京海煤矸石发电及高掺量粉煤灰水泥的综合利用
时间：2021-01-09 12:01:17 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：以京海煤矸石发电有限责任公司为例,针对目前国内电力生产现状及综合利用改进方法进行了简单阐述,探讨了高掺量粉煤灰水泥的综合利用方法,为更多的电力生产企业综合利用灰渣提供参考。
关键词：节能环保；粉煤灰；综合利用
中图分类号：TK519文献标识码：A文章编号：16749944(2011)04021204
1 引言
内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司一期建设规模为2×330MW亚临界一次再热双缸双排汽直接空冷凝汽、抽汽冷凝式发电机组,配置2×1 177t/h亚临界中间再热CFB锅炉,出线采用两回500kV3/2接线。该电厂燃用煤种为70%煤矸石+15%洗中煤(1)+15%洗中煤(2)的混煤,水源为城市中水。同时一期配套一个年产量为60万t高掺量粉煤灰的水泥厂。
内蒙古京海煤矸石发电公司出线采用500kV 3/2接线,在电力输送过程中将大大降低线损,较220kV及以下等级的输送线路在减少线损方面有着明显的优势。汽轮机组采用直接空冷,大大地降低了耗水量,较湿冷机组有着明显的节水优势。汽轮机采用抽汽冷凝式,既可以为工业用电做出自身的贡献,又可以为居民集中供暖服务,实现了“工业-民用”一体化,较纯凝式发电机组有着明显的民生优势。该厂采用循环流化床锅炉,流态化的燃烧,这是一种介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的半悬浮燃烧方式［1］。通过加石灰石可以实现炉内脱硫,同时该锅炉燃用煤种适应性较强,掺烧煤矸石的比例可达到70%。该厂水源采用城市中水,这对城市中的工业废水、生活污水的回收再利用起着致关重要的作用,较采用地下水、湖泊、江海等水源的电厂有着无法比拟的优势。厂一期配套有一个年产60万t的水泥厂,直接将燃料燃烧后的灰、渣高掺量综合利用生产水泥,因而又突出体现了“废物”再利用的优势。
2 国内电力生产后的灰、渣处理现状及改进方法
2.1 目前国内电力生产后的灰、渣处理现状
到目前为止,国内大部分燃煤发电机组,都需要一个灰场,部分锅炉的灰和渣通过灰浆泵将灰渣输送至灰场,另外一部分则需要通过车辆运输到灰场。从中可以看出,这种方法处理灰渣既浪费土地资源，又浪费油料资源,另外如果是通过车辆运输来处理灰渣的话,还需要进行修路,因而投资成本会大大增加。同时灰场本身又是一个大的二次污染源。
2.2 灰、渣处理的改进方法
随着国家节能减排力度的加大,目前国内少部分电开始对电力生产后的灰、渣处理方法在逐步的改进,例如广东梅县荷树园电厂,该电厂将电力生产后的灰、渣进行制砖。再如内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司,该电厂将电力生产后的灰、渣进行高掺量粉煤灰水泥制做。下面对高掺量粉煤灰水泥技术进行详细介绍。
3 高掺量粉煤灰水泥技术分析
3.1 高掺量粉煤灰水泥技术来源与发展
“高掺量粉煤灰水泥”技术是蓝资公司原创人——清华大学“长江计划”特聘教授孙恒虎所发明的新型胶凝材料。它采用全新的科学理念,工艺简单、方便。截然不同于传统水泥的生产工艺。“高掺量粉煤灰水泥”技术是蓝资集团创新性技术。
清华大学与蓝资集团联合建立的清华——蓝资高掺量粉煤灰水泥联合实验室,集合了企业资源与高科技资源双方优势,大大推进了高掺量粉煤灰水泥技术大研发进程。高掺量粉煤灰水泥从基础研究到产业化应用经历了基础研究——配比分析——样品性能研究——小试生产研究——高掺量粉煤灰水泥混凝土性能研究——中试生产研究——高掺量粉煤灰水泥产品中试应用研究7步严谨的科研过程,形成了一个完善的从基础研究到产业化推广的闭路循环系统发展体系。确保了整个产业化应用过程的严谨性和可靠性。
目前,蓝资集团已在柳州、通化、燕郊等地新建了5条生产线,生产能力达200万t/年；在郑州、包头、永州、青岛、赤峰、株洲等地提升改造了12家传统水泥厂,其总的生产能力已达到320万t/年以上。高掺量粉煤灰水泥技术产业化进程取得了飞速发展。在此过程中,蓝资集团在生产控制、质量控制、实验方法、检验规则、包装、标志、运输与存储等一系列环节中不断探索自身的操作标准规程。形成了一套完整的产业化技术工艺体系和质量管理体系。并在河北、吉林、江西、广西4省区取得了省级备案的企业标准。
3.2 “高掺量粉煤灰水泥”的涵义
高掺量粉煤灰水泥技术是依据大地成岩理论和自然界相容原理,以主体和配体的二元组分设计和结构设计为核心,初步形成的硅铝基胶凝材料的理论体系与技术体系。高掺量粉煤灰水泥包括三个含义：高掺量粉煤灰水泥代表一套仿地成岩理论,高掺量粉煤灰水泥是凝结起来的石头,具有与大自然相容的组织和坚硬、耐久的类岩石性能,是对大地成岩仿真的实践；高掺量粉煤灰水泥又代表一种社会经济的绿色循环,高掺量粉煤灰水泥可以全面利用固体排放物,可以清洁生产,可以制备高掺量粉煤灰水泥水泥,高掺量粉煤灰水泥节省资源、节约能源、保护生态,是资源——能源——环境——材料领域良性循环的载体；高掺量粉煤灰水泥还代表一代新的建筑胶凝材料文明,人类建筑文明经历了千年的石灰“三合土”时代、百年的水泥“混凝土”时代,即将迎来可持续发展的第三代建筑胶凝材料文明。
3.3 技术的先进性及其优势
“高掺量粉煤灰水泥”技术的产生,首先是对水泥制造与利用在科学理论上的突破。历经180年历史的波特兰水泥材料和“两磨一烧”工艺已经对世界工业化产生了巨大的作用,而“高掺量粉煤灰水泥”技术则对传统“两磨一烧”水泥材料和生产工艺带来革命性的“改头换面”。
普通水泥的生产由于要以石灰石为主要原料煅烧水泥熟料,引起严重的环境污染、生态破坏、能源浪费、资源枯竭等一系列问题。高掺量粉煤灰水泥的生产与使用过程是火山成岩过程的仿真。高掺量粉煤灰水泥生产的能耗不足普通硅酸盐水泥的70%,几乎不产生污染物,是21世纪最具发展潜力的绿色胶凝材料。
高掺量粉煤灰水泥是根据火山成岩原理,以循环经济思想为指导,运用地球化学、岩石矿物学理论、分子设计理论以及材料仿地设计原则等手段,对工业固体排放物(如煤矸石、尾砂、粉煤灰以及冶金渣等)进行匹配设计,所获得的能够在常温常压下聚合成类天然岩石的生态胶凝材料。“高掺量粉煤灰水泥”原料可来自钢铁厂、火力发电厂、化工厂等的废渣,产品中废弃物原料含量可达到70%以上(最高时可超过90%)。
高掺量粉煤灰水泥技术所制备的高掺量粉煤灰水泥不仅符合GB175－1999国家标准对普通硅酸盐水泥所规定的各项性能指标,它本身还有许多特殊的性能,如在耐酸性、抗冻融、抗渗性、固结重金属和有机毒物的能力都比传统水泥能力更强。高掺量粉煤灰水泥的体积稳定性也很好,经测试7d的线收缩率只有普通水泥的1/5~1/7,28d的则只有1/8~1/9。
高掺量粉煤灰水泥技术较之传统的水泥生产方法,有几大优势，包括投资少,以一个年产百万吨产品的工厂为例,建水泥厂需要2.5~3.5亿元,而“高掺量粉煤灰水泥”只需要0.6~1.2亿元；生产过程简化,无须烧制,用“一磨”取代原来的“两磨一烧”;环保,无烟、无粉尘、无废水排放；能耗低,综合能耗比水泥低30%以上；节约原材料,无需开山炸石,工业废料掺量最高可达90%以上。生产成本较传统水泥产品低20%以上；性能优异,技术上不仅达到了普通硅酸盐水泥的国家标准,而且具备许多超越水泥的特殊性能,具备更强的竞争力,发展前景广阔。
