关于燃煤电厂粉煤灰综合利用的探讨
1985年以来丹东市化纤热电厂、鸭纸热电厂等燃煤电厂相继建成投产。二十多年来粉煤灰利用不足，储存较多。粉煤灰的储存大量占用了土地和山峦，管护不当还会严重污染环境，影响人们日常生产生活。粉煤灰露天堆放，无论是风天扬尘、还是雨天冲刷，危害极大。如吉丹化纤热电厂的粉煤灰储存库几次接近饱和，迫切需要外运粉煤灰或加高堤坝。随着堤坝的加高和库容的饱和，垮坝的危险也越来越大。一旦垮坝，后果将难以想象。如何大量利用粉煤灰，趋利避害，变废物为资源，用好用足国家鼓励企业开展综合利用的优惠政策，保护环境就成为我们急待探讨解决的重点问题。
一、丹东市粉煤灰排放利用情况
1、年排放量及储存量。在丹东市，燃煤发电企业主要有华能丹东电厂，吉丹化纤热电厂，海德鸭绿江和凤城热电公司等。其中海德鸭绿江热电有限公司装机36MW，吉丹化纤有限责任公司热电厂装机24MW，华能丹东电厂装机700MW，合计年排放粉煤灰约70万吨。吉丹化纤热电厂、海德热电厂粉煤灰是库坝存放，凤城热电厂由于炉型不同，产生的粗渣与细灰均被砖厂和砌块生产企业利用，丹纸热电厂粉煤灰是干式排放，有一定的利用量，华能电厂是海滩围堰存放。据2005年调查统计，全市粉煤灰储存量已达620多万立方米。
伴随丹东市经济总量的不断扩大和电力热力需求的增加，煤电企业仍将迅速发展。“十一五”期间丹东市规划兴建的有华能丹东电厂二期工程2 X 66万千瓦火电机组，丹东金山热电厂一期2 X 30万千瓦火电机组，年增加粉煤灰排放约210万吨以上。这么大量的排灰量，加上原储存，其利用和管护不力，势将成为祸患。
2、粉煤灰利用情况。丹东市粉煤灰利用工作，在国家相关优惠政策的支持鼓励下，近几年来有了长足的发展，粉煤灰利用从无到有、逐年增加，2005年利用量达20多万吨。
丹东市的粉煤灰主要是用于回填和作为掺合料加工生产建材产品，如掺兑到水泥、砌块、地砖、墙板和烧结砖等建材产品中。用粉煤灰生产的复合掺合料还可以用作筑路、筑坝材料，替代一部分水泥或沙石，这方面技术成熟，外地早已广泛使用。
3、利用粉煤灰生产建材产品的情况。1998年，丹东地区共有这类资源综合利用企业47户，到2005年已经发展到80多户。其中，利用粉煤灰和炉渣生产烧结普通砖的企业56户、轻集料混凝土小型空心砌块、彩色地砖企业19户、水泥企业6户，墙板企业5户。几年来，累计综合利用粉煤灰和炉渣等240多万吨，创产值6.9亿元，利润4450万元。
但是，真正大量利用粉煤灰的企业并不多。吉丹化纤公司年用于回填10多万吨，具有一定规模利用粉煤灰的企业主要有华丹粉煤灰有限公司，生产复合掺合料销往外地和出口近20万吨，以及辽宁鸿利新型建材厂等企业。
华丹粉煤灰有限公司在借鉴国内外成熟经验的基础上，研制、开发出HD复合矿物掺合料产品。该产品以华能丹东电厂的电除尘粉煤灰干灰为主要原料，再与磨细的矿渣或煤矸石等按一定比例混合，生成复合建筑材料。该产品应用于预拌混凝土等建筑材料生产中，可以节约水泥，具有固体减水，改善新拌混凝土性能，提高混凝土后期强度及抗化学侵蚀能力，抑制碱骨料反应，降低水化热等效应，其填充层次和深度均提高，综合效果好，可增加混凝土密实度，提高早强，与水泥合理搭配，可以实现优势互补。
新投产的辽宁鸿利新型建材厂，年产免烧标准砖4000万块，砌块10万立方米，墙板20万平方米。全部项目建成后，年利用粉煤灰可达12万吨以上。
4、存在的问题。一是粉煤灰的利用量远远小于产生量，库存不断增加。规划中的燃煤电厂若如期建成，粉煤灰产生量将在现有基础上增加三倍。二是粉煤灰综合利用渠道狭窄，仅局限于生产建材产品和回填，利用量少。三是利用粉煤灰生产建材产品企业规模普遍较小，设备、技术落后，产品质量没有保证，粉煤灰利用量低。四是政府有关部门领导对粉煤灰大量排放将带来的严重危害认识不足，缺乏综合利用和支持、鼓励意识。
二、国家推广的粉煤灰利用技术措施
1、粉煤灰用于煤矿井下巷道锚喷支护的研究。该技术根据粉煤灰的特性，对粉煤灰用于煤矿井下巷道锚喷支护进行研究，将其用作井下巷道锚喷支护混凝土配料代替部分胶凝材料和细集料。可以改善巷道喷射料的力学性能和流变性能。该技术大量利用工业废渣粉煤灰；减少大气污染；减少冲灰水对水环境的污染和周围土壤的污染。可广泛适用于其他地下工程。
2、粉煤灰代替天然粘土作硅、铝质校正原料的技术。该技术是利用湿粉煤灰代替天然粘土作硅、铝质校正原料，通过试验、研究和合理的配方，提高原料磨产量，降低煤耗，使用效果好，大大改善了电厂的环境污染，避免采矿对生态环境的破坏，同时也节约了天然资源。该技术适用于水泥行业新型干法窑的原料辅料配料。
3、粉煤灰分选系统技术。该技术采用闭式循环分选形式。原灰由40t/h可调式锁气器定量给料进入气灰混合器与系统负压风混合，在离心风机作用下，进入分级机进行粗、细灰分选。粗灰经分选机下部的锁气器进入粗灰库，细灰通过顶部的输灰管进入旋风离心器进行气固分离，分离出的细灰经锁气器进入细灰库，气体及微量余风回到系统进行循环。此系统运行后可减少电厂向灰场的排灰量约3万吨，节约用地。该技术适用于粉煤灰（粉状物料）的分级选灰，适应不同客户的需求。
4、高掺量粉煤灰烧结空心砖（多孔砖）技术。该技术采用轮碾机，使粉煤灰颗粒嵌入胶结料中，增大混合料的塑性，使物料更好地混合均化，碾练增塑，破碎细化，满足成型要求。成型采用高挤出压力的砖机和二次码烧工艺设备。采用该技术，可减少粉煤灰、煤矸石及烧砖用煤燃烧后排放的二氧化硫等有害气体对周围环境的污染。该技术适用于废弃物综合利用领域、电力行业及相关行业的第三产业；适宜于火力发电的电厂或选煤厂的周边地区。
5、粉煤灰页岩烧结空心砖技术。该技术根据粉煤灰化学矿物组成均与粘土页岩矿基本相似，利用粉煤灰中残留的热值，将之用于烧结砖制品，可达到烧砖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，可解决烧结制品的成型问题。采用该项技术后，节约粉煤灰年排放占地5—10亩，避免因粉煤灰的堆放造成的污染，同时也减少了加工和燃烧对环境和大气产生的污染。该项技术可适用于有工业锅炉排放粉煤灰，有页岩粘土资源的地区。
6、粉煤灰分选技术。该技术采用负压闭路循环系统，在重力分离和离心惯性分离技术基础上采用新型高效粉体分选技术。粉体沿切线方向进入分选机内受重力、负压气动悬浮力和离心力的作用。叶轮转速调定后，离心力大于气动阻力时，粗细粉体即被分离。分选效率≥80%；收集效率≥95%。通过此工艺处理燃煤电厂的灰渣在保证电厂正常运行条件下，可延长电厂设计的堆灰（渣）寿命，且无任何环境污染。该技术适用于燃煤电厂电除尘下原状粉煤灰的收集及分选。
三、湿排粉煤灰化学预处理专利技术介绍
采用湿排粉煤灰化学预处理专利技术可在筑路、建材和建工领域中开发以下七个系列粉煤灰产品：
1、筑路用粉煤灰石灰类混合料。此产品应用于制备公路的路基，是目前我国湿排粉煤灰的最大用户。由于湿排粉煤灰的粒度级配随机变化极大，在实际应用时经常由于其中II级灰比例不足使火山灰活性偏低，造成公路施工质量事故。采用湿排粉煤灰化学活化预处理专利技术，不仅可顺利地克服这一质量问题，而且由于采用电石渣和化学石膏两种工业废渣代替石灰粉，可以降低生产成本。
2、烧结粉煤灰多孔砖和空心砖。由于粉煤灰渣性属于脊性原料，为满足烧结多孔砖和空心砖成型工艺的要求，配料中必须加入50％以上的粘土质原料。采用湿排粉煤灰化学预处理技术后，由于物料的和易性、粘结性和可塑性明显提高，因而有可能使湿排粉煤灰的掺量超过50％，如果湿排物煤灰中II级灰比例较高，湿排粉灰的掺量有可能提高到70—80％。
3、免烧结粉煤灰多孔砖。我国传统的蒸压粉煤灰砖必须采用0.1Mpa、180一190℃的蒸压条件，生产线投资大，生产能耗高。近年来开发的免烧结粉煤灰砖仅需采用常压下90-100℃的蒸养条件，生产线投资小，生产能耗低，但水泥掺量15—20％，使生产成本降不下来，推广困难。采用湿排粉煤灰化学预处理专利技术后，由于提前生成一部分水硬性的C—S—H凝胶，水泥掺量可降到10％以内，从而降低生产成本。又由于物料的粘结性和可塑性明显提高，采用选定的砌块成型机可以制成空心率35--40％、粉煤灰掺量70％以上免烧结粉煤灰多孔砖。减少原材料消耗从而降低生产成本，并提高墙体的隔热保温性能，故免烧结粉煤灰多孔砖是实心粘土砖的理想替代产品。
4、粉煤灰空心建筑砌块及铺地砖。传统的承重空心建筑砌块及铺地砖是以水泥和砂石为原料采用砌块成型机制备的。近年来国内开发成功的粉煤灰空心建筑砌块和铺地砖的生产工艺中湿排粉煤灰掺量一般不得超过30％，否则必须增加水泥掺量从而提高生产成本。采用湿排粉煤灰化学预处理专利技术后，由于提高了物料的粘结性和可塑性，并且预先生成一部分C—S—H凝胶，因而可以在不增加水泥掺量的前题下使湿排粉煤灰的掺量提高到30％以上。如果湿排粉煤灰中II级灰的比例较高，湿排粉煤灰的掺量可能提高到50—60％。并且，本专利技术也将适用于非承重的陶粒粉煤灰空心砌块的开发。
5、烧结粉煤灰陶粒。陶粒是一种容重为500—90kg／m3的小球状人造产品，可以作为一种轻集料代替天然砂石集料制备轻集料混凝土制品，从而明显地降低混凝土制品的自重和提高隔热保温性能。目前我国陶粒制品生产量最大的是粘土烧结陶粒，由于需要采用珍贵的粘土资源为原料，生产发展受到限制。并且，粘土烧结陶粒的筒压强度一般仅为2—3Mpa，故仅限于制备非承重的轻墙和非承重陶粒空心砌块。烧结粉煤灰陶粒的筒压强度达到4—6Mpa，可以应用于制备C20一C30承、重轻集料混凝土制品。由于粉煤灰性属于脊性原料，为满足成型工艺要求，必须掺入粘结剂组分，采用湿排粉煤灰化学预处理专利技术可以明显地提高物料的粘结性和可塑性，因而有可能不加或少加粘结剂组分也能满足成型工艺的需求，从而降低生产成本。
6、高强度免烧结粉煤灰陶粒。目前国内外均已研制出免烧结粉煤灰陶粒，其方法是在粉煤灰中掺入水泥和粘结剂、成型、养护，得到陶粒制品，目前国内已研制出筒压强度大于10Mpa的高强度免烧结粉煤灰陶粒。采用湿排粉煤灰化学预处理专利技术，由于可以提高物料的粘结性和可塑性，因而可能不加或少加粘结剂组分就可以满足成型工艺的要求，并且由于提前生成一部分水硬性的C—S—H凝胶，更有利于制备高强度免烧结粉煤灰陶粒。这种筒压强度大于10Mpa的高强度免烧结粉煤灰陶粒，将可能由于开发C40一C60承重的轻集料混凝土制品，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，可以降低工程造价，并提高建筑的隔热保温功能，因而将具有十分良好的市场前景。
7、砌筑和抹灰砂浆。目前建筑工地一般采用II级干粉煤灰、石灰膏、水泥和砂子现配砌筑和抹灰砂浆。采用湿排粉煤灰化学预处理专利技术，可以采用较粗的湿排粉煤灰代替II级干粉尘煤灰和采用电石渣及化学石膏代替石灰膏，因而降低生产成本和减少现场粉尘污染。
四、几点建议
为鼓励和加强粉煤灰的综合利用及管理，1994年1月，国家经贸委等六部门制定了《粉煤灰综合利用管理办法》（国经贸节［1994］14号），1996年8 月，国务院又批转下发了国家经贸委、财政部、国家税务总局《关于进一步开展资源综合利用的意见》（国发［1996］36号），国家经贸委、财政部、国家税务总局随后制定了资源综合利用目录和资源综合利用认定管理办法，通过优惠政策鼓励综合利用。从转变经济增长方式、发展循环经济、坚持可持续发展的战略高度，推动资源综合利用、减少资源浪费、防治环境污染的工作。
为了积极推动粉煤灰综合利用，加快粉煤灰利用的速度、加大粉煤灰综合利用量，在此提出以下几点建议。
1、建议交通、水利部门能把粉煤灰在修路、筑坝中的利用作为重点，广泛研究推广应用；
2、建议建筑设计部门能在施工工地土方回填上更多的使用粉煤灰，并从设计源头上推广节能建筑，积极扶持和推广应用新型墙体材料；
3、其他各部门应同力协作，积极从不同的角度支持粉煤灰的综合利用。对暂时不能利用的粉煤灰库，可加大投入，通过复耕造地和植树等形式治理扬尘污染；
4、对新建、改扩建的燃煤电厂，必须有粉煤灰综合利用项目措施，并与整个工程同时进行、同时投入生产。
5、增加财政资金投入，积极宣传和推广应用粉煤灰综合利用新技术。
6、充分利用国家优惠政策，加大对技术含量高、产品质量可靠、粉煤灰利用量大企业的扶持力度，尽力做大做强。
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