步比较晚，目前很多国家也在该领域研究中[5]。
结论：综上所述，在本文中首先对火电厂粉煤灰性质介绍，得知粉煤灰的物理性质并不是一成不变，而是随着其中化学成分的变化而发生变化。并对主要化学成分探究，分析化学成分平均值以及化学特性。在对粉煤灰的化学特性进行研究之后，能够趋利避害将其应用到实际的生产生活中，例如建筑施工中所应用的塑性混凝土、农业肥料等。
参考文献
[1]袁春林,张金明,段玖祥,王洁.我国火电厂粉煤灰的化学成分特征[J].电力环境保护,1998,01:9-14.
[2]田娟.从粉煤灰中提取多种微细氧化物的研究[D].贵州大学,2008.
[3]张磊.粉煤灰资源特性与制备Si-Al-O-C-N系材料的研究[D].郑州大学,2009.
[4]贺忠伟.火电厂废弃物综合利用研究[D].华北电力大学（河北）,2007.
[5]蒋梦龙.山区粉煤灰路基修筑工艺与质量控制方法研究[D].重庆交通大学,2013.
论文作者:李延丽,王殿彬
论文发表刊物:《电力技术》2016年第5期
论文发表时间:2016/10/15
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