粉煤灰综合利用技术的分析研究
时间：2021-01-08 20:00:22 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：近年来循环经济的推动，使得国家加大了对于资源的利用效率的重视。粉煤灰这类固体废弃物随着发电量的增大而呈现了逐年增加的趋势，必须加大对其的利用力度，以避免资源的浪费。论文作者长期工作在粉煤灰综合利用技术的实践当中，对于粉煤灰的成分的提取及其在建筑材料中的应用颇有研究心得。论文主要是对当前我国粉煤灰综合利用技术的应用做全面的分析总结，给粉煤灰综合利用提供参考。
关键词：电厂；粉煤灰；综合利用
中图分类号：X701.2 文献标志码：A
0 引言
燃煤发电厂在发电过程中所产生的固体废物主要就是粉煤灰。一般都是通过煤燃烧后的烟气进行沉淀再进行收集到的细粉，其主要成分为金属氧化物和碳。含碳量较少的粉煤灰呈现为灰色，含碳量比较高的表现为黑色并且其粒径粗比较大。国家对于粉煤灰的综合利用向来比较重视，国家相关部委还专门出台《粉煤灰综合利用管理办法》来指导其开发利用。对于需要进行扩大规模或是新建的燃煤电厂，都需要在其项目报告中对于粉煤灰综合利用给出明确的方案，并要求其严格执行。能源消耗量的增加，加速了电力工业的发展，同时也导致了粉煤灰产量的增加，这对环境的污染加剧，需要着重考虑粉煤灰的综合利用工作。
1 燃煤电厂粉煤灰利用现状分析
我国的能源结构以燃煤为主，粉煤灰是燃煤的废弃物，是可以利用的资源。随着电力、冶金、建材、化工、机电等工业的发展，粉煤灰的排放量日益增多，不充分利用，就要大量投资修建储灰场，占用农田、污染环境。当前我国对粉煤灰的利用十分重视，从20世纪80年代开始就广泛地被应用于建材、农业、分选等各个行业当中。建材行业是粉煤灰的利用大户，主要用于烧砖、水泥、陶粒、砌块和加气混凝土。粉煤灰烧结砖，掺灰量可达20%～70%，可以改善砖的使用性能，同时可以降低其生产成本，增加市场竞争力。在建筑当中，主要是用于配置混凝土用于建筑材料当中使用。大坝碾压混凝土，粉煤灰的掺入量已达60%左右，在水电站工程中采用，取得了施工速度快、工程优质、节约水泥的综合效益。农业用途主要是在于回填造地，包括一些采煤塌陷区及相关山谷等。另外用于土木建筑工程上也有很大的用途，能提高道路质量，加快工程进度，节约投资。
当前我国包括燃煤电厂在内一共产生的粉煤灰的数量巨大，数据统计表明2015年我国共产生粉煤灰6.3亿吨，预测在经给的时间内，粉煤灰的数量是表现为增长的趋势，到2020年将预计达到9.2亿吨。因此应该怎么样加快对粉煤灰资源的综合利用已引起了人们的关注，也成为科技工作者的热点问题。我国各地方政府也比较重要粉煤灰的综合利用工作，上海市对于粉煤灰的综合利用在全国处于领先地位，多年来都超过100%位居全国第一。其对粉煤灰的综合利用取得了良好的环保、经济以及社会效益。但是对于其经济不发达省份及城市的粉煤灰就不尽人意了。辽宁本溪的本钢，其对粉煤灰的利用就比较差，从而造成了粉煤灰严重污染。贵州省对于煤炭的消耗量也非常大，产生的上千万吨的粉煤灰却无法得到有效的利用从而造成了严重的环境污染。
2 粉煤灰的处理及综合利用措施
2.1 粉煤灰作水泥混合材料
粉煤灰其化学成分决定了其能与石灰等碱性激发剂发生反应，从而用来生产水泥的活性混合材料。许多国家都制定了用作水泥混合材料的粉煤灰品质标准。粉煤灰水泥中粉煤灰的掺量一般控制在20%～40%为宜，过量的话就会降低水泥的强度。在进行掺量时粉煤灰与水泥熟料的混合方法有两种：第一，将粗粉煤灰提前进行磨细，然后与波特兰水泥进行混合；第二，可以将粗粉煤灰、熟料和石膏混在一起然后同时时空行粉磨，具体方法视现场的工作情况而定。
2.2 粉煤灰生产低温合成水泥
粉煤灰可以用来生产低温合成水泥，生产工艺过程如下：第一步是石灰与少量晶种粉磨后与一定比例的粉煤灰混合均匀。配合料中石灰的加入量以石灰和粉煤灰中所含的有效氧化鈣含量计算以（22±2）%为宜。有效氧化钙含量过低时会造成水泥强度下降；过高化学反应不完会也会起到反作用来降低水泥的强度。这时可以在蒸汽养护过程中加入一定量2%左右的蒸汽物料的晶种达到提高水泥强度的目的。第二步是石灰、粉煤灰混合料加水成型，进行蒸汽养护。第三步是将蒸汽养护物料在适宜温度下煅烧一定的时间，通常控制燃烧温度在700℃～800℃为宜，煅烧时间要根据蒸汽物料的形状、尺寸、含碳量以及煅烧设备进行相应的试验而定。第四步是将煅烧好的物料加入适量石膏，共同研磨成水泥。低温合成水泥具有块硬、强度大的特点，应用面非常广，在当前已实现了很好的推广和应用。
2.3 粉煤灰制作无熟料水泥
用粉煤灰制作无熟料水泥包括石灰粉煤灰水泥和纯粉煤灰水泥。其主要用于制造大型墙板、砌块和水泥瓦等；适用于农田水利基本建设和底层的民用建筑工程，如基础垫层、砌筑砂浆等。纯粉煤灰水泥是指在燃煤发电的火力发电厂中，采用炉内增钙的方法而获得的一种具有水硬性能的凝胶材料。该水泥可用于配置砂浆和混凝土，适用于地上、地下的一般建筑物的使用，同时相应的一些小小型水利工程也可以使用，这样其应用面也非常广，开发的前景不错。
2.4 粉煤灰中提取氧化铝
粉煤灰当中还有大量的铝元素，其以氧化铝的形式存在。在“十二五”粉煤灰综合利用项目当中，最重要的就是推进氧化铝提取技术的研究和发展及其相关的配套项目的建设。最早开始氧化铝提取技术研究的是清华大学，2004年清华大学与大唐集团联合自主研发了高铝粉煤灰提取氧化铝技术，经过5年的技术攻关当前已掌握了其工业化生产的标准，当前该项目已成功的实施，其技术成果已得到了认可。中煤平朔集团与东北大学、天津大学等多家高等院校合作，采取了一种先提硅、再提铝、联产水泥的方法，该法在常压低温提硅后，使粉煤灰的铝硅比基本达到了高硅铝矿的成分水平，添加一定量的石灰或石灰石煅烧，其产物可直接用拜耳法生产冶金级氧化铝，生产氧化铝后的残渣（约总灰量的20%～30%）用于生产高标号水泥，基本上做到了零排放。是一种简便易行、附加值很高的工业化、精细化综合利用粉煤灰类资源的方法，该方法获得多项国际专利及国家专利。神华集团与吉林大学合作，针对内蒙古准格尔矿区流化床高铝粉煤灰中氧化铝的提取进行了技术攻关，成功的实施了工业级的氧化铝提取工艺。当前神华集团“年产100万t氧化铝及综合利用工业化示范厂”已成功地运行了数年，创造了很好的经济效益。
3 粉煤灰综合利用技术的发展趋势
根据我国相关的政策规定，粉煤灰的综合利用工作应该在当前的基础上加大对于粉煤灰加气混凝土、蒸压砖、陶粒等建筑材料的应用。另外还需要加大对于高铝粉煤灰提取氧化铝技术的大量产业化技术的应用及推广。对于耗煤的内陆大省，必须积极地提高粉煤灰综合利用水平，减少其对环境的污染。
参考文献
[1]孟宪彬，李明君，丁国光，等.燃煤电厂粉煤灰综合利用分析[J]. 电力科技与环保，2017，33（4）：50-52.
[2]杨楠，运向鹏，王翠萍.宁夏火电厂粉煤灰性能研究[J].粉煤灰综合利用，2017（2）：55-58.
[3]王雪峰，薛亚洲，刘保顺.粉煤灰资源综合利用潜力评价方法及实例分析[J].国土资源科技管理，2014，31（6）：65-71.
[4]王连蒙.基于粉煤灰综合利用的技术问题分析[J].中国科技信息，2013（21）：28-30.
