關(guān)于燃煤電廠粉煤灰綜合利用的探討
1985年以來(lái)丹東市化纖熱電廠、鴨紙熱電廠等燃煤電廠相繼建成投產(chǎn)。二十多年來(lái)粉煤灰利用不足，儲(chǔ)存較多。粉煤灰的儲(chǔ)存大量占用了土地和山巒，管護(hù)不當(dāng)還會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，影響人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活。粉煤灰露天堆放，無(wú)論是風(fēng)天揚(yáng)塵、還是雨天沖刷，危害極大。如吉丹化纖熱電廠的粉煤灰儲(chǔ)存庫(kù)幾次接近飽和，迫切需要外運(yùn)粉煤灰或加高堤壩。隨著堤壩的加高和庫(kù)容的飽和，垮壩的危險(xiǎn)也越來(lái)越大。一旦垮壩，后果將難以想象。如何大量利用粉煤灰，趨利避害，變廢物為資源，用好用足國(guó)家鼓勵(lì)企業(yè)開(kāi)展綜合利用的優(yōu)惠政策，保護(hù)環(huán)境就成為我們急待探討解決的重點(diǎn)問(wèn)題。
一、丹東市粉煤灰排放利用情況
1、年排放量及儲(chǔ)存量。在丹東市，燃煤發(fā)電企業(yè)主要有華能丹東電廠，吉丹化纖熱電廠，海德鴨綠江和鳳城熱電公司等。其中海德鴨綠江熱電有限公司裝機(jī)36MW，吉丹化纖有限責(zé)任公司熱電廠裝機(jī)24MW，華能丹東電廠裝機(jī)700MW，合計(jì)年排放粉煤灰約70萬(wàn)噸。吉丹化纖熱電廠、海德熱電廠粉煤灰是庫(kù)壩存放，鳳城熱電廠由于爐型不同，產(chǎn)生的粗渣與細(xì)灰均被磚廠和砌塊生產(chǎn)企業(yè)利用，丹紙熱電廠粉煤灰是干式排放，有一定的利用量，華能電廠是海灘圍堰存放。據(jù)2005年調(diào)查統(tǒng)計(jì)，全市粉煤灰儲(chǔ)存量已達(dá)620多萬(wàn)立方米。
伴隨丹東市經(jīng)濟(jì)總量的不斷擴(kuò)大和電力熱力需求的增加，煤電企業(yè)仍將迅速發(fā)展。“十一五”期間丹東市規(guī)劃興建的有華能丹東電廠二期工程2 X 66萬(wàn)千瓦火電機(jī)組，丹東金山熱電廠一期2 X 30萬(wàn)千瓦火電機(jī)組，年增加粉煤灰排放約210萬(wàn)噸以上。這么大量的排灰量，加上原儲(chǔ)存，其利用和管護(hù)不力，勢(shì)將成為禍患。
2、粉煤灰利用情況。丹東市粉煤灰利用工作，在國(guó)家相關(guān)優(yōu)惠政策的支持鼓勵(lì)下，近幾年來(lái)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，粉煤灰利用從無(wú)到有、逐年增加，2005年利用量達(dá)20多萬(wàn)噸。
丹東市的粉煤灰主要是用于回填和作為摻合料加工生產(chǎn)建材產(chǎn)品，如摻兌到水泥、砌塊、地磚、墻板和燒結(jié)磚等建材產(chǎn)品中。用粉煤灰生產(chǎn)的復(fù)合摻合料還可以用作筑路、筑壩材料，替代一部分水泥或沙石，這方面技術(shù)成熟，外地早已廣泛使用。
3、利用粉煤灰生產(chǎn)建材產(chǎn)品的情況。1998年，丹東地區(qū)共有這類(lèi)資源綜合利用企業(yè)47戶(hù)，到2005年已經(jīng)發(fā)展到80多戶(hù)。其中，利用粉煤灰和爐渣生產(chǎn)燒結(jié)普通磚的企業(yè)56戶(hù)、輕集料混凝土小型空心砌塊、彩色地磚企業(yè)19戶(hù)、水泥企業(yè)6戶(hù)，墻板企業(yè)5戶(hù)。幾年來(lái)，累計(jì)綜合利用粉煤灰和爐渣等240多萬(wàn)噸，創(chuàng)產(chǎn)值6.9億元，利潤(rùn)4450萬(wàn)元。
但是，真正大量利用粉煤灰的企業(yè)并不多。吉丹化纖公司年用于回填10多萬(wàn)噸，具有一定規(guī)模利用粉煤灰的企業(yè)主要有華丹粉煤灰有限公司，生產(chǎn)復(fù)合摻合料銷(xiāo)往外地和出口近20萬(wàn)噸，以及遼寧鴻利新型建材廠等企業(yè)。
華丹粉煤灰有限公司在借鑒國(guó)內(nèi)外成熟經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研制、開(kāi)發(fā)出HD復(fù)合礦物摻合料產(chǎn)品。該產(chǎn)品以華能丹東電廠的電除塵粉煤灰干灰為主要原料，再與磨細(xì)的礦渣或煤矸石等按一定比例混合，生成復(fù)合建筑材料。該產(chǎn)品應(yīng)用于預(yù)拌混凝土等建筑材料生產(chǎn)中，可以節(jié)約水泥，具有固體減水，改善新拌混凝土性能，提高混凝土后期強(qiáng)度及抗化學(xué)侵蝕能力，抑制堿骨料反應(yīng)，降低水化熱等效應(yīng)，其填充層次和深度均提高，綜合效果好，可增加混凝土密實(shí)度，提高早強(qiáng)，與水泥合理搭配，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
新投產(chǎn)的遼寧鴻利新型建材廠，年產(chǎn)免燒標(biāo)準(zhǔn)磚4000萬(wàn)塊，砌塊10萬(wàn)立方米，墻板20萬(wàn)平方米。全部項(xiàng)目建成后，年利用粉煤灰可達(dá)12萬(wàn)噸以上。
4、存在的問(wèn)題。一是粉煤灰的利用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于產(chǎn)生量，庫(kù)存不斷增加。規(guī)劃中的燃煤電廠若如期建成，粉煤灰產(chǎn)生量將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加三倍。二是粉煤灰綜合利用渠道狹窄，僅局限于生產(chǎn)建材產(chǎn)品和回填，利用量少。三是利用粉煤灰生產(chǎn)建材產(chǎn)品企業(yè)規(guī)模普遍較小，設(shè)備、技術(shù)落后，產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有保證，粉煤灰利用量低。四是政府有關(guān)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)粉煤灰大量排放將帶來(lái)的嚴(yán)重危害認(rèn)識(shí)不足，缺乏綜合利用和支持、鼓勵(lì)意識(shí)。
二、國(guó)家推廣的粉煤灰利用技術(shù)措施
1、粉煤灰用于煤礦井下巷道錨噴支護(hù)的研究。該技術(shù)根據(jù)粉煤灰的特性，對(duì)粉煤灰用于煤礦井下巷道錨噴支護(hù)進(jìn)行研究，將其用作井下巷道錨噴支護(hù)混凝土配料代替部分膠凝材料和細(xì)集料。可以改善巷道噴射料的力學(xué)性能和流變性能。該技術(shù)大量利用工業(yè)廢渣粉煤灰；減少大氣污染；減少?zèng)_灰水對(duì)水環(huán)境的污染和周?chē)寥赖奈廴。可廣泛適用于其他地下工程。
2、粉煤灰代替天然粘土作硅、鋁質(zhì)校正原料的技術(shù)。該技術(shù)是利用濕粉煤灰代替天然粘土作硅、鋁質(zhì)校正原料，通過(guò)試驗(yàn)、研究和合理的配方，提高原料磨產(chǎn)量，降低煤耗，使用效果好，大大改善了電廠的環(huán)境污染，避免采礦對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，同時(shí)也節(jié)約了天然資源。該技術(shù)適用于水泥行業(yè)新型干法窯的原料輔料配料。
3、粉煤灰分選系統(tǒng)技術(shù)。該技術(shù)采用閉式循環(huán)分選形式。原灰由40t/h可調(diào)式鎖氣器定量給料進(jìn)入氣灰混合器與系統(tǒng)負(fù)壓風(fēng)混合，在離心風(fēng)機(jī)作用下，進(jìn)入分級(jí)機(jī)進(jìn)行粗、細(xì)灰分選。粗灰經(jīng)分選機(jī)下部的鎖氣器進(jìn)入粗灰?guī)，?xì)灰通過(guò)頂部的輸灰管進(jìn)入旋風(fēng)離心器進(jìn)行氣固分離，分離出的細(xì)灰經(jīng)鎖氣器進(jìn)入細(xì)灰?guī)，氣體及微量余風(fēng)回到系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)。此系統(tǒng)運(yùn)行后可減少電廠向灰場(chǎng)的排灰量約3萬(wàn)噸，節(jié)約用地。該技術(shù)適用于粉煤灰（粉狀物料）的分級(jí)選灰，適應(yīng)不同客戶(hù)的需求。
4、高摻量粉煤灰燒結(jié)空心磚（多孔磚）技術(shù)。該技術(shù)采用輪碾機(jī)，使粉煤灰顆粒嵌入膠結(jié)料中，增大混合料的塑性，使物料更好地混合均化，碾練增塑，破碎細(xì)化，滿(mǎn)足成型要求。成型采用高擠出壓力的磚機(jī)和二次碼燒工藝設(shè)備。采用該技術(shù)，可減少粉煤灰、煤矸石及燒磚用煤燃燒后排放的二氧化硫等有害氣體對(duì)周?chē)h(huán)境的污染。該技術(shù)適用于廢棄物綜合利用領(lǐng)域、電力行業(yè)及相關(guān)行業(yè)的第三產(chǎn)業(yè)；適宜于火力發(fā)電的電廠或選煤廠的周邊地區(qū)。
5、粉煤灰頁(yè)巖燒結(jié)空心磚技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)粉煤灰化學(xué)礦物組成均與粘土頁(yè)巖礦基本相似，利用粉煤灰中殘留的熱值，將之用于燒結(jié)磚制品，可達(dá)到燒磚不用或少用煤的目的。由于粉煤灰可塑性差，加入一定比例高塑性材料混合，可解決燒結(jié)制品的成型問(wèn)題。采用該項(xiàng)技術(shù)后，節(jié)約粉煤灰年排放占地5—10畝，避免因粉煤灰的堆放造成的污染，同時(shí)也減少了加工和燃燒對(duì)環(huán)境和大氣產(chǎn)生的污染。該項(xiàng)技術(shù)可適用于有工業(yè)鍋爐排放粉煤灰，有頁(yè)巖粘土資源的地區(qū)。
6、粉煤灰分選技術(shù)。該技術(shù)采用負(fù)壓閉路循環(huán)系統(tǒng)，在重力分離和離心慣性分離技術(shù)基礎(chǔ)上采用新型高效粉體分選技術(shù)。粉體沿切線(xiàn)方向進(jìn)入分選機(jī)內(nèi)受重力、負(fù)壓氣動(dòng)懸浮力和離心力的作用。葉輪轉(zhuǎn)速調(diào)定后，離心力大于氣動(dòng)阻力時(shí)，粗細(xì)粉體即被分離。分選效率≥80%；收集效率≥95%。通過(guò)此工藝處理燃煤電廠的灰渣在保證電廠正常運(yùn)行條件下，可延長(zhǎng)電廠設(shè)計(jì)的堆灰（渣）壽命，且無(wú)任何環(huán)境污染。該技術(shù)適用于燃煤電廠電除塵下原狀粉煤灰的收集及分選。
三、濕排粉煤灰化學(xué)預(yù)處理專(zhuān)利技術(shù)介紹
采用濕排粉煤灰化學(xué)預(yù)處理專(zhuān)利技術(shù)可在筑路、建材和建工領(lǐng)域中開(kāi)發(fā)以下七個(gè)系列粉煤灰產(chǎn)品：
1、筑路用粉煤灰石灰類(lèi)混合料。此產(chǎn)品應(yīng)用于制備公路的路基，是目前我國(guó)濕排粉煤灰的最大用戶(hù)。由于濕排粉煤灰的粒度級(jí)配隨機(jī)變化極大，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)經(jīng)常由于其中II級(jí)灰比例不足使火山灰活性偏低，造成公路施工質(zhì)量事故。采用濕排粉煤灰化學(xué)活化預(yù)處理專(zhuān)利技術(shù)，不僅可順利地克服這一質(zhì)量問(wèn)題，而且由于采用電石渣和化學(xué)石膏兩種工業(yè)廢渣代替石灰粉，可以降低生產(chǎn)成本。
2、燒結(jié)粉煤灰多孔磚和空心磚。由于粉煤灰渣性屬于脊性原料，為滿(mǎn)足燒結(jié)多孔磚和空心磚成型工藝的要求，配料中必須加入50％以上的粘土質(zhì)原料。采用濕排粉煤灰化學(xué)預(yù)處理技術(shù)后，由于物料的和易性、粘結(jié)性和可塑性明顯提高，因而有可能使?jié)衽欧勖夯业膿搅砍^(guò)50％，如果濕排物煤灰中II級(jí)灰比例較高，濕排粉灰的摻量有可能提高到70—80％。
3、免燒結(jié)粉煤灰多孔磚。我國(guó)傳統(tǒng)的蒸壓粉煤灰磚必須采用0.1Mpa、180一190℃的蒸壓條件，生產(chǎn)線(xiàn)投資大，生產(chǎn)能耗高。近年來(lái)開(kāi)發(fā)的免燒結(jié)粉煤灰磚僅需采用常壓下90-100℃的蒸養(yǎng)條件，生產(chǎn)線(xiàn)投資小，生產(chǎn)能耗低，但水泥摻量15—20％，使生產(chǎn)成本降不下來(lái)，推廣困難。采用濕排粉煤灰化學(xué)預(yù)處理專(zhuān)利技術(shù)后，由于提前生成一部分水硬性的C—S—H凝膠，水泥摻量可降到10％以?xún)?nèi)，從而降低生產(chǎn)成本。又由于物料的粘結(jié)性和可塑性明顯提高，采用選定的砌塊成型機(jī)可以制成空心率35--40％、粉煤灰摻量70％以上免燒結(jié)粉煤灰多孔磚。減少原材料消耗從而降低生產(chǎn)成本，并提高墻體的隔熱保溫性能，故免燒結(jié)粉煤灰多孔磚是實(shí)心粘土磚的理想替代產(chǎn)品。
4、粉煤灰空心建筑砌塊及鋪地磚。傳統(tǒng)的承重空心建筑砌塊及鋪地磚是以水泥和砂石為原料采用砌塊成型機(jī)制備的。近年來(lái)國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)成功的粉煤灰空心建筑砌塊和鋪地磚的生產(chǎn)工藝中濕排粉煤灰摻量一般不得超過(guò)30％，否則必須增加水泥摻量從而提高生產(chǎn)成本。采用濕排粉煤灰化學(xué)預(yù)處理專(zhuān)利技術(shù)后，由于提高了物料的粘結(jié)性和可塑性，并且預(yù)先生成一部分C—S—H凝膠，因而可以在不增加水泥摻量的前題下使?jié)衽欧勖夯业膿搅刻岣叩?0％以上。如果濕排粉煤灰中II級(jí)灰的比例較高，濕排粉煤灰的摻量可能提高到50—60％。并且，本專(zhuān)利技術(shù)也將適用于非承重的陶粒粉煤灰空心砌塊的開(kāi)發(fā)。
5、燒結(jié)粉煤灰陶粒。陶粒是一種容重為500—90kg／m3的小球狀人造產(chǎn)品，可以作為一種輕集料代替天然砂石集料制備輕集料混凝土制品，從而明顯地降低混凝土制品的自重和提高隔熱保溫性能。目前我國(guó)陶粒制品生產(chǎn)量最大的是粘土燒結(jié)陶粒，由于需要采用珍貴的粘土資源為原料，生產(chǎn)發(fā)展受到限制。并且，粘土燒結(jié)陶粒的筒壓強(qiáng)度一般僅為2—3Mpa，故僅限于制備非承重的輕墻和非承重陶粒空心砌塊。燒結(jié)粉煤灰陶粒的筒壓強(qiáng)度達(dá)到4—6Mpa，可以應(yīng)用于制備C20一C30承、重輕集料混凝土制品。由于粉煤灰性屬于脊性原料，為滿(mǎn)足成型工藝要求，必須摻入粘結(jié)劑組分，采用濕排粉煤灰化學(xué)預(yù)處理專(zhuān)利技術(shù)可以明顯地提高物料的粘結(jié)性和可塑性，因而有可能不加或少加粘結(jié)劑組分也能滿(mǎn)足成型工藝的需求，從而降低生產(chǎn)成本。
6、高強(qiáng)度免燒結(jié)粉煤灰陶粒。目前國(guó)內(nèi)外均已研制出免燒結(jié)粉煤灰陶粒，其方法是在粉煤灰中摻入水泥和粘結(jié)劑、成型、養(yǎng)護(hù)，得到陶粒制品，目前國(guó)內(nèi)已研制出筒壓強(qiáng)度大于10Mpa的高強(qiáng)度免燒結(jié)粉煤灰陶粒。采用濕排粉煤灰化學(xué)預(yù)處理專(zhuān)利技術(shù)，由于可以提高物料的粘結(jié)性和可塑性，因而可能不加或少加粘結(jié)劑組分就可以滿(mǎn)足成型工藝的要求，并且由于提前生成一部分水硬性的C—S—H凝膠，更有利于制備高強(qiáng)度免燒結(jié)粉煤灰陶粒。這種筒壓強(qiáng)度大于10Mpa的高強(qiáng)度免燒結(jié)粉煤灰陶粒，將可能由于開(kāi)發(fā)C40一C60承重的輕集料混凝土制品，例如一些大型梁、板、柱等混凝土制品，由于大幅度地降低制品的自重，可以降低工程造價(jià)，并提高建筑的隔熱保溫功能，因而將具有十分良好的市場(chǎng)前景。
7、砌筑和抹灰砂漿。目前建筑工地一般采用II級(jí)干粉煤灰、石灰膏、水泥和砂子現(xiàn)配砌筑和抹灰砂漿。采用濕排粉煤灰化學(xué)預(yù)處理專(zhuān)利技術(shù)，可以采用較粗的濕排粉煤灰代替II級(jí)干粉塵煤灰和采用電石渣及化學(xué)石膏代替石灰膏，因而降低生產(chǎn)成本和減少現(xiàn)場(chǎng)粉塵污染。
四、幾點(diǎn)建議
為鼓勵(lì)和加強(qiáng)粉煤灰的綜合利用及管理，1994年1月，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委等六部門(mén)制定了《粉煤灰綜合利用管理辦法》（國(guó)經(jīng)貿(mào)節(jié)［1994］14號(hào)），1996年8 月，國(guó)務(wù)院又批轉(zhuǎn)下發(fā)了國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、財(cái)政部、國(guó)家稅務(wù)總局《關(guān)于進(jìn)一步開(kāi)展資源綜合利用的意見(jiàn)》（國(guó)發(fā)［1996］36號(hào)），國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、財(cái)政部、國(guó)家稅務(wù)總局隨后制定了資源綜合利用目錄和資源綜合利用認(rèn)定管理辦法，通過(guò)優(yōu)惠政策鼓勵(lì)綜合利用。從轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，推動(dòng)資源綜合利用、減少資源浪費(fèi)、防治環(huán)境污染的工作。
為了積極推動(dòng)粉煤灰綜合利用，加快粉煤灰利用的速度、加大粉煤灰綜合利用量，在此提出以下幾點(diǎn)建議。
1、建議交通、水利部門(mén)能把粉煤灰在修路、筑壩中的利用作為重點(diǎn)，廣泛研究推廣應(yīng)用；
2、建議建筑設(shè)計(jì)部門(mén)能在施工工地土方回填上更多的使用粉煤灰，并從設(shè)計(jì)源頭上推廣節(jié)能建筑，積極扶持和推廣應(yīng)用新型墻體材料；
3、其他各部門(mén)應(yīng)同力協(xié)作，積極從不同的角度支持粉煤灰的綜合利用。對(duì)暫時(shí)不能利用的粉煤灰?guī)，可加大投入，通過(guò)復(fù)耕造地和植樹(shù)等形式治理?yè)P(yáng)塵污染；
4、對(duì)新建、改擴(kuò)建的燃煤電廠，必須有粉煤灰綜合利用項(xiàng)目措施，并與整個(gè)工程同時(shí)進(jìn)行、同時(shí)投入生產(chǎn)。
5、增加財(cái)政資金投入，積極宣傳和推廣應(yīng)用粉煤灰綜合利用新技術(shù)。
6、充分利用國(guó)家優(yōu)惠政策，加大對(duì)技術(shù)含量高、產(chǎn)品質(zhì)量可靠、粉煤灰利用量大企業(yè)的扶持力度，盡力做大做強(qiáng)。
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