PDF《焚化灰渣作为水泥生料对卜特兰水泥影响之研究》

2004 年 盛夏 中文摘要… 英文摘要… 志谢… 目录… 表目录… 图目录…

第一章 前言…1 1.1 研究缘起…1 1.2 研究目的与内容…2

第二章 研究背景与文献回顾…3 2.1都市废弃物之产量与处理现况…3 2.2焚化灰渣来源…4 2.3焚化灰渣之性质…6 2.3.1 焚化底渣之物理与化学特性…6 2.3.2 焚化飞灰之物理与化学性质…10 2.4 焚化灰渣处理技术与资源化研究…12 2.4.1 灰渣稳定处理研究…12 2.4.2 焚化灰渣资源化…19 2.5卜特兰水泥的制造与特性…21 2.5.1 水泥制程与成份…21 2.5.2 卜特兰水泥之水化特性…25 2.5.3 潜在熟料矿物组成及推估…28 2.5.4 影响水泥抗压强度之主要因素…30 2.6 废弃物资源化於水泥工业…34

第三章 实验材料、设备与方法…38 3.1 实验材料与仪器…38 3.1.1 实验材料…38 3.1.2 主要实验设备…38 3.1.3 主要分析仪器…39 3.2 实验流程与内容…40 3.2.1 焚化灰渣与水泥原料的制备…41 3.2.2 焚化灰渣成分分析…41 3.2.3 焚化灰渣添加於水泥生料之研究…42 3.3 实验与分析方法…46

第四章 结果与讨论…50 4.1 焚化灰渣基本性质分析…50 4.1.1焚化灰渣之物理特性…50 4.1.2 焚化灰渣之化学成份特性与组成…52 4.2 焚化灰渣前处理实验…55 4.2.1 焚化灰渣水洗与酸洗除氯盐试验…55 4.2.2 焚化灰渣处理前后之化学成份比较…61 4.3水泥生料配比试验…64 4.3.1 Ⅱ型水泥生料配比设计…64 4.3.2 水泥配比程式的适用性…67 4.4 水泥熟料基本性质分析…68 4.4.1 水泥熟料成份分析与游离石灰检测…68 4.4.2 水泥熟料矿物分布推估…70 4.4.3 熟料光学显微镜矿物相分析…72 4.5熟料添加石膏制成Ⅱ型水泥…79 4.6水泥品质检验…81 4.6.1 水泥细度与粒度分析…81 4.6.2 凝结时间检测…85 4.6.3 水泥砂浆抗压强度…87

第五章 结论与建议…89 5.1 结论…89 5.2 建议…90 参考文献…91 附录 A…96 附录 B…97 附录 C…98 表目录表2-1 焚化底渣 a 与b在不同粒径之材料分布…7 表2-2 各国焚化底渣之化学成分比较…7 表2-3 台湾焚化底渣 TCLP 溶出液浓度与法规值之比较…9 表2-4 台湾焚化飞灰 TCLP 溶出液浓度与法规值之比较…9 表2-5 焚化飞灰之化学主要成份…11 表2-6 国内外对於垃圾焚化底渣前处理的要求…14 表2-7 相关焚化飞灰水洗文献整理…18 表2-8 飞灰不同运用方式之比较…20 表2-9 卜特兰水泥主要矿物成分及其基本性质…23 表2-10 各类型卜特兰水泥的成份与性质…24 表2-11 各类型卜特兰水泥的用途…24 表2-12 卜特兰水泥加水后主要矿物所产生的水化反应…27 表2-13 日本小野田水泥公司熟料游离石灰控制标准…28 表2-14 防止水泥窑结皮之化学需求…37 表3-1 卜特兰物化性实验项目及试验方法…49 表4-1 焚化灰渣之基本性质…50 表4-2 焚化灰渣 XRF 定性分析…53 表4-3 焚化灰渣水洗前后氯含量分析…56 表4-4 同浓度下硝酸与醋酸酸洗除氯检测…57 表4-5 不同有机弱酸酸洗除氯效能评估…58 表4-6 飞灰与底渣处理前后氯含量比较…61 表4-7 飞灰、底渣与水泥四原料化学成份…65 表4-8 卜特兰Ⅱ型水泥生料配比设计…66 表4-9 不同国家与都市之灰渣配料结果…67 表4-10 水泥熟料化学成份分析…68 表4-11 水泥熟料游离石灰检测…69 表4-12 Bouge 计算式推估熟料中矿物成份…71 表4-13 实验之水泥熟料矽酸三钙 、 矽酸二钙的粒径分布…74 表4-14 水泥研磨时间 、 气透仪压力计落差之时距与换算水泥细度………...……82 图目录图2-1 台湾地区垃圾处理处置量统计…3 图2-2 焚化炉焚化流程…4 图2-3 灰渣之处理与处置技术体系…15 图2-4 一般卜特兰水泥制造流程图…21 图2-5 NSP 窑系统之制程示意图…23 图2-6 水泥加水后发热曲线变化图…26 图3-1 研究架构…40 图3-2 焚化灰渣及水泥原料的制备…41 图3-3 实验流程图…43 图3-4 焚化灰渣除氯盐实验设计…44 图3-5(a) 左为水泥生料颗粒(b) 右为经烧结实验后之水泥熟料………...……45 图3-6 生料烧结时间控制…45 图4-1 飞灰 、 底渣与卜特兰水泥之化学成份比较…54 图4-2 不同水洗方式对飞灰除氯效果评估…56 图4-3 醋酸浓度对飞灰酸洗之影响…59 图4-4 醋酸酸洗飞灰之固液比与酸洗时间评估试验…60 图4-5 焚化飞灰处理前后之主要化学成份比较…62 图4-6 焚化底渣处理前后之主要化学成份比较…63 图4-7 熟料中 Alite、Belite、Aluminate 与Ferrit 之矿物相…73 图4-8 熟料中之孔隙分布情形…73 图4-9 未添加灰渣之水泥熟料 Alite 分布情形…75 图4-10 添加底渣之水泥熟料 Alite 分布情形…75 图4-11 添加飞灰之水泥熟料 Alite 分布情形…76 图4-12 未添加灰渣之水泥熟料Belite分布情形…76 图4-13 添加底渣之水泥熟料Belite分布情形…77 图4-14 添加飞灰之水泥熟料Belite分布情形…77 图4-15 添加飞灰之水泥熟料液相 (C3A+C4AF) 分布情形…78 图4-16 石膏之各种结晶变态…79 图4-17 各水泥配比之喷射筛析仪#375 筛余比较…83 图4-18 二型水泥粒度分析…84 图4-19 凝结时间检测之标准试体与费开氏针…86 图4-20 水泥浆体凝结时间检测…86 图4-21 标准抗压强度之水泥砂浆试体…88 图4-22 各养护龄期水泥砂浆抗压强度发展…88