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比表面積儀|比表面積測試在垃圾發(fā)電行業(yè)的應(yīng)用|

精微高博 2021-08-25 | 閱讀：1521

垃圾焚燒發(fā)電是通過對燃燒熱值較高的垃圾進行高溫焚燒,，在高溫焚燒中產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽，推動汽輪機并帶動發(fā)電機發(fā)電,。垃圾焚燒法相較于衛(wèi)生填埋,、堆肥等無害化處理方式具有處理效率高、減容效果好,、資源可回收利用,、對環(huán)境影響相對較小等優(yōu)勢，在國家的大力支持下,，將成為垃圾處理行業(yè)的主流方式,。然而，垃圾焚燒過程中也會產(chǎn)生約為垃圾焚燒量3%～5%的飛灰,。什么是垃圾焚燒爐的飛灰,？即垃圾焚燒爐的煙氣凈化系統(tǒng)收集的粉塵(飛灰)含有二惡英及重金屬等有害物。

根據(jù)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2001)規(guī)定：“除塵飛灰按危險廢物處理”,。飛灰屬于危險廢物,，必須單獨收集，不得與生活垃圾,、焚燒殘渣等混合,，也不得與其他危險廢物混合,。生活垃圾焚燒飛灰不得在產(chǎn)生地長期儲存，不得進行簡易處置,，不得排放,。生活垃圾焚燒飛灰產(chǎn)生地必須進行必要的穩(wěn)定化固化處理，穩(wěn)定化固化處理之后方可運輸,，運輸需使用專用運輸工具,。采用密閉收集和輸送的方式輸送至飛灰儲倉，經(jīng)浸出毒性試驗合格后送至填埋場填埋,。
飛灰中含有一定量的有害物質(zhì),，若重金屬未經(jīng)處理直接排放，將會污染土壤和地下水,，對環(huán)境造成危害,。另一方面，由于灰渣中含有一定數(shù)量的鐵,、銅,、鋅、鉻等重金屬物質(zhì),，有回收利用價值，故又可作為一種資源開發(fā)利用,。

飛灰的粒徑分布近似呈正態(tài)分布,，約90%的飛灰粒徑都小于280μm，大約43%的飛灰粒徑集中在50～76μm,，粒徑35μm和粒徑600μm的飛灰顆粒所占比例則很小,。同時，粒徑是影響飛灰比表面積的主要因素,，垃圾焚燒飛灰的BET比表面積,、微孔比表面及總孔容都隨著飛灰粒徑的增大而逐漸減小，而飛灰的平均孔徑隨著飛灰粒徑的增大而增大,。粒徑＜76μm飛灰的BET比表面積達到6.20m2/g,，是粒徑大于600μm飛灰的BET比表面積的近3倍。
氮氣在低溫條件下的物理吸附是受擴散控制的,，粒徑越小,，氣體的擴散能力越強。此外,，飛灰的孔隙結(jié)構(gòu)對飛灰的比表面積和孔容積也有很大影響,。飛灰的孔隙結(jié)構(gòu)是由豐富的毛細(xì)管、裂縫型孔所組成,，其中存在許多封閉孔隙,，隨著飛灰粒徑的減小,，這些封閉的孔隙被打開，形成開放型的孔隙,，從而氣體可以擴散進去,。比表面積和孔容積都會有明顯的增大。
目前業(yè)內(nèi)人士為了實現(xiàn)飛灰的“無害化,、資源化”處置目標(biāo),，擬利用瀝青較強的黏結(jié)性與化學(xué)穩(wěn)定性，將去除二噁英的飛灰作為外加劑添加到瀝青路面中,，采用瀝青來包覆飛灰,，穩(wěn)固重金屬。對于飛灰,，其組分不穩(wěn)定,，物理化學(xué)性能亦不同于常規(guī)填料，將其用于瀝青路面幾乎屬于首創(chuàng),，其能否用于瀝青路面,，以及作為何種組分、如何摻入瀝青路面,，摻入瀝青路面后對路用性能及周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響等問題都需要深入的理論分析與大量的試驗研究,。
飛灰表面微孔眾多，孔隙放大后,，其周圍由鱗片狀,、塊狀、纖維狀顆粒堆積而成,。水解之后的飛灰BET比表面積,、孔容增大，這是因為飛灰在水解過程中,，原飛灰中的半水石膏,、硬石膏、無水鈣質(zhì)芒硝,、CaO,，SO3等與水反應(yīng)，固相體積增加,、體積膨脹,。瀝青組分中的瀝青質(zhì)分子量很大，顆粒粒徑為5~30nm,；膠質(zhì)顆粒粒徑為1~5nm,。無論是礦粉還是飛灰，其孔徑都在12.428~18.637nm之間,，因此部分瀝青質(zhì)顆粒粒徑大于飛灰的孔徑,，難以進入飛灰孔隙,，可以判斷出瀝青中活性較大的瀝青質(zhì)可以吸附在飛灰或者礦粉表面，膠質(zhì)可以吸附在飛灰或者礦粉表層小孔中,，而油分則可以沿著毛細(xì)管被吸附到飛灰或者礦粉內(nèi)部,。

摻入2%的水解飛灰瀝青混合料的動穩(wěn)定度滿足規(guī)范要求，且高于未摻飛灰的瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性,。另外,，從飛灰瀝青膠漿的針入度減小、軟化點增高的結(jié)果來看,，飛灰瀝青膠漿的稠度增高,、熱穩(wěn)定性提高，因此相應(yīng)的瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性也會有所提高,。這是因為飛灰表面多微孔,、比表面積大，會直接影響瀝青膜的厚度,。瀝青混合料加入飛灰后,，其礦料的總比表面積提高，密實度增加,，礦料之間的滑動變形減少,；同時飛灰表面多微孔，吸附了部分起潤滑作用的游離瀝青,，因而加入飛灰能夠改善混合料高溫穩(wěn)定性,。
高標(biāo)準(zhǔn)的測試離不開高性能測試儀器，JW-BK300比表面及孔徑測試儀,，配置小量程（1torr/0.1torr）硅膜電容式壓力傳感器，搭載高真空度分子泵,，可在短時間內(nèi)同時對三組樣品比表面數(shù)據(jù)進行采集并完成分析,。
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