1、0CECS CECS :2015中国工程建设协会标准脱硫石油焦渣在蒸压硅酸盐制品中应用技术规程Technical specification for application of petroleum coke desulfuration residue on autoclaved portland products（征求意见稿）1前 言根据中国工程建设标准化协会关于印发2015 年第一批工程建设协会标准制订、修订计划的通知（建标协字2015044 号）的要求，在广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本规程。本规程规定了总则、术语和符号、基
2、本规定、脱硫石油焦渣要求、脱硫石油焦渣在蒸压加气混凝土砌块中的应用、脱硫石油焦渣在蒸压灰砂砖中的应用、脱硫石油焦渣在蒸压粉煤灰砖中的应用以及脱硫石油焦渣蒸压硅酸盐制品施工和工程质量验收。本规程由中国工程建设标准化协会负责管理，由中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送解释单位（地址：北京市北三环东路 30 号建筑材料研究所，邮编：100013。）本规程主编单位：中国建筑科学研究院本规程参编单位：本规程主要起草人员：本规程主要审查人员：2目 次1 总则 62 术语和符号 73 基本规定 84 脱硫石油焦渣要求 94.1 脱硫石油焦渣要求 94.2 脱硫石油焦渣运
3、输和贮存及预处理 105 脱硫石油焦渣蒸压加气混凝土砌块 115.1 脱硫石油焦渣用于蒸压加气混凝土砌块的制备要求 115.2 脱硫石油焦渣蒸压加气混凝土砌块性能要求 116 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖 136.1 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖的制备要求 136.2 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖性能要求 137 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖 157.1 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖的制备要求 157.2 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖性能要求 158 脱硫石油焦渣蒸压硅酸盐制品施工和工程质量验收 178.1 脱硫石油焦渣蒸压硅酸盐制品的工程施工 178.2 脱硫石油焦渣蒸压硅酸盐制品砌体工程质量验收 17本规程用词说明 1
4、8引用标准名录 19附：条文说明 2031 总 则1.0.1 为贯彻执行国家节约资源、保护环境的技术经济政策，保证脱硫石油焦渣在蒸压硅酸盐制品生产中的合理应用，做到安全适用、技术先进、确保质量、经济合理，制定本规程。1.0.2 本规程适用于利用循环流化床锅炉产生的磨细脱硫石油焦渣的生产与检验，以及磨细脱硫石油焦渣部分取代石灰和石膏生产蒸压加气混凝土砌块、蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖。1.0.3 应用脱硫石油焦渣生产的蒸压加气混凝土砌块、蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖，除应符合本规程外，尚应符合国家现行标准的有关规定。42 术语和符号2.1 术 语2.1.1 脱硫石油焦渣 petroleum coke d
5、esulfuration residue石油焦经循环流化床锅炉（CFB ）燃烧技术脱硫后残留在锅炉底部的废渣称为脱硫石油焦渣。2.1.2 脱硫石油焦渣蒸压加气混凝土砌块 autoclaved aerated concrete blocks made of petroleum coke desulfuration residue磨细脱硫石油焦渣部分取代石灰和石膏制备的蒸压加气混凝土砌块。2.1.3 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖 autoclave sand-lime brick made of petroleum coke desulfuration residue磨细脱硫石油焦渣部分取代石灰和石膏为
6、主要原料，与砂和石灰共同制备的经坯料制备、压制排气成型、高压蒸汽养护而成的实心灰砂砖。2.1.4 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖 autoclaved fly ash brick made of petroleum coke desulfuration residue磨细脱硫石油焦渣部分取代石灰和石膏，以水泥、粉煤灰、外加剂和骨料等经坯料制备，压制排气成型，高压蒸汽养护而成的实心粉煤灰砖。2.2 符 号KR软化系数；fb材料在饱水状态下的抗压强度；fg材料在干燥状态下的抗压强度。53 基本规定3.0.1 应用脱硫石油焦渣生产蒸压加气混凝土砌块、蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖所用的水泥应符合现行国家标准通用
7、硅酸盐水泥GB/T 175 的规定。3.0.2 应用脱硫石油焦渣生产蒸压加气混凝土砌块、蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖所用的粉煤灰应符合现行行业标准硅酸盐建筑制品用粉煤灰JC 409 的规定。3.0.3 应用脱硫石油焦渣生产蒸压加气混凝土砌块、蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖所用的石灰应符合现行行业标准硅酸盐建筑制品用生石灰JC/T 621 的规定。3.0.4 应用脱硫石油焦渣生产蒸压加气混凝土砌块、蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖所用的其他掺合料、外加剂、颜料等应符合相关国家标准的规定。3.0.5 脱硫石油焦渣蒸压加气混凝土砌块的规格尺寸、强度、干密度分级、砌块等级、产品标记应符合现行国家标准蒸压加气混凝土砌块G
8、B 11968 的规定。3.0.6 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖除应符合现行国家标准蒸压灰砂砖GB 11945 的相关规定外，还应符合下列规定：1 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖的颜色分为彩色（Co）和本色（N）两类；2 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖外形应为直角六面体；3 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖采用产品名称（PCRLSB/PCALSB）、颜色、强度级别、质量级别、标准编号顺序进行产品标记。3.0.7 脱硫石油焦渣蒸压硅酸盐制品施工安全应符合国家标准建筑施工安全技术统一规范GB 50870 的规定。3.0.8 脱硫石油焦渣蒸压硅酸盐制品施工过程中在完成上一道工序的验收后，方可进行下一道工序的施工。64 脱硫石油焦渣
9、要求4.1 脱硫石油焦渣要求4.1.1 蒸压加气混凝土砌块、蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖用磨细脱硫石油焦渣分为型和型两个等级，其性能应符合表 4.1.1 的规定。表 4.1.1 磨细脱硫石油焦渣性能技术要求项 目型 型 试验方法细度（0.080mm方孔筛筛余量），% 10 现行国家标准水泥细度检验方法 筛析法GB/T 1345有效氧化钙含量，% 50 40 现行行业标准硅酸盐建筑制品用生石灰JC/T 621消化时间，min 15 现行行业标准建筑石灰试验方法 物理试验方法JC/T 478.1消化温度， oC 60 50 现行行业标准建筑石灰试验方法 物理试验方法JC/T 478.1烧失量，% 5
10、6 现行国家标准水泥化学分析方法GB/T 1764.1.2 脱硫石油焦渣检验规则应符合下列规定：1 检验分为出厂检验和型式检验；2 以一次交货的100t同一等级的产品为一批，不足 100t按一批计；3 出厂检验项目为细度、有效氧化钙含量和消化温度，应符合本标准第4.1.1条的规定；4 正常情况下每年进行一次型式检验，有下列情况之一时均应进行型式检验：a 新产品投产或老产品转厂生产的试制定型鉴定；b 当原材料材料、工艺有较大改变时；c 停产三个月以上恢复生产时；d 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；e 型式检验的项目为本标准表4.1.1全部性能指标。4.1.3 脱硫石油焦渣应按本规程第 4
11、.1.2 条规定批次验收型式检验报告、出厂检验报告及合格证等质量证明文件。4.1.4 脱硫石油焦渣判定规则应符合下列规定：1 磨细脱硫石油焦渣经检验合格，则判整批产品合格；2 检验中有一项指标不合格，可加倍抽样对该项进行复验，仍不合格则判该批产品不合格。74.2 脱硫石油焦渣运输和贮存和预处理4.2.1 脱硫石油焦渣出厂文件应包括生产厂名、产品名称、技术指标及批号、执行标准、出厂日期、检验日期与检验结果。4.2.2 脱硫石油焦渣运输宜罐车运输；在运输、装卸和堆放过程中应防止混入杂质和产品污染的措施。4.2.3 脱硫石油焦渣应采用密封干燥的储罐贮存。4.2.4 脱硫石油焦渣应与石灰混合制备成复合
12、钙质材料使用，其中脱硫石油焦渣对石灰的取代率宜控制在 60%以内。复合钙质材料细度应为 200 目，筛余不应大于 15%。85 脱硫石油焦渣蒸压加气混凝土砌块5.1 脱硫石油焦渣用于蒸压加气混凝土砌块的制备要求5.1.1 蒸压加气混凝土砌块中脱硫石油焦渣用量一类渣不宜大于 50%，二类渣不宜大于 30%。5.1.2 蒸压加气混凝土砌块中脱硫石油焦渣宜超量取代石灰，相应的超量取代系数一类渣为 1.4，二类渣为 1.45。5.1.3 掺加脱硫石油焦渣的蒸压加气混凝土砌块的蒸养时间应适当增加。5.1.4 掺加脱硫石油焦渣的蒸压加气混凝土砌块不应再掺加石膏。5.2 脱硫石油焦渣蒸压加气混凝土砌块性能要
13、求5.2.1 脱硫石油焦渣蒸压加气混凝土砌块性能除应符合现行国家标准蒸压加气混凝土砌块GB 11968 和墙体材料应用统一技术规范GB 50574 的相关规定外，其吸水率、软化系数和碳化稳定性应符合表 5.2.1 的规定。表 5.2.1 脱硫石油焦渣蒸压加气混凝土砌块的吸水率、软化系数和碳化稳定性干密度级别 B05 B06 B07 试验方法吸水率/% 70 75 75现行国家标准蒸压加气混凝土性能试验方法GB/T11969优等品 0.75 0.80 0.85软化系数合格品 0.75 0.75 0.80本规程第 5.2.2 条优等品 0.70碳化稳定性合格品 0.60现行国家标准加气混凝土力学性
14、能试验方法GB/T11969注：碳化稳定性为砌块完全碳化时抗压强度与出厂抗压强度比值。5.2.2 软化系数可按下列公式计算：（5.2.2）/RbgKf式中：KR软化系数；9fb材料在饱水状态下的抗压强度；fg材料在干燥状态下的抗压强度。5.2.3 脱硫石油焦渣蒸压加气混凝土砌块的检验规则应符合现行国家标准蒸压加气混凝土砌块GB 11968 的相关规定。5.2.4 脱硫石油焦渣蒸压加气混凝土砌块的储存和运输应符合现行国家标准蒸压加气混凝土砌块GB 11968 的相关规定。5.2.5 脱硫石油焦渣蒸压加气混凝土砌块砌体工程施工应符合现行行业标准蒸压加气混凝土应用技术规程JGJ/T 17 和混凝土小
15、型空心砌块建筑技术规程JGJ/T 14 的有关规定。5.2.6 脱硫石油焦渣蒸压加气混凝土砌体工程质量验收应符合现行国家标准建筑工程施工质量验收统一标准GB 50300 和砌体工程施工质量验收规范GB 50203 的有关规定。106 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖6.1 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖的制备要求6.1.1 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖中脱硫石油焦渣用量一类渣不应大于 50%，二类渣不应大于 30%。6.1.2 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖中脱硫石油焦渣可超量取代石灰使用，相应的超量取代系数一类渣为1.3，二类渣为 1.4。6.1.3 掺加脱硫石油焦渣的蒸压灰砂砖不应再掺加石膏。6.2 脱硫石油焦渣蒸压灰砂
16、砖性能要求6.2.1 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖性能除应符合现行国家标准蒸压灰砂砖GB 11945 的相关规定外。还应符合下列规定：1 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖的颜色应一致，无明显色差；2 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖抗冻性应符合表 6.2.1 的规定；表 6.2.1 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖抗冻性强度级别冻后抗压强度， MPa平均值不小于单块砖的干质量损失，%不大于试验方法MU25 20.0 2.0MU20 15.0 2.0MU15 12.0 2.0MU10 7.0 2.0现行国家标准砌墙砖试验方法GB/T2542注：优等品的强度级别不得小于 MU153 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖的吸水率不应大于 20%；体
17、积密度应不应小于 1500kg/m3；平均干燥收缩值不应大于 0.40mm/m。6.2.2 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖检验规则应符合国家标准蒸压灰砂砖GB 11945 的相关规定。6.2.3 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖检验抽样应符合下列规定：111 尺寸偏差和外观质量检验的样品用随机抽样法从堆场中抽取。其他检验项目的样品用随机抽样法从尺寸偏差和外观质量检验合格的样品中抽取。2 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖每5万块为一批，不足五万块亦为一批，每批次抽样数量按表6.2.3进行。表 6.2.3 抽样数量项目 抽样数量，块尺寸偏差和外观质量 20颜色 15抗折强度、抗压强度和体积密度 3抗冻性 3吸水率、干燥收缩值
18、 36.2.4 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖的判定规则除应符合国家标准蒸压灰砂砖GB 11945 的相关规定外，还应符合下列规定：1 颜色抽检样品应无明显色差判为合格；2 抗冻性应符合表 6.2.1 相应等级时判定为合格，否则判定不合格；3 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖的吸水率、体积密度和平均干燥收缩值应符合第 6.2.1 条规定判定为合格，否则判定为不合格。6.2.5 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖总判定应符合下列规定：1 每一批出厂产品的质量等级按出厂检验项目的检验结果和抗冻性检验结果综合判定；2 每一型式检验的质量等级按全部检验的检验结果综合判定；3 检测指标中最低的质量等级判定中有一项不合适，则该批次产品
19、不合格。6.2.6 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖产品合格证、堆放和运输应符合国家标准蒸压灰砂砖GB 11945的相关规定。127 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖7.1 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖的制备要求7.1.1 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖中脱硫石油焦渣用量要求为一类渣不应大于 50%，二类渣不应大于30%。7.1.2 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖中脱硫石油焦渣可超量取代石灰使用，相应的超量取代系数为一类渣为 1.3，二类渣为 1.4。7.1.3 掺加脱硫石油焦渣的蒸压粉煤灰砖不应再掺加石膏。7.2 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖性能要求7.2.1 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖的尺寸偏差、外观、色差、强度、抗冻性、干燥收
20、缩、吸水率等性能要求应符合下列规定：1 尺寸偏差和外观应符合现行行业标准粉煤灰砖JC 239 的规定；2 色差应不显著；3 强度等级应符合表 7.2.1-1 的规定，优等品砖的强度等级应不低于 MU15。4 抗冻性应符合表 7.2.1-2 的规定。5 干燥收缩值优等品和一等品不应大于 0.65mm/m；合格品不应大于 0.75mm/m；平均吸水率不应大于 25%。表 7.2.1-1 强度指标抗压强度/MPa 抗折强度 /MPa强度等级10 块平均值 单块值 10 块平均值 单块值MU30 30.0 24.0 6.2 5.0MU25 25.0 20.0 5.0 4.0MU20 20.0 16.0
21、 4.0 3.2MU15 15.0 12.0 3.3 2.6MU10 10.0 8.0 2.5 2.013MU7.5 7.5 5.0 2.0 1.5表 7.2.1-2 抗冻性指标强度等级抗压强度 /MPa平均值砖的干重量损失/%单块值MU30 24.0MU25 20.0MU20 16.0MU15 12.0MU10 8.0MU7.5 5.0 4.07.2.2 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖试验方法应按砌墙砖试验方法GB/T2542 非烧结砖和粉煤灰砖JC 239 中的规定进行。7.2.3 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖色差方法应符合下列规定：1 取 18 块脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖；2 将 18 块脱硫石油
22、焦渣蒸压粉煤灰砖平放在地面上；3 在自然光照下，距离样品 1.5m 处目测，无明显色差。7.2.4 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖性能检验规则按现行行业标准粉煤灰砖JC 239执行。7.2.5 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖检验抽样应符合下列规定：1 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖尺寸偏差和外观质量检验的样品用随机抽样法从堆场中抽取。其他检验项目的样品用随机抽样法从尺寸偏差和外观质量检验合格的样品中抽取。2 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖每 5 万块为一批，不足五万块亦为一批，每批次抽样数量按表 7.2.5进行。表 7.2.5 抽样数量项 目 抽样数量/块尺寸偏差和外观质量 20色差 18强度 3抗冻性 3干燥收缩值 3
23、平均吸水率 3147.2.6 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖尺寸偏差和外观质量检验的判定规则应按现行行业标准粉煤灰砖JC 239 执行。7.2.7 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖颜色抽检样品应无明显色差判为合格。7.2.8 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖抗压强度和抗折强度级别判定应符合表 7.2.1-1 的规定。7.2.9 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖抗冻性符合表 7.2.1-2 相应等级时判定为合格，否则判定不合格。7.2.10 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖干燥收缩值、吸水率如符合第 7.2.3 条规定则判定为合格，否则判定不合格。7.2.11 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖总判定应符合下列规定：1 每一批出厂产品的质量等
24、级按出厂检验项目的检验结果和抗冻性检验结果综合判定；2 每一型式检验的质量等级按全部检验的检验结果综合判定；3 检测指标中最低的质量等级判定中有一项不合适，则该批次产品不合格。7.2.12 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖产品合格证、堆放和运输应符合现行行业标准粉煤灰砖JC 239的相关规定。158 脱硫石油焦渣蒸压硅酸盐制品施工和工程质量验收8.1 脱硫石油焦渣蒸压硅酸盐制品的工程施工8.1.1 脱硫石油焦渣蒸压硅酸盐制品砌体工程所用砌块和砖应符合本规程第 5 章、第 6 章和第 7 章的相应规定。8.1.2 脱硫石油焦渣蒸压硅酸盐制品砌体工程设计与施工可按现行国家标准砌体结构设计规范GB 50003
25、 和现行行业标准混凝土小型空心砌块建筑技术规程JGJ/T 14 执行。8.2 脱硫石油焦渣蒸压硅酸盐制品砌体工程质量验收8.2.1 脱硫石油焦渣蒸压硅酸盐制品砌体工程质量验收应符合现行国家标准建筑工程施工质量验收统一标准GB 50300 和砌体工程施工质量验收规范GB 50203 的有关规定。8.2.2 脱硫石油焦渣蒸压硅酸盐制品的进场检验项目一般应包括尺寸偏差、外观质量和抗压强度；根据工程需要有更多进场检验项目要求，则供需双方可以协商附加选择本规程中的其他检验项目。16本规程用词说明1 为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的:正面词
26、采用“必须”，负面词采用“严禁”；2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的: 采用“可”。2 条文中指明必须按其他有关标准执行时，写法为“应符合的规定”或“应按执行”。17引用标准名录1 墙体材料应用统一技术规范GB 505742 建筑施工安全技术统一规范GB 508703 通用硅酸盐水泥GB 1754 水泥化学分析方法GB/T 176 5 水泥细度检验法（筛析法）GB/T 1345 6 用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/
27、T 15967 混凝土小型空心砌块试验方法GB/T 41118 蒸压灰砂砖GB 119459 蒸压加气混凝土砌块GB 1196810 蒸压加气混凝土性能试验方法GB/T 1196911 混凝土小型空心砌块建筑技术规程JGJ/T 1412 粉煤灰砖JC/T 23913 加气混凝土导热系数试验方法JC 27514 加气混凝土用铝粉膏JC/T 40715 硅酸盐建筑制品用粉煤灰JC/T 40916 建筑石灰试验方法（物理实验方法）JC/T 478.117 石灰取样方法JC/T 62018 硅酸盐建筑制品用生石灰JC/T 62119 硅酸盐建筑制品用砂JC/T 62220 粉煤灰混凝土小型空心砌块JC
28、/T 86218中国工程建设协会标准脱硫石油焦渣在蒸压硅酸盐制品中应用技术规程CECS:2015条 文 说 明191 总 则1.0.1 针对我国成倍增长的脱硫石油焦渣，及其导致的环境保护压力，以本地化和资源化建材利用为方向，研究、分析并总结循环流化床脱硫石油焦渣在蒸压硅酸盐制品中成套应用技术。从脱硫石油焦渣的技术要求、运输和储存、预处理，以及脱硫石油焦渣在蒸压加气混凝土、 蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖中的应用等角度提出成套应用技术，科学指导我国脱硫石油焦渣的建材应用，在国内首次制订脱硫石油焦渣类应用技术标准，完善现有再生建材资源化利用标准体系。据统计，2008 年我国原油进口量达到了 17888
29、万吨，年增长 9.6%，高硫石油焦产量约为焦化原料油的 25%-30%，每年将达到 4000-5000 万吨 2。海关总署公布的 2011 年海关主要统计数据显示，2011 年国内进口原油 2.54 亿吨，同比增长 6%。专家测算到 2013 年中国原油对外依存度将超过 60%。因此，如何实现高硫石油焦的清洁利用，提高经济效益，成为国内炼油行业关心的问题。随着循环流化床锅炉(CFB)燃烧技术在我国的推广应用，脱硫石油焦渣产量将会成倍增长。而且炼油厂规模较大，一个炼油厂的焦渣年排放量就会达到 2050 万吨以上，脱硫石油焦渣产业化前景广阔。脱硫石油焦渣含有大量的石灰和硬石膏成分，具有良好的胶凝性
30、能，若能将它用于生态建材的生产，既解决了建材资源的紧缺，又保护了环境，其经济、社会、环境效益显著。石灰和石膏是用来制备加气混凝土的重要材料。石灰是加气混凝土中钙质成分的主要来源，它能与 SiO2和 Al2O3反应生成结晶状或胶体状的水化硅酸钙、硅铝酸钙产物，使制品具有一定的强度；石膏是生产加气混凝土制品时发气过程中的一种最常用的调节材料，它可以调节水泥的凝结时间，并在料浆稠化过程中参与生成水化硫铝酸钙和 C-S-H 凝胶，减少收缩，提高坯体强度。目前石灰和石膏的价格相对较高，而石油焦渣中含有大量的有效氧化钙和足量石膏，可以替代石灰和石膏，与硅质材料发生水热反应，用来制备蒸压加气混凝土砌块、粉煤
31、灰蒸压砖等蒸压蒸养制品，具有显著的社会效益和经济效益。脱硫石油焦渣在蒸压硅酸盐制品中应用技术规程的制定，对于推动脱硫石油焦渣的资源化利用，确保蒸压加气混凝土和蒸压砖等绿色环保新型建材的质量具有重要的意义202 术语和符号2.1 术 语2.1.1 石油焦是原油通过蒸馏，将轻、重质油分离，重质油再经热裂转化而成的产品。石油焦呈黑色，有金属光泽，是块状或颗粒状的多孔结构材料，由不挥发性碳、挥发物和矿物杂质(硫、金属化合物、水、灰等 )等混合组成。石油焦的组分是碳氢化合物，含碳量为90%-97%，含氢量为 1.5%-8%，还含有氮、氯、硫以及其它重金属化合物。结合我国具体情况，目前有两种具有产业意义的
32、解决高硫石油焦出路的方案。一种方案是将高硫石油焦用于循环流化床(CFB)锅炉生产蒸汽或发电，另一种方案是通过焦炭气化转化成蒸汽、电力或合成气等多品种联产方案，即一体化石油焦气化联合循环(IGCC)工艺方案。IGCC工艺实现以焦炭代油的燃料替换，从而提高炼厂整体效益，是当前倍受关注的一种解决高硫焦出路的方案 4。但由于该方案流程复杂，投资庞大，我国至今没有一套工业装置。目前，国内已经广泛地推广循环流化床(CFB)锅炉清洁燃烧技术。循环流化床燃烧技术是近年来迅速发展的高效、低污染的清洁燃烧技术。它以固体颗粒作为床料，通入空气形成流化床。床层温度约为800-950之间。任何可燃物质落入其床层均可迅速
33、燃烧。为了维持床层温度不超过床料的熔点，部分床料经受热面冷却、分离装置分离，然后返回床层形成循环。循环流化床锅炉的燃料适应性很宽，可燃用劣质煤、煤矸石、垃圾和农业废料等，国外也有燃用石油焦的先例。如果床料中有钙、镁的氧化物，或加入石灰石，则可在燃烧的同时除去燃料所含的硫，而形成亚硫酸盐和硫酸盐。石灰石高温分解出的CaO与油焦燃烧出的硫反应生成 CaSO4，从而达到石油焦脱硫的目的，这些CaSO4与其他燃烧产物的混合物统称为脱硫石油焦灰渣。高硫焦脱硫主要采用的是石灰粉脱硫技术，即将石灰石研磨成粉状后与炼油后的石油焦混合，再喷入流化床锅炉进行燃烧。石灰石高温分解出的 CaO 与石油焦燃烧生成的 S
34、O2反应形成 CaSO4，以达到脱硫的目的，且脱硫效率可达 90%，其化学反应如下：CaCO3CaO+CO 2CaO+SO2+O2CaSO 4燃烧后残留在锅炉底部的废渣为脱硫石油焦渣。脱硫石油焦渣呈浅黄色，细度与砂类似，加水搅拌时会产生大量的水化热。212.1.2 脱硫石油焦渣蒸压加气混凝土砌块是由磨细脱硫石油焦渣部分取代石灰和石膏制备的蒸压加气混凝土砌块，生产的砌块性能应符合现行国家标准蒸压加气混凝土砌块GB 11968 的规定。2.1.3 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖是由磨细脱硫石油焦渣部分取代石灰和石膏制备的蒸压灰砂砖，生产的灰砂砖性能应符合现行国家标准蒸压灰砂砖GB 11945 的规定。2.
35、1.4 脱硫石油焦渣蒸压粉煤灰砖是由磨细脱硫石油焦渣部分取代石灰和石膏制备的蒸压粉煤灰砖，生产的灰砂砖性能应符合现行行业标准粉煤灰砖JC/T 239 的规定。2.2. 符 号本节符号是根据有关标准的规定和一般的应用规则而设置的。本节所列的符号为本规程内容表达需要的主要符号。223 基本规定3.0.4 应用脱硫石油焦渣生产蒸压加气混凝土砌块、蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖所用的其他掺合料、外加剂、颜料等应符合相关国家标准的规定，且不能对产品的性能产生不良影响。3.0.6 脱硫石油焦渣蒸压灰砂砖的相关规定包括公称尺寸、强度级别和质量级别等。234 脱硫石油焦渣要求4.1 脱硫石油焦渣要求4.1.1 脱硫
36、石油焦渣性能研究与分析脱硫石油焦渣的成分分析为了解脱硫石油焦渣的矿物组成，对其进行 X 射线衍射分析（XRD），见图 1。图 1 脱硫石油焦渣 XRD 图谱从图 1 中可发现 CaSO4 (2=25.53、31.46、32.15)(型硬石膏) 和CaO(2=38.58、53.84) 的明显衍射峰。为明确 CaSO4和 CaO 在脱硫石油焦渣中的比例，对其进行 X 荧光光谱分析 (XRF)，化学成分见表 1。表 1 脱硫石油焦渣的 XRF 实测结果（%）CO2 CaO SO3 SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 其它焦渣 1 18.53 56.69 20.41 1.35 0.34 2.13
37、 0.21 0.33 焦渣 2 15.02 62.37 16.85 2.03 0.64 2.54 0.26 0.29 由于 XRF 对 10 号元素以内的元素含量测量不准确，需对碳元素的含量重新标定。对焦渣做烧失量试验，发现并无质量损失，且 XRD 图谱中也未出现 CaCO3 的衍射峰，由此可认为焦渣中不含碳元素。将 XRF 结果重新折算，见表 2。表 2 脱硫石油焦渣的化学组成（%）24CaO SO3 SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 其它焦渣 1 69.58 25.05 1.66 0.42 2.61 0.26 0.42焦渣 2 73.39 19.83 2.39 0.75 2.99
38、0.31 0.34结合 XRD 图谱，认为硫元素以 CaSO4形式存在。经计算得，焦渣 1 中 CaSO4含量为 42.59%，CaO 含量为 52.05%；焦渣 2 中 CaSO4含量为 33.71%，CaO 含量为 59.51%。为验证以上计算结果，根据 T08111994石灰有效氧化钙测定方法，测定脱硫石油焦渣的有效氧化钙（ACaO ）含量，试验结果见表 3。表 3 有效氧化钙含量/%样品名称 有效氧化钙含量焦渣 1 47.98焦渣 2 54.26由表 3 可见，有效氧化钙含量试验所测得的结果与通过 XRF 分析计算的结果十分接近。因此可得出结论，脱硫石油焦渣中的硫元素主要以 CaSO4
39、形式存在，含量约为3343%；剩余的钙元素则主要以 CaO 形式存在，含量约为 4860%。脱硫石油焦渣的放热特征曲线考虑到石油焦渣中 CaO 含量较高，易吸收空气中的水分而转化为 Ca(OH)2，课题研究将石油焦渣在温度为 202，空气湿度为 50%-60%的条件下敞口放置一周后，比较它们的消解速度。根据 JCT478.192建筑石灰试验方法 物理试验方法分别测定新产石油焦渣、陈放一周后的石油焦渣和生石灰的消解速度。在保温瓶中加入 201的蒸馏水 80ml，称取试样 40g 倒入保温瓶，立即开动秒表，同时盖上保温瓶盖，轻轻摇动保温瓶数次。自试样倒入水中开始计时，每隔 1min 读 1 次数。
40、记录达到最高温度及温度开始下降的时间，以达到最高温度所需的时间记为消解速度。试验结果见图 2。304050607080901001 3 5 7 9 11 13 15 17 19温度/时 间 /min石 灰新 渣陈 渣25图 2 放热特征曲线由图 2 放热特征曲线可知，新渣 CaO 含量高，遇水后反应迅速，升温速度快，反应过程中伴随着颗粒的崩解，在较短时间(2min)内便可以基本完成消化放热，达到最高温度90，之后随着热量的散失温度迅速下降，10min 以后下降速度变缓， 15min 以后曲线基本平缓，保持在 60左右。陈渣由于表面与空气中的水反应，部分消解，在颗粒表面形成了 Ca(OH)2 和
41、 CaCO3，起到了阻碍水与内部 CaO 反应的作用，导致陈渣放热较为缓慢，在3min 时达到最高温度 50，之后热量持续产生，随后温度一直保持在 4549，下降较缓慢。相比于石油焦渣的消解曲线，石灰的消解曲线上升速度较慢，在 12min 时才达到最高温度，但其后温度一直保持在 60以上。脱硫石油焦灰渣的标准稠度用水量和凝结时间脱硫石油焦灰渣的标准稠度用水量和凝结时间试验参照 GBT1346-2001水泥标准稠度用水量、凝结时间和安定性检验方法进行，试验结果见表 4。表4 脱硫石油焦渣的标准稠度用水量及凝结时间凝结时间 /min编号脱硫石油焦渣/g标准稠度用水量/% 初凝 终凝A1 500 3
42、6 50 125A2 - 40 460 820A3 333 26.8 72 172脱硫石油焦渣中 CaO、CaSO 4 的含量较高，加水搅拌时会产生大量水化热，可缩短其凝结时间。脱硫渣加水释放的大量水化热也可以有效缩短脱硫灰的凝结时间。脱硫石油焦灰渣的水化机理分析由脱硫石油焦渣的 XRF 荧光分析和 XRD 衍射分析可知，脱硫石油焦渣主要含由 CaO 和 CaSO4 两种矿物成分。在制备加气混凝土时，前者具有较强烈的水化活性，与水接触时水化为 Ca(OH)2，产生的热量有助于铝粉发气和料浆稠化。CaSO 4 作为脱硫石油焦渣中的另一种矿物成分，也占有相当高的比例。不同养护温度下石油焦渣的水化情
43、况研究了不同温度条件下，石油焦渣中的 CaSO4 是否稳定存在 。制备石油焦渣净浆的试样，放在 20、50 、70、100的温度条件下养护，当达到263h、6h、12h、24h 的养护龄期后取样，然后经过酒精浸泡 7d，经过 45烘干，进行衍射实验，分析焦渣中 CaSO4 的水化情况。（1）石油焦渣 20养护条件下的水化情况图 3 焦渣净浆 20 3h、6h、12h 、24h 的水化产物 XRD 图谱为了讨论石油焦渣在 20养护条件下的水化情况，分别将其净浆试块养护3h、6h、12h、24h，到达龄期后取样作衍射分析，XRD 图谱如图 3。可以发现：石油焦渣中的 CaO 与水反应生成了 Ca(
44、OH)2，且在 3h-24h 的时间变化区间上， Ca(OH)2 衍射峰高度变化不大，这说明 CaO 与水反应迅速；在 2=11.611、20.758 处存 CaSO42H2O 的弱衍射峰，这说明在 20条件下 CaSO4 可以部分水化为 CaSO42H2O，同时发现 CaSO4 的特征峰在上述几种情况下依然很高，这证明 CaSO4 水化的量很小，速度很慢。为了进一步研究脱硫石油焦渣在常温且较长养护时间下的水化情况，制备了石油焦渣的标准稠度净浆，将其在标准条件下养护 3d、7d、28d，达到养护龄期后再进行 XRD 衍射27分析，结果如图 4。图 4 焦渣净浆标准养护 3d、7d、28d 水化
45、产物的 XRD 图谱结果表明，CaSO 4 的特征峰随养护龄期的增长有变弱的趋势，标准养护图谱中出现CaSO42H2O 的明显特征峰，这证明在标准养护条件下焦渣中的 CaSO4 部分水化为CaSO42H2O 。图 4 中 CaSO42H2O 的峰值高于图 2-6 中的峰值，说明随养护时间的延长，水化程度越来越充分，但从图 4 中 CaSO42H2O 的峰值强弱变化情况看，三天后CaSO42H2O 的量基本达到稳定。可能是水化后生成的 CaSO42H2O 包裹在硬石膏矿物的表面，阻止了 CaSO4 的进一步水化。（2）石油焦渣 50养护条件下的水化情况为了讨论石油焦渣在 50养护条件下的水化产物
46、，分别将其净浆试块养护3h、6h、12h、24h，到达龄期取样作 XRD 分析，结果见图 5。可以发现：石油焦渣中的CaO 与水反应，短时间内全部生成了 Ca(OH)2；图 5 中 CaSO4 的特征峰在上述几种条件下依然很高，且没有发现 CaSO42H2O 或 CaSO40.5H2O 的特征峰，证明在 50条件下，CaSO4 未发生水化反应。28图 5 焦渣净浆 50 养护 3h、6h、12h、24h 的水化产物 XRD 图谱（3）石油焦渣 70养护条件下的水化情况图 6 焦渣净浆 70 养护 3h、6h、12h、24h 的水化产物 XRD 图谱为了讨论石油焦渣在 70养护条件下的水化产物，
47、分别将其净浆试块养护3h、6h、12h、24h，到达龄期取样作 XRD 分析，结果见图 6。表明在 70条件下 CaSO4也未发生水化反应。（4）石油焦渣 100养护条件下的水化情况29图 7 焦渣净浆 100养护 3h、6h、12h、24h 的水化产物 XRD 图谱为了讨论石油焦渣在 100养护条件下的水化产物，分别将其净浆试块养护3h、6h、12h、24h，到达龄期取样作 XRD 分析，结果见图 7。表明在 100条件下 CaSO4也未发生水化反应。（5）石油焦渣在蒸压养护条件下的水化情况在饱和蒸汽压力为 1.0MPa，恒温温度约为 170-180的条件下进行蒸压养护 4h 后取样作 XRD 分析，结果见图 2-11。表明在饱和蒸汽压力为 1.0MPa 条件下 CaSO4 也未发生水化反应。以上分析表明当温度高于 50时，CaSO 4 不会发生水化反应，具有较好的稳定性。
