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粉煤灰综述论文

粉煤灰综述

1我国粉煤灰现况

现代火力发电厂的锅炉，现在都用磨细的煤粉作为燃料。

当煤粉喷入炉膛中，就以细粉粒的形式进行燃烧，充分释放热能。

燃烧后的灰渣，因原煤灰含量的不同，一般占原煤质量的15%—40%。

煤粉锅炉的灰渣有两种形式，一种是从排烟系统中用收尘设备收集的细粒灰尘，叫做粉煤灰或飞灰，约为灰渣总质量的70%—85%，其中包含一些极细的粒子，经烟囱口排入大气中，集尘设备的效率越低，飞逸的极细粒子越多。

另一种是在炉膛黏结起来的粒状灰渣，落入炉膛的底部，有的结成大块，经破碎从炉膛排出，这样得到的灰渣称作炉底灰，约占灰渣总量的15%—30%。

总之，粉煤灰是发电厂与各种燃煤锅炉排放的一种固体废弃物。

目前，我国有1000多座燃煤发电厂，而且每年还要新增发电机组400万—600万千瓦。

目前，全国电厂年燃煤约3.6亿吨，1994年全国粉煤灰的排放量约为9000万吨，而到了2000年时，这个数据增之1.6亿吨，占地将达到50万亩以上，加上历年累计的库存约为11亿吨粉煤灰，每年还要新增400万吨—600万吨的排放量。

如此大量的固体废弃物不加以大量利用，不仅占用和污染了大量土地，造成的环境问题已相当严重，危害中华民族的生存环境，制约了我国国民经济的可持续发展。

因此对粉煤灰治理是刻不容缓，其综合利用可以化害为利，变废为宝从而实现经济和社会的协调发展，具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。

长期以来我国利用粉煤灰主要是回填低洼地、矿井、煤矿塌陷区、砖厂的土坑等，此方法不需任何技术，方法简单，但易造成二次污染，利用效益较低。

20世纪80年代后，各科研院所加大了对粉煤灰的研究开发和综合利用，将其在建筑材料方面的应用列为重点研究对象，认为其具有较高的化学内能和火山活性，是一种性能优良的水泥混凝土的掺合料和特优的辅助性胶凝材料，其在建材制品，筑路工程方面的应用也迅速扩大。

但往往也存在着很多缺点，利用粉煤灰配制混凝土既节省材料且性能优良，但需要粉煤灰的技术经济指标较高，况且掺量较少，利用粉煤灰制粉煤灰水泥既节省材料且掺量可达75%，但往往增加水泥的需水量，影响水泥强度及其水泥制品的耐久性。

利用粉煤灰生产烧结砖和蒸养砖，具有能耗低，工艺简单，不产生二次污染，导热系数小，重量轻等特点，但抗冻融能力差，应用有限。

近年来，国家加大了对粉煤灰综合利用的引导，鼓励和给与相应企业的优惠政策，特别是随着粉煤灰综合利用政策的颁布，粉煤灰已在建材、建工、农业、材料、环境保护等其它领域得到应用和扩展，至今，我国粉煤灰综合利用技术有近200项，得到实施应用的有近70项。

用于建材制品方面约占粉煤灰利用总量的35%，道路施工约占20%，农业应用约占15%，填充材料约占15%，建筑工程约占10%，提取矿物和高值利用约占5%。

此次选题的目的，是在详细分析研究电厂粉煤灰理化特征的基础上，对其应用途径进行探讨，按照循环经济的要求，提出一条新的附加值较高的利用途径。

2粉煤灰的形成过程

2.1粉煤灰的形成过程

粉煤灰来自于煤中无机组分。

迄今,煤中发现的矿物已超过125种,伴生元素达84种以上。

无机组分在煤中可以独立矿物（高岭石、黄铁矿、方解石等）、离子交换态、溶解盐类及与大分子结合等形式存在。

从实用的角度,可大致分为与有机质结合紧密的细分散状矿物和与有机质结合松散、颗粒较大的独立矿物两类。

火力发电厂首先将原煤磨细（通过75微米网目）成煤粉,煤粉与热空气一起由高速气流喷入炉膛中燃烧。

锅炉中煤粉的燃烧可分为两个阶段:

（1）挥发分的析出、着火与燃烧。

（2）固定炭、残焦的着火与燃烧。

前一过程仅需30ms—100ms,后一过程约需1s。

在煤粉燃烧过程中,煤中无机组分在锅炉内高温（1300℃—1500℃）热动力条件下,将发生一系列复杂的物理化学变化,其中极少一部分经挥发—凝结形成亚微米级颗粒,而其余部分则随着煤粉颗粒的碎裂经熔融—聚结形成微米级颗粒,亚微米级颗粒虽然在质量上仅占1%,但其颗粒数量却占飞灰总数的99.5%,具有极大的危害性。

上述灰粒有各自不同的归宿:

一部分超细飞灰（主要为亚微米级）沉积在锅炉受热面上,构成结渣和沾污。

少量颗粒较粗的灰粒（>100微米）沉至锅炉底部冷水池中,以底灰形式排出。

其余绝大部分飞灰顺烟道上升,被除尘器捕获,部分未被捕获的细粒飞灰（<10微米）,逸散于大气中。

对固态排渣煤粉炉,底灰与飞灰的比例一般介于5∕95—20∕80之间。

2.2粉煤灰显微颗粒和形成机理

据成分和微观形貌特征,可将粉煤灰分出低铁质玻璃微珠（空心微珠、实心微珠）、高铁质玻璃微珠（磁珠）、高钙玻璃微珠、不规则多孔玻璃体和未燃尽炭粒等颗粒类型。

低铁质玻璃微珠来源于煤中粘土矿物,粘土矿物的粒度、成分、结晶形态及其与有机质的结合关系等将影响到粉煤灰颗粒的形貌与粒度分布。

煤粉燃烧试验证实,煤中镜质组和稳定组在快速加热时,挥发分大量逸出,体积迅速膨胀,形成空心炭,燃烧在外部与内部同时进行。

随着有机质的燃尽,煤粒中各处小灰球粘结在一起,形成熔融包壳,并在液体表面张力作用下成球,形成空心微珠。

空心微珠的体积或壳壁的厚薄与熔体粘度有关,由高岭石形成的熔体粘度较高,往往会形成粒径较大的薄壁空心微珠；而由伊利石或其它金属氧化物含量较高的粘土矿物形成的熔体,粘度较低,一般形成粒径较小的厚壁空心微珠或实心微珠。

呈分散状存在的含铁矿物,可与粘土小灰球聚结在一起,形成磁珠,以厚壁空心微珠或实心珠的形式存在。

惰性组燃烧速度慢,不膨胀,其中呈分散状的矿物经高温熔融形成小灰球,分布于颗粒表面,但彼此间因碳的阻隔,不会粘结,待残碳燃尽后形成细粒灰球。

与有机质解离的独立矿物的变化,受有机组分燃烧过程的影响较小。

石英颗粒通常仅部分熔融,形成不规则颗粒；粘土矿物因脱水收缩,形成多孔玻璃体；黄铁矿、白铁矿等含铁矿物则形成另外一种几乎全由氧化铁构成的磁珠；碳酸盐岩矿物经分解熔融,形成高钙微珠。

由于煤粉颗粒在锅炉燃烧时,滞留的时间很短（1s—2s）,不可能完全燃烧,有少部分未燃尽碳粒残留在灰中,其含量及显微结构特征与煤岩煤质及锅炉燃烧工况等有关。

2.3ＣＦＢ（循环流化床）脱硫灰与煤粉炉粉煤灰的主要区别

ＣＦＢ脱硫灰无论从外观、细度、粒度分布、堆积密度等物理性质，还是化学组成上基本与煤粉炉粉煤灰相近，在此不再赘述。

但由于循环流化床锅炉的工作特性，造成其灰渣在很多方面不同于煤粉炉粉煤灰，正是由于这些差异，制约了其综合应用。

2.3.1烧失量较高

由于炉温相对较低，一般控制在850—900℃，在这一燃烧温度下，有大量的惰性碳没有被充分地燃烧，导致ＣＦＢ脱硫灰具有较高的烧失量，一般都在5%以上，最高可达20%以上。

高烧失量的粉煤灰作为水泥、混凝土的掺合料会严重影响产品的质量，因为高含量的碳会影响一些外加剂的使用效果，使外加剂的作用降低甚至消失，同时还会增加需水量。

另外碳是一种片状结构，与其它物质结合能力较差，造成制品的不稳定性，在建材方面应用有很大的技术障碍。

2.3.2CaO含量高

为满足环保要求，达到规定的脱硫效率，ＣＦＢ锅炉设计的Ca／S摩尔比一般都大于2∶1，因此ＣＦＢ脱硫灰中还含有大量未与SO2反应的CaO。

因为CaO水化反应与水泥中其它物质反应时间的不一致，具有水化反应时间长的特性，CaO含量高会给最终建筑产品带来较大的体积膨胀，严重影响最终的体积安定性，是建筑制品中致命的隐患。

2.3.4SO3（粉煤灰中SO3以硫酸盐形式存在）质量浓度高

ＣＦＢ原煤中硫燃烧生成的SO3与CaO反应生成CaSO3和CaSO4留在粉煤灰中，这也是ＣＦＢ脱硫的理论基础，煤中含硫量越高，脱硫效率越高，ＣＦＢ脱硫灰中硫酸盐的质量浓度也就越高。

在硫酸盐含量比较高的情况下会产生不利的体积膨胀，导致建材制品稳定性差，同时对结构混凝土中的钢筋具有腐蚀作用。

2.3.5　玻璃体较少

ＣＦＢ的燃烧温度较低，大部分矿物都没有形成玻璃体，与煤粉炉粉煤灰相比火山灰活性和流动性差。

2.3.6　自硬性

ＣＦＢ脱硫灰与普通煤粉炉粉煤灰相比含有较多的CaSO4和游离的CaO。

游离的CaO可激发脱硫灰渣中的SiO2和活性Al2O3，生成具有一定水硬性的凝胶类物质，所以ＣＦＢ脱硫灰具有一定的自硬性，但强度较低。

正常排出的ＣＦＢ脱硫渣无结焦，呈白色颗粒状，最大粒径约20mm，不含玻璃体，与ＣＦＢ脱硫灰相比烧失量低，多数情况下SO3和CaO含量也较低。

2.4矸石电厂所出的粉煤灰特征

矸石电厂使用的锅炉为沸腾炉,属流化床燃烧。

与煤粉炉相比,沸腾炉的入料粒度大（1—5mm）,煤在炉膛中的停留时间较长（1—8min）工作温度低（850℃—1000℃）,产出的粉煤灰的特性和煤粉炉粉煤灰的特性有很大差别。

沸腾炉粉煤灰的物相组成以非晶质的玻璃体为主,其次是少量的未燃尽碳和无机矿物。

因沸腾炉的燃烧温度较低,故无机矿物中不含莫来石。

沸腾炉粉煤灰与一般电厂（煤粉炉燃烧）粉煤灰不同。

粉煤灰中颗粒的最主要的形态是不同形状和程度的不规则棱角状（尖锐棱角状、次棱角状、次圆状（即钝化棱角状））和圆状,但以次棱角状和次圆状为最多,圆状最少。

棱角状颗粒占粉煤灰颗粒总量的80%以上。

棱角状颗粒的表面或内部常常可以见到不规则的凹痕或气孔。

粉煤灰中的棱角状颗粒主要是玻璃体、结晶矿物中的石英、长石、赤铁矿、碳酸盐矿物等,其化学成分各不相同。

粉煤灰中还有少量的柱状、板状颗粒,不足10%,主要是结晶相的长石。

棱角状颗粒和柱状、板状颗粒都属于粉煤灰常规形状中的钝化颗粒和碎屑颗粒。

粉煤灰中的渣状颗粒有两种,一种是形状不规则、结构疏松的海绵状多孔玻璃颗粒,粒度较大,是由于灰渣没有完全熔融造成的另一种是粉煤灰中的碳粒,以不规则状多孔体形式存在。

沸腾炉粉煤灰中基本无球状颗粒,这是与全国多数电厂粉煤灰差别最大的地方。

3粉煤灰的矿物组成

3.1粉煤灰的矿物相图

研究各种无机物相对的转化过程,相图是经常采用的。

燃煤副产品的矿物相图通常采用FeO-SiO2-Al2O3,CaO-SiO2-Al2O3和K2O-SiO2-Al2O3等三元相图来表示。

Huffman等对美国18种煤灰的高温特性进行了研究,虽然是在还原条件下得出的,但结果足以使我们定性认识煤灰的矿物组成。

图1是给出的FeO-SiO2-Al2O3的平衡相图。

图1是给出的FeO-SiO2-Al2O3的平衡相图。

整体上煤灰的矿物组成落在莫来石区域,在富铁区域首先发生熔融,液相也可能是在富铁共熔区域内首先形成。

图2显示粉煤灰的主要矿物中的百分比随温度的变化曲线,

图2粉煤灰的主要矿物中的百分比随温度的变化曲线

实际上矿物的百分比是随含铁矿物相的变化而变化的,这些结果是在相对比较低的加热速度的平衡条件下得到的,如果要将这些结果应用于锅炉内加热速度非常快的情况必须慎重。

研究中采用的样品是美国东部15种烟煤,分析时样品经过急冷处理。

大约在900℃以下,样品中所观察到的矿物基本上都能与煤中的矿物对应。

方铁矿和富铁的铁酸盐相主要来自富铁矿物,如黄铁矿、菱铁矿和硫酸铁等。

900℃以下玻璃体中的铁含量正比于含钾粘土矿物和煤中伊利石中铁的含量,通常认为这是由于在K2O-SiO2-Al2O3相图中有很多低熔点的共熔区域。

在900℃—1000℃之间,方铁矿和其它富铁氧化物将会与石英高岭土发生反应而熔融。

在1000℃—1200℃之间,由于铁尖晶石和铝酸铁等的形成使得铁的熔融反应停止超过1200℃所有的铁将会与液态的硅酸盐结合。

在氧化气氛中观察到的玻璃相是非常少的,不论是氧化还是还原气氛,即使温度未达到理论熔点时就可能发生部分熔融,但一般来说温度低于400e的情况下煤灰中的玻璃体不太可能超过50%。

必须指出,高钙煤的煤灰中的无机物转化的特点差异是比较大的,这方面的研究还很少

煤中一些元素对粉煤灰中矿物形成有着重要的影响。

①铁对煤灰的矿物形态影响非常重要,还原态的铁比氧化态的铁有更低的熔点,铁的化合物可能会与煤灰中的硅酸盐反应生成低熔点的铁硅酸盐飞灰颗粒。

②钠既可能同其它矿物反应,也可能在火焰中蒸发,当钠蒸汽移动到锅炉内较冷的区域后会凝结,大部分钾可能会与铝硅酸盐结合。

③有机硫在煤的燃烧过程中可能释放SO2气体,在快速加热和还原气氛中,黄铁矿将会熔化然后部分分解成FeS,在氧化气氛中FeS可能形成氧化铁,然后硫生成SO2气体。

④当熔化的碱-硅酸盐化合物冷却时,碱金属会在表面冷凝,因此使得煤灰颗粒很粘,在1100℃以下时,碱金属的氧化物以及氯化物将迅速与SO2、O2，或者与SO3反应生成硫酸盐。

Na2SO4和K2SO4是最容易生成的硫酸盐,生成温度分别为800℃和1075℃,硫酸盐混合物的最低熔化温度为830℃,如果局部的SO3含量足够高时焦硫酸盐K2S2O7和Na2S2O7也会形成,这两种硫酸盐分别在400℃和300℃时开始熔化。

3.2粉煤灰的晶体矿物

通常粉煤灰中的玻璃体是主要的,但晶体物质的含量有时也比较高,范围在11%—48%。

主要晶体相物质为莫来石、石英、赤铁矿、磁铁矿、铝酸三钙、黄长石、默硅镁钙石、方镁石、石灰等,在所有晶体相物质中莫来石占最大比例,可达到总量的6%—15%。

此外粉煤灰中还含有未燃烧的碳粒。

表3是Rohatgi等列出的粉煤灰中可能的晶体矿物相。

图3粉煤灰中可能的晶体矿物相

3.3粉煤灰中晶体矿物的形成与来源

⑴莫来石（Al6Si2O13）当煤灰开始冷却时莫来石将直接结晶形成,莫来石主要来自煤中的高岭土、伊利石以及其它粘土矿物的分解。

莫来石含有很高比例的Al2O3,这种Al2O3不会参与胶凝反应。

低钙粉煤灰中的Al2O3主要是莫来石的晶体相,低钙高铝粉煤灰中含有2%—20%的莫来石,而高钙粉煤灰中的莫来石通常不超过60%。

高钙粉煤灰中莫来石含量比较低的原因主要为:

（1）Al2O3更可能以铝酸三钙和黄长石的形式结晶。

（2）低等级煤中Al2O3的含量相对比较低。

⑵石英（SiO2）粉煤灰中的石英主要来源于煤燃烧过程中未来得及与其它无机物化合的石英颗粒,不同种类煤的粉煤灰中的石英含量没有很大差异。

一些粉煤灰中SiO2分析值有一半以上都属于非活性石英,因此,通过粉煤灰中SiO2含量来估算粉煤灰的火山灰活性是不准确的。

⑶磁铁矿（Fe3O4）/尖晶石铁酸盐（Mg,Fe）（Fe,Al）2O4/赤铁矿（Fe2O3）粉煤灰中的磁铁矿是以纯的Fe3O4形式存在,如果是尖晶石铁酸盐,则Al、Mg和Ti可能会取代Fe。

所有粉煤灰中磁铁矿含量都比较接近,尖晶石铁酸盐、赤铁矿在所有粉煤灰中都能测出,赤铁矿通常在低钙粉煤灰中较多,而高钙粉煤灰中则比较低。

粉煤灰中这些含铁矿物可能来自煤中的黄铁矿,黄铁矿通常以各种尺寸分布于煤中,在煤燃烧过程中黄铁矿的行为将在很大程度上影响晶体颗粒的形成,褐煤粉煤灰中晶体的势能比其它煤的粉煤灰更高。

FeO3的分析值在活性的玻璃相与惰性的晶体相氧化物中的比例将显著地影响粉煤灰的活性,因此仅根据SiO2+Al2O3+Fe2O3的总量来评定粉煤灰的火山灰活性也是不确切的。

⑷硬石膏（CaSO4）硬石膏是高钙粉煤灰的特征相,但在其它种类的粉煤灰中也可以发现。

CaO和炉内或烟道气中的SO2、O2反应生成CaSO4,粉煤灰中有一半左右的SO2可以生成CaSO4,其它硫酸盐主要为（Na,K）2SO4。

硬石膏可以与可溶性的铝酸盐反应生成钙矾石,因此粉煤灰中的硬石膏是比较重要的矿物相,将影响粉煤灰的自硬性特征。

⑸铝酸三钙（3CaO·Al2O3）铝酸三钙是粉煤灰中重要的矿物相,根据粉煤灰中铝酸三钙的量可以区分或定量判断钙矾石的形成是否为有利的自硬性反应还是有害的铝酸盐膨胀反应"所有高钙粉煤灰中都能发现铝酸三钙矿物相,有一半左右的中钙粉煤灰中也能发现铝酸三钙,但因为铝酸三钙的XRD峰通常与默硅镁钙石、莫来石和赤铁矿的XRD峰交迭,所以很难定量确定粉煤灰中铝酸三钙的含量。

⑹黄长石（Ca2（Mg,Al）（Al,Si）2O7）/默硅镁钙石（Ca3Mg（SiO4）2）/方镁石（MgO）这些矿物的出现通常都与粉煤灰中MgO的含量有关,在以前的研究中,大家忽略黄长石和默硅镁钙石的存在,这也是因为这两种矿物的XRD峰与硬石膏、铝酸三钙的XRD峰交迭所致。

方镁石是高钙粉煤灰中的基本矿物相,中钙粉煤灰中也是普遍存在的矿物相,但方镁石也可能存在于低钙粉煤灰中。

粉煤灰中有一半以上的MgO是以方镁石的形式存在的。

方镁石主要来源于煤中的有机物,黄长石和默硅镁钙石在冶金渣中是比较普遍的,通常当渣从熔融状态开始冷却时可通过结晶形成,粉煤灰中这两种矿物的形成可能类似于冶金渣中的形成机理。

澳大利亚有一种褐煤含有非常高的MgO同时含有比较高的硫,虽然这种煤的粉煤灰用作水泥和混凝土的掺合料不太令人满意,但用于配制一种快硬水泥性能则非常优异。

⑺石灰（CaO）所有高钙粉煤灰中都能测出石灰的存在,大部分中钙粉煤灰和一部分低钙粉煤灰也发现有石灰存在。

粉煤灰中CaO的分析值实际上只有很小一部分为石灰形式,即所谓的游离氧化钙。

高钙粉煤灰中的CaO分析值绝大部分来源于与煤中有机物结合的矿物。

图4我国粉煤灰的矿物组成范围

4粉煤灰的理化性能

图5粉煤灰颗粒微观结构

+

图6粉煤灰颗粒的物理模型

粉煤灰的外观类似水泥，由于燃烧条件不同以及粉煤灰的组成，细度，含水量等条件使得粉煤灰的外观颜色从乳白色变化到灰黑色。

由于碳粒往往存在于粉煤灰颗粒较粗的颗粒组分之中，所以颜色较黑的粉煤灰中粗颗粒所占的比例较大。

粉煤灰是以富铝玻璃体存在，是多种矿物高分散度单体颗粒的集合体，具有颗粒小，比表面积大，孔隙率高活，性高吸附能力强等特点。

物相组成主要有石英，磁铁矿，莫来石，玻璃体和少量碳等。

在显微镜下观察粉煤灰可以看到一些大小不等的圆球形和形状不规则的非球体颗粒，密度为2—2.3g/cm2，松散干容重550—800kg/cm3，比表面积270—350m2/g，孔隙率60%—75%，强度可达7000kg/m2分析我国30家大型发电厂粉煤灰的组成见表5，由于其具有的独特的理化性质使其具有颗粒小，比面积大，孔隙率高，活性高，吸附能力强等特点，及其较高的应用和研究价值。

粉煤灰的颗粒极限约为2.5—300微米，平均稽核颗粒粒径小于40微米。

粉煤灰粒度组成中的主要粒级为—200目（占56.9%）。

5粉煤灰的化学组成

从化学成分看，粉煤灰属于CaO-SiO2-Al2O3系统，由于受前述各种因素的影响，使得粉煤灰的化学成分波动较大。

根据水泥化学国际会议综述，若干国家的粉煤灰化学分析统计，一般低钙粉煤灰的化学成分的变化范围为：

SiO240%—58%，Al2O321%—27%，CaO4%—6%，Fe2O34%—17%，烧矢量0.7%—10%。

我国的粉煤灰化学成分也在这个范围内，但Al2O3含量较高，烧矢量过高。

下表收集了我国粉煤灰化学成分的一般变化范围。

图7我国粉煤灰化学成分的一般变化范围

化学成分

变化范围%

SiO2

40——60

Al2O3

17——35

Fe2O3

2——15

CaO

1——10

MgO

0.5——2

SO2

0.1——2

Na2O及K2O

0.5——4

烧矢量

1——26

6粉煤灰的分类

粉煤灰的形成受很多因素的影响，不同粉煤灰性质差异较大，无论从粉煤灰的利用还是从环境角度出发，都应该有必要对粉煤灰进行较细致的分类研究。

目前对粉煤灰的分类方法较多，但不外乎就以下几种：

①根据粉煤灰的物理性质；②根就粉煤灰的化学性质；③根就粉煤灰的应用需求。

6.1根据粉煤灰的物理性质

⑴根就粉煤灰的细度和烧矢量

我国的国家标准GB1596—91也只是根据粉煤灰的细度和烧矢量对粉煤灰分为三个等级：

1Ⅰ级粉煤灰，0.045mm方孔筛筛余量小于12%，烧矢量小于5%；

2Ⅱ级粉煤灰，0.045mm方孔筛筛余量小于20%，烧矢量小于8%；

3Ⅲ级粉煤灰，0.045mm方孔筛筛余量小于45%，烧矢量小于15%。

⑵根据粉煤灰的状态

根据粉煤灰的状态，将粉煤灰分为改性粉煤灰（也称调湿灰）和陈灰。

所谓的改性粉煤灰，是指将新排放的粉煤灰在运送至目的地之前加一定量的水，这种粉煤灰的密室后的强度随时间的延长有一定的增长，因此这种粉煤灰被用于回填或土壤加固。

由于这种目的，改性粉煤灰应满足一定的强度。

陈灰通常是指在使用前存放比较长的时间，含有的水分为平衡含水率；一般认为陈灰的性质比较差，没有强度的要求，一般只用于回填。

⑶根据收集方式

粉煤灰的收集方式主要决定于采用的设备。

一般来说粉煤灰收集设备有静电收尘器，机械收尘器，合不袋收尘器。

相对来说静电收尘器比机械收尘器能跟好的收集到细的粉煤灰颗粒，这些细的粉煤灰颗粒从实用角度看有跟好的性质。

对于静电收尘器，还可以根据电厂的不同，将收集到的粉煤灰分为一，二，三级电场的粉煤灰。

三级电场收集的粉煤灰是最好的粉煤灰，是非常好的水泥混凝土的矿物掺和料。

6.2根据粉煤灰的化学性质

⑴根据CaO的含量分类

ASTM标准根据粉煤灰中的CaO含量将粉煤灰分为高钙的C类粉煤灰和低钙的F类粉煤灰。

C类粉煤灰包括褐煤或亚烟煤的粉煤灰，［SO2］＋［Al2O3］＋［Fe2O3］＞50%；F类粉煤灰包括无烟煤或烟煤的粉煤灰，［SO2］＋［Al2O3］＋［Fe2O3］＞70%。

美国MECARTHY等人根据粉煤灰中的CaO含量有分成以下几类：

粉煤灰分类

低钙类

中钙类

高钙类

CaO的含量%

<10

10—19.9

>20

⑵根据粉煤灰的环境影响分类

从环境保护的角度来看，将粉煤灰分为有毒和无毒两类。

分类的标准是根据粉煤灰中特殊元素和有机物的浓度来划分的。

⑶根据粉煤灰中的氧化物分类

1硅铝制氧化物（SiO2+Al2O3+TiO2）；

2钙质氧化物（CaO+MgO+K2O）；

3铁质氧化物（Fe2O3+SO3）。

⑷根据粉煤灰的pH值

根据粉煤灰的pH值将粉煤灰分为酸性，中性和碱性三种。

还有根据粉煤灰的酸性模量将粉煤灰分为强碱性，碱性，中性，弱酸性，酸性和强酸性。

粉煤灰的酸性模量=[（SiO2）+（Al2O3）+（Fe2O3）]╱[（CaO）+（MgO）-0.75（SiO2）]

当酸性模量<1为强碱；1—2为碱性；2—3为中性；3—10为弱酸；10—20为酸性；>20为强酸性。

7实验过程与结论

不论是燃煤为主的煤粉炉还是矸石电厂所用的循环流化床锅炉，其燃料燃烧形成粉煤灰的过程基本相似，但由于所用燃料的性质、燃烧方式、燃烧温度、燃料在炉内停留时间等方面存在较大差别，所形成的粉煤灰的性质也各不相同。

了解矸石电厂粉煤灰的燃烧过程，对全面掌握粉煤灰的特性有重要的指导意义。

燃料的燃烧过程首先是气化温度较低的挥发分从燃料逸出，并燃烧发热。

挥发分的逸出，使燃料变成具有一些空隙的颗粒；随着燃烧的进行，它进一步成为多孔性碳粒（焦炭）。

与有机物燃烧的同时，燃料内的高岭土脱水分解为氧化硅及氧化铝；硫化铁则分解为氧化铁并释放出三氧化硫。

所以，在多孔碳粒中夹杂着一定量的无机物，待碳分全部燃烧完毕后，残存的颗粒即转变为多孔玻璃体，其形貌仍保持原有的不规则状态。

随着燃烧的进一步发展，多孔玻璃体逐步熔融收缩，其空隙率不断降低，圆度不断提高，粒径也随之变小。

经充分燃烧的煤灰最终成为一密度较高、粒径较小的密实玻璃珠。

因此，粉煤灰颗粒的形成大致可分为三个阶段。

第一阶段，燃