제어 단변수법을 통해 서로 다른 그룹 분포가 고체체의 압축 강도와 염소 이온 결합 능력에 미치는 영향을 살펴보고 산물에 대한 XRD 표징을 실시했다.
그 결과, 물회비가 1.08 일 때 경화체의 압축 강도가 가장 높다는 것을 알 수 있습니다. 연탄가루 함량이 0.25 보다 크면 고체체의 압축 강도가 현저히 높아진다. 시뮬레이션 고염수 비율이 클수록 고체의 압축 강도가 낮을수록 강 모래 함량이 고체의 압축 강도에 미치는 영향이 적다.
보양 28 일 후, 실험에서 준비한 고체의 압축 강도는 30MPa 이상이며, 콘크리트 연석 기준에서 연석의 최소 압축 강도 요구 사항을 충족시킬 수 있다. 시멘트 비율이 증가함에 따라 경화체의 염소 이온 결합량이 265,438 0.7% 증가하면서 시멘트 수화에 필요한 물의 제한으로 증가 추세가 점차 느려지고 있다. 분탄회수화산물과 염소 이온이 소량의 S 소금을 생성하기 때문에 분탄회 함량이 증가함에 따라 염화물 이온에 대한 경화체의 결합량이 4.9% 증가했습니다. XRD 결과는 시멘트 경화 과정에서 S 소금의 존재를 확인시켜 준다.
석회석/석고 습식 탈황 공예는 석탄 발전소의 주류 탈황 기술로 탈황 효율이 높고 기술이 성숙하며 운행이 안정적이라는 장점이 있다. 그러나 염소 이온 등 원소가 순환장액 시스템에서 과도하게 농축되는 것을 막기 위해서는 탈황 시스템이 일정 양의 탈황 폐수를 정기적으로 배출해야 한다. 탈황 폐수는 다음과 같은 특징을 가지고 있다.
1) 수질은 여러 가지 요인에 의해 영향을 받아 작업 조건과 석탄의 변화에 따라 쉽게 변한다.
2)pH 는 4.5 에서 6.5 사이로 약산성을 띠고 염소 이온 함량이 높다.
3) 석고 입자, 이산화 실리콘, 철 알루미늄 화합물을 위주로 한 부유물 함량이 높다.
4) 총 용해성 고형물의 함량이 높고, 변화 범위가 넓어 일반적으로 30000 ~ 60000mg/L, Ca2+, Mg2+ 등 경도 이온이 높다.
5) 수은, 납, 비소 및 기타 중금속 오염 물질이 기준을 초과했습니다. 이에 따라 탈황 폐수 처리가 업계의 관심을 끌고 있다.
수질오염방지행동계획 (일명' 물 10 조') 과' 화력 발전소 오염방지기술안내서' 가 발표됨에 따라 탈황 폐수 제로 배출이 석탄발전소의 환경보호 사업의 최우선 과제가 되고 있다. 현재, 일반적으로 사용되는 처리공예는 전통적인 화학침착법이다. 중화침전, 침전, 응집, 농축 정화를 거쳐 탈황 폐수의 부유물과 중금속 이온이 대부분 제거된다. 이 공정은' 폐수공업배출기준' (DL/T997-2006) 에 이를 수 있지만 이동성이 강한 염소 이온 등 용해성 소금류를 제거할 수 없고, 플루토늄 제거 효과가 좋지 않아 탈황 폐수의 진정한 제로 배출을 실현할 수 없다.
제로 배출 기술은 주로 증발 결정화와 증발 기술로 탈황 폐수 처리 분야의 연구 핫스팟이다. 증발 결정화 기술은 공예가 복잡하고, 운영비용이 높으며, 간단한 사전 처리로 얻은 혼합염은 이용가치가 없다. 소금 분리 공정은 고순도 결정염을 얻을 수 있지만, 운영 비용을 더욱 증가시킬 수 있다. 저온 연도 증발 및 우회 연도 증발 기술은 플라이 애시의 먼지 함량을 증가시키고 처리 압력을 전기 집진기로 전달합니다. 연탄회 소금 함량이 너무 높으면 시멘트 품질에 영향을 줄 수 있다.
본 연구는 탈황 폐수 연기 농축감소 및 시멘트 고정공예를 포함한다. 그림 1 에서 볼 수 있듯이, 전기 청소기 뒤에 액체 기둥 노즐 시스템이 있는 연기 농축탑을 설치하고, 전기 청소기 뒤의 열연기의 10%- 15% 와 탈황 폐수 기둥을 재활용하여 탈황 폐수 5 를 실현한다. 농축된 고염폐수, 시멘트, 연탄회 등 시멘트질 재료는 믹서를 통해 섞은 후 성형설비로 들어가 항온항습습의 보양실로 옮겨 보양한다. 성능에 따라 경화된 고체는 콘크리트나 연석과 같은 재료로 사용할 수 있다.
그림 1 탈황 폐수 연기 농축 및 시멘트 경화 공정 흐름도
본 발명은 다음과 같은 유익한 효과를 갖는다.
1) 정전기 청소기 뒤의 연기와 탈황 폐수 접촉을 최대한 활용해 전도열을 전달해 탈황 폐수 농도 감소의 효과를 달성한 것은 발전소의 여열 자원을 최대한 활용하는 것이다.
2) 액체 기둥 노즐 시스템은 스프레이 레이어 설정으로 인한 노즐 막힘을 줄일 수 있습니다.
3) 탈황제 탑 앞의 연기 함량이 증가하여 탈황 시스템의 공예 보충수를 크게 줄였다.
4) 시멘트 고정 탈황 폐수의 소금과 중금속 이온은 흐르는 탈황 폐수를 물화 성질이 안정적이고 분산하기 어려운 고체로 전환하여 2 차 오염을 효과적으로 피한다.
5) 발전소 부산물 플라이 애쉬를 최대한 활용하십시오.
시멘트 경화 기술은 공예가 간단하고, 원료가 쉽게 얻을 수 있으며, 고체체의 성능이 안정적이라는 장점이 있어 방사성 폐기물, 중금속 오염 폐수, 슬러지 처리에 광범위하게 적용된다. 그러나 탈황 폐수 처리에 대한 고화 기술 연구는 적고, 주로 연탄가루의 화산재 반응을 이용하여 고화 안정화를 실현하였다. 탈황 폐수의 양이 어마하다는 점을 감안하면 고체체 중 시멘트가 거의 없거나 없어 고체체의 압축 강도가 좋지 않아 매립 처리만 할 수 있다. Renew 등은 탈황 폐수 농축액과 연탄가루가 동시에 경화된 후 중금속의 침출 성능을 연구했다. 시멘트는 혼합재 총량의 10% 를 차지하며 사용량이 적고 고체체 중 금속이온 침출률이 낮다.
그러나 탈황 폐수 고화 안정 후 고체체 염소 이온 이동에 대한 연구는 매우 적다. 콘크리트 산업에서 염화물 이온에 의한 철근 부식은 철근 콘크리트의 내구성 저하의 주요 원인이며, 염화물 이온은 시멘트 기반 재료에서 주로 세 가지 형태로 존재합니다.
1) 시멘트의 C3A 와 화학적으로 결합하여 프리드르 소금을 형성한다.
2) 수화 생성물 C-S-H 겔에 물리적 흡착;
3) 기공 용액에서 자유 롭다.
화학적 결합과 물리적 흡착의 형태로 존재하는 염소 이온을 통칭하여 결합 염소 이온이라고 하며, 구멍 용액 중의 유리 염소 이온을 유리 염소 이온이라고 합니다. 유리 염소 이온은 철근 부식을 일으킬 수 있으며, 염소 이온을 결합하면 콘크리트에 염소 이온의 존재 형태를 평가할 수 있다. 따라서 고염 용액과 시멘트, 연탄가루 등의 재료를 혼합하여 고체체를 준비하고 시멘트, 연탄회 등 재료의 여러 성분이 고체체의 압축 강도와 염소 이온 결합 능력에 미치는 영향을 탐구한다.
1 실험 섹션
1..1경화 시멘트질 재료
슬래그 포틀랜드 시멘트 (425 #); 일반 건축용 강 모래; 화북 모 화력 발전소에서 가져온 연탄회; 실험실에서 Cl- 농도가 30000mg/L 인 NaCl 용액을 배합하여 고염 용액을 시뮬레이션했다. 모 발전소의 탈황 폐수가 삼련상자를 거쳐 처리된 후 열 농축 후 Cl- 농도는 30,692MG/L 이다.
1.2 실험 방법
(1) 경화체 시멘트의 제비는 강 모래와 연탄회를 일정한 비율로 섞고, 적당량의 아날로그 고염수 또는 탈황 폐수를 넣고 잘 섞은 다음 40mm×40mm×40mm 의 6 입방체 모형 실험으로 옮겨서 24 시간 동안 방치한 후 포화 Ca(OH)2 용액을 넣는다
(2) 압축 강도의 검사 고체가 규정된 연령기에 경화된 후, 압축 강도 시험을 실시한다. 항응력 항압 시험기 (허베이 창길기기유한공사, DYE-300B) 등속 운동. 경화체가 최대 하중력에 도달하면 기계가 멈추고 최대 하중력으로 압축 강도를 계산합니다.
(3) 염소 이온 용량 검출과 결합해 28d 연령까지 보존된 고화 분말을 각각 탈 이온수와 질산에 담그고, 폴하르드법으로 질산용액 중 염소 이온 농도를 측정하여 단위 질량 장액 중 총 염소 이온 양 Pt (mg/g) 를 얻는다. 단위 질량 슬러리당 유리 염소 이온 함량 Pf(mg/g) 는 몰법으로 수용액 중 염소 이온 농도를 측정하여 얻을 수 있다. 염소 이온량 Pb= 총 염소 이온량 Pt- 유리 염소 이온량 Pf 를 결합합니다. 염화물 결합 능력:
2 실험 결과 및 분석
2. 1 성분 재료가 고체의 압축 강도에 미치는 영향
압축 강도는 고체체의 중요한 성능이자 고체체 재사용의 중요한 지표이다. 각 그룹의 재료가 고체체의 압축 강도에 미치는 영향을 연구하기 위해 시멘트, 연탄가루, 고염수, 강 모래를 고체화 재료로 사용하여 시멘트 함량 그룹, 연탄가루 함량 그룹, 고염수 함량 그룹, 강 모래 함량 그룹을 각각 설계했다. 단일 재질의 사용량을 변경하여 각 재질이 고체체의 압축 강도에 미치는 영향을 탐색합니다. 각 경화체의 혼합비는 표 1 에 나와 있다.
표 1 각 그룹의 고체 혼합 비율
고체를 7d, 14d 및 28d 로 경화한 후 고체의 압축 강도를 테스트합니다. 세 개의 평행 샘플을 한 그룹으로 하여 각 그룹의 평균을 해당 연령대 고체체의 압축 강도로 취하다.
(1) 시멘트 함량이 고체의 압축 강도에 미치는 영향
그림 2 는 물-시멘트 비율이 0.92, 1.00, 1.08, 1. 17 인 경우 네 그룹의 고체가 연령대가 다르다
그림 2 경화 체의 압축 강도에 미치는 시멘트 함량의 영향
그림 2 에서 볼 수 있듯이 시멘트 함량이 증가함에 따라 고체체 7d 와 28d 의 압축 강도 값은 1.08 비율일 때 최대값에 도달했지만 7d 의 압축 강도는 전반적으로 변동폭이 적고 28d 의 압축 강도 변화 폭이 크다. 14d 고체의 압축 강도는 시멘트 함량이 증가함에 따라 계속 증가하고 있지만 상승 추세는 점점 작아지고 있다. 시멘트 함유량의 증가는 고체체의 초기 압축 강도에 큰 영향을 미치지 않지만 후기 압축 강도에 큰 영향을 미친다는 것을 보여준다.
총추세와 결합해 물재가 비교적 낮을 때 고체체의 세 연령대의 압축 강도는 매우 작지만, 물회비가 너무 높을 경우 압축 강도가 영향을 받을 수 있다. 일정 고염수 함량 조건 하에서 시멘트 함량 증가는 물회비 감소를 의미하기 때문이다. 높은 염수 함량이 수화 요구 사항을 충족시킬 수 있을 때, 증가된 시멘트는 충분히 수화되고, 그라우트의 수화 산물이 증가하고, 슬러리의 모공이 적고, 젤의 부피가 커지기 때문에 압축 강도가 높다. 시멘트 함량이 증가함에 따라 고염수 함량이 시멘트 슬러리의 충분한 수화에 필요한 수분을 제공하기에 충분하지 않을 때, 과도한 시멘트는 고체체의 결합되지 않은 알갱이를 증가시키고, 장액의 모공이 많아지고, 압축 강도가 떨어진다. 시멘트비가 1.08 일 때 고체의 압축 강도가 가장 좋다.
(2) 플라이 애쉬 함량이 경화체의 압축 강도에 미치는 영향
그림 3 은 연탄가루 함량이 0. 15, 0.20, 0.25, 0.30 일 때 4 세트의 고체가 연령대에 따라 압축 강도의 변화 추세를 보여줍니다.
그림 3 에서 볼 수 있듯이, 7d 고체의 압축 강도는 분탄회 함량이 증가함에 따라 먼저 증가한 후 감소하여 분탄회 함량이 너무 높으면 고체체의 초기 압축 강도에 영향을 줄 수 있음을 알 수 있습니다. 14d 및 28d 고체의 압축 강도는 분탄회 함량이 0.25 보다 클 때만 현저하게 증가하고, 함량이 낮을 때는 압축 강도가 크게 변하지 않습니다.
그림 3 플라이 애쉬 함량이 경화체의 압축 강도에 미치는 영향
연탄가루의 함량이 너무 높으면 고체체의 초기 압축 강도를 약화시키고 후기 압축 강도를 높일 수 있다. 연탄가루가 섞인 시멘트가 수량과 에너지보다 한 수 더 많기 때문에 시멘트 숙료의 수화가 먼저 발생해 Ca(OH)2 등 수화 산물을 방출하고 연탄가루의 활성 그룹인 SiO2 와 Al2O3 과 반응하기 때문이다.
연탄가루의 유리체 구조는 안정적이고 표면이 촘촘하며 초기에 Ca(OH)2 와의 화산재 반응이 느리다. 반응하지 않는 잿가루는 슬러리의 틈새를 증가시켜 고체체의 강도를 낮춘다. 보양연령기가 늘어남에 따라 연탄가루의 수화가 점차 주도적으로 작용하고, 연탄가루의 형태효과, 활성효과, 마이크로집합 효과가 상호 작용한다. 연탄가루 표면은 대량의 수화 규산칼슘 젤을 만들어 시멘트질 재료의 일부로 압축 강도를 높일 수 있다.
(3) 고염량이 고체의 압축 강도에 미치는 영향.
그림 4 는 고염수 비율이 0.62, 0.67, 0.72, 0.77 일 때 네 그룹의 고체가 연령대에 따라 압축 강도의 변화 추세를 나타낸 것이다.
고염수 함량이 고체체의 압축 강도에 영향을 미치는 추세도.
그림 4 에서 볼 수 있듯이 보양체의 압축 강도는 7d, 14d 및 28d 에서 높은 염수 함량이 증가함에 따라 감소하며 14d 및 28d 에서 압축 강도의 감소 추세가 점점 더 두드러지고 있습니다. 시멘트의 양이 일정한 상황에서 고염수의 증가는 펄프의 수량이 너무 많아 시멘트가 충분히 수화하는 데 필요한 물의 양을 초과할 수 있다. 여분의 수분은 시멘트 경화 경화 경화 과정에서 증발하고, 펄프에 구멍을 남기며, 경화체의 압축 강도에 영향을 준다. 제공되는 물의 양이 클수록 증발할 수 있는 물의 양이 커질수록 고체체의 압축 강도 감소가 더욱 두드러진다.
(4) 강 모래 함량이 고체의 압축 강도에 미치는 영향.
그림 5 는 강 모래 함량 비율이 0.62, 0.67, 0.72, 0.77 일 때 연령대가 다른 네 그룹의 고체에 대한 압축 강도 변화 추세를 보여 줍니다.
그림 5 에서 볼 수 있듯이 고체체 7d, 14d, 28d 의 압축 강도는 강 모래의 증가에 따라 크게 변하지 않고 각각 2 1MPa, 30MPa, 36MPa 근처에서 변동한다. 따라서 강 모래 함량의 증가는 경화체의 압축 강도에 큰 영향을 미치지 않는다. 강 모래는 주로 펄프에서 골조나 충전 작용을 하며 뚜렷한 화학반응이 발생하지 않기 때문이다.
그림 5 강 모래 함량이 고체체의 압축 강도에 영향을 미치는 추세도.
그림 2- 그림 5 의 각 그룹 고체의 압축 강도 데이터에 따르면 고체체 28d 연령의 압축 강도는 대부분 30MPa 이상이며' 콘크리트 연석' 기준 (JC/T899-20 16) 에 있는 연석의 최소 압축 강도 요구 사항을 충족합니다. 따라서 시멘트 고체화 공정에서 준비한 고체는 표준의 압축 강도에 대한 요구 사항을 충족시킬 수 있다.
경화체의 염화물 이온 결합 능력에 대한 2.2 성분 재료의 영향
염소 이온 결합 용량은 고체체의 화학반응과 물리적 흡착의 염소 이온 용량을 직접 반영할 수 있으며, 철근 콘크리트 철근 부식을 평가하는 중요한 지표이다. 구성 재료가 고체체의 염소 이온 결합 능력에 미치는 영향을 연구하기 위해, 실험 3. 1 에서 시멘트 함량과 연탄가루 함유량이 있는 고체체를 골라 28d 연령기의 염소 이온 결합 능력을 측정했다.
(1) 시멘트 함량이 경화체의 염소 이온 결합 능력에 미치는 영향
그림 6 은 시멘트 비율이 0.92, 1.00, 1.08 및1..17 인 경우 4 세트의 고체체 28d 령기 염소 이온 결합 능력을 보여 줍니다
그림 6 시멘트 함량이 고체체 염소 이온 결합 능력에 미치는 영향 추세 차트 (28d)
그림 6 에서 볼 수 있듯이, 28d 나이에 염화물 이온을 결합하는 고체체의 능력은 시멘트 비율의 증가에 따라 증가하지만, 강화 폭은 점점 작아지고 있어 시멘트 함량이 고체의 염소 이온 결합 능력에 미치는 영향이 제한적이라는 것을 알 수 있다. 시멘트 비중은 0.92 에서 1.08 로, 염소 이온 능력을 0.668 에서 0.8 13 으로 증가시켜 2 1.7% 증가했다. 이것은 경화체의 수화 과정과 관련이 있다. 시멘트 함량이 증가함에 따라 수화 생성물이 증가하고 염소 이온의 화학적 결합과 물리적 흡착 능력이 향상되어 염소 이온의 결합 능력이 향상됩니다. 그러나 수화수의 제한으로 시멘트 함량이 너무 높을 때 촉진 효과가 제한적이다.
(2) 연탄가루 함량이 고체체의 염소 이온 결합 능력에 미치는 영향.
그림 7 은 분탄회 함량이 0. 15, 0.20, 0.25, 0.30 일 때 4 개의 고체체 28d 연령의 염소 이온 결합 능력의 변화 추세를 보여줍니다.
그림 7 의 일반적인 추세에서 볼 수 있듯이, 28d 연령기에 고체체의 염소 이온 결합 능력은 연탄가루 함량이 증가함에 따라 증가하지만 증폭이 작다. 플라이 애쉬 함량이 0. 15 에서 0.30 으로 증가하면 염소 이온 결합량이 0.733 에서 0.769 로 증가하여 4.9% 만 증가했습니다. 이는 연탄회가 시멘트 수화 과정에서 형성되는 알칼리성 환경에서 소량의 알루미늄산 칼슘 수화물을 만들어 염소 이온과 반응하여 프레드르 소금을 생성할 수 있기 때문이다. 하지만 생성량은 매우 적다.
그림 7 연탄회 함량이 고체체 염소 이온 결합 능력에 영향을 미치는 추세도 (28d).
2.3 다른 물 시료에서 제조 된 경화체의 XRD 분석
고염수와 농축 탈황 폐수를 시뮬레이션하여 고체를 준비하고, 고화 28 일 후 분말에 대한 XRD 분석을 한다. 결과는 그림 8 과 같습니다.
XRD 회절지도에 따르면 시멘트에서 흔히 볼 수 있는 수화 산물인 SiO2 _ 2 와 Ca (OH) _ 2 외에도 이 두 가지 물견본으로 제작된 경화체에는 프리들염이 남아 있어 고염수와 농축 탈황 폐수의 염소 이온이 실제로 시멘트의 C3A 와 반응하여 프리들염이 생겨났다는 것을 증명한다. 이는 시멘트 경화 과정에서 생성된 프리들염이 중요한 역할을 했다는 것을 보여준다.
그림 8 다른 물 시료로 준비한 경화체의 XRD 지도.
3 결론
(1) 이 글은 탈황 폐수의 연기 농축 복원과 시멘트 고정 공정을 제시한다. 연기가 농축된 후, 탈황 폐수는 시멘트, 연탄가루 등의 재료와 혼합하여 고체로 만들어 오염물의 시멘트 고정을 실현한다.
(2) 경화체의 압축 강도는 보양연령이 증가함에 따라 증가한다. 물회비가 1.08 이면 압축 강도가 최고치에 도달하고, 연탄회 함량이 0.25 보다 크면 압축 강도가 현저히 높아진다. 높은 염수율이 높을수록 압축 강도가 낮을수록 강 모래 함량이 고체의 압축 강도에 거의 영향을 주지 않습니다.
(3) 시멘트 비율이 0.92 에서 1.08 로 증가하면 염소 이온 결합량이 2 1.7% 증가하고 플라이 애쉬 비율이 0. 15 에서 0.30 으로 증가할 때
(4)XRD 결과는 시멘트 경화 과정에서 프리들소금의 존재를 확인했다.
이상의 소개를 거쳐 석탄 발전소에서 고염 탈황 폐수가 굳어지는 기초 실험에 대해 어느 정도 이해하게 되었다고 믿습니다. 자세한 내용은 Zhongda 컨설팅에 오신 것을 환영합니다.
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