戴 民 徐明治

（沈阳建筑大学 材料科学与工程学院）

循环流化床燃煤固硫灰（之后简称固硫灰）就是煤在流化床燃煤锅炉中燃烧过程中产生的灰[1]。根据SO2控制阶段的差异，循环流化床固硫技术被定义为燃烧中固硫技术。截至2015年初，我国100MW等级以上的循环流化床发电机组装机总数已达338台套，装机容量总计61675MW，按300MW循环流化床燃煤炉固硫灰标准产量计算，仅2014年全年的固硫灰渣排放量就高达1.6亿吨。由于循环流化床的燃烧温度为850～900℃，在此温度区间内，原料中的黏土矿物较难生成液相，同时煤炭燃烧及石灰石分解都会伴随大量C O2释放，固硫灰表面结构由此变得疏松多孔[2]，这一表面结构导致其需水量的大幅提升。同时循环流化床固硫技术通常采用添加固硫剂的方式达到固硫的目的，目前多选择石灰石作为固硫剂，由此使得固硫灰中含较多f-C aO及II-C aSO4[3]。上述因素使得固硫灰无法像粉煤灰一样被大规模应用到实际工程中。目前固硫灰渣处理手段主要为堆放、填埋，处理手段比较单一，长期如此将对生态环境造成毁灭性破坏，寻找合适的固硫灰渣资源化利用手段刻不容缓[4]。

地质聚合物（Geopolymer）这一概念是由法国科学家（Joseph Davidovits）于上世纪提出的[5]，并在1984年申请的专利中正式命名。目前对这种化学键合陶瓷的定义为，以含有无定形硅铝酸盐的天然矿物或固体废弃物为原材料在碱性条件下，体系内部S i-O四面体与Al-O四面体聚合形成的一种三维网络状凝胶体。由于固硫灰中具有较多的硅铝组分，国内外相关学者考虑将固硫灰作为地质聚合物原材料的可行性，目前，已有相关研究利用固硫灰进行地聚物的制备[6～9]。……