2.宁夏地球物理地球化学勘察院 宁夏银川 75000）
摘要：本文以宁夏宝塔联合化工有限公司建设3×135MW煤矸石、矿热炉尾气、炼油厂固废油泥资源综合利用热电联产项目为背景，结合当前固废综合利用的现状和在实施中遇到的困难，就怎样利用煤矸石，电石炉等矿热炉尾气实施热电联产，生产电力与热力蒸汽，变废为宝进行了研究分析，提出了切实可行的对策机制。
关键词：固体废弃物；资源开发利用；发电供热
引言
宁夏宝塔联合化工有限公司热电联产项目主要以供热为主，向工业园区供热，所发电能也以自用为主，项目符合煤矸石、矿热炉尾气、炼油厂油泥固体废弃物资源综合利用，热电联产等鼓励的产业政策，烟气按照最严格的超净排放标准处理，灰渣用于生产水泥等建材。项目的煤矸石、矿热炉尾气资源有依托，实现变废为宝，烟气得到最严格治理，灰渣实现循环利用，有助于构造循环经济。
1 概述
1.1固体废弃物基本概念与产生原因
固体废弃物是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状存在的物质，或者是提取目的组分废弃之不同的剩余物质。我国固体废弃物主要来源有3个方面，一是工业固体废弃物；二是废旧物资；三是城市生活垃圾。
固体废弃物的产生与排放，伴随着人类社会还在延续，社会化生产的生产、分配、交换、消费环节都会产生废弃物。人类活动产生固体废弃物的主要原因有：人类认识能力限制，导致自然环境破坏，如水土流失、森林破坏等；参与规划、设计、制造、运输、消费、管理等活动的人员的技术水平限制，导致资源浪费，如机加工边角边料、不合格产品、不当使用致废产品等；物质变化规律限制，导致物品、物质功能的演变，如甘蔗渣、炉渣、尾矿等生产过程的副产品、报废产品、腐变食物等。
1.2固体废弃物危害与处理现状
固体废弃物如果处理不及时、不规范，容易对人体健康产生危害、侵占土地、污染土壤、污染水体、污染大气，还会影响环境卫生与景观，以污染大气为例，固体废物中的细微颗粒物可随风飞扬，从而对大气环境造成污染。一些有机固体废物和垃圾，在适宜的湿度和温度下被微生物分解，还能释放出有害气体、产生毒气或者恶臭，造成地区性空气污染。废物填埋时所逸出的沼气、焚烧处理时所排出的二氧化硫、盐酸、粉尘等也会造成严重的大气污染。
目前我国固废总量已达数亿吨，全国各地固废的利用情况极不平衡，这是由于区域经济发展导致，东南沿海地区开发应用较早，固废利用率较高，而大多省份特别是中西部地区利用率较低，有的区域甚至出现固废无处堆放的窘境。固废利用率不高，有许多固体废弃物比如本身是具有着某种特性功能的优质原料，却往往因为技术与意识落后，被当做添加剂或填充料，不能发挥出功能性原材料特性。煤矸石是煤炭伴生物，在煤炭的开发过程中，大量的煤矸石被堆存在矿井外围，对环境造成了严重的污染。
2 热电联产项目中的固废物利用
2.1 煤矸石、燃煤来源及用量
宁夏回族自治区是国内煤炭资源储量较为丰富的重点省区之一，煤种为不粘结煤和长焰煤，具有特低灰、特低硫、低燃点、低变质、高化学活性、高发热量、易气化的特性，是优良的气化用煤和动力用煤。近年来，配合实施西部大开发战略的目标要求，宁夏提出建设国家级煤化工基础，因此周边煤矿开采量逐年上升，产生了大量的劣质煤及煤矸石。
红石湾煤矿（宝塔石化参股40%）洗煤厂副产大量煤矸石，本项目充分利用周边产生的煤矸石及劣质煤，即可降低燃煤成本，也可减少运输成本，燃料优势非常明显。燃煤主要采用汽车运输，全部利用红石湾井区产生的煤矸石及劣质煤，以周边劣质煤为辅。
本项目3台锅炉生产负荷运行工况良好，总耗煤矸石、煤炭量为153.81t/h。其中，煤矸石量为99.96t/h，配煤为53.85t/h。总灰渣量98.4t/h，其中灰量为87.3t/h，渣量为11.1t/h。燃煤主要采用汽车运输，全部利用红石湾井区产生的煤矸石及劣质煤，以周边劣质煤为辅。
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2.2 尾气来源及用量
项目（共计8台）已建成的两台4.5MVA电石炉年运行8000 小时，每小时产生尾气约7000标方，尾气中含有大量的可燃气体。这些气体通过初级除尘净化后，即可送入锅炉进行掺烧。电石炉离项目约800米，待8台电石炉全部建成后，最近距离只有200米，完全能够利用生产电石时产生的尾气。半焦项目正在建设中，建成后可产生尾气75000标方/h，距离电厂项目仅400米。因此回收利用化工尾气是本电厂主要的燃料来源，加上配烧煤矸石，可大大降低燃料成本。年可供矿热炉尾气45.8万吨。电石装置与半焦装置的尾气压力是微正压的，按锅炉需要的参数要求增压供给。在电石、半焦项目区域内各安装2个2000m3储气柜、两台增压风机增压后送至热电站，在锅炉本体助燃油枪的相邻处开孔加装尾气喷嘴进行燃烧，尾气喷嘴前加装逆向阻火器和调节阀，以确保安全燃烧。
2.3 油泥固废来源及处理
宝塔年产年万吨炼油及周边煤制油项目每年约产生4万吨固体废物，这其中包括渣蜡、储油罐在自然沉降过程中产生的罐底油泥以及污水处理产生的油泥浮渣。含油污泥含量复杂，降解难，浓缩难，处理难。油泥中的油品成分会挥发到大气中，造成大气污染，同时随着雨水进入到自然水体，易造成水体、土壤污染。
利用热解技术实现对含油污泥的处理，油泥在无氧的条件下，被加热到水的沸点与烃类物质的裂解温度之间，此时烃类和大分子有机物将分解，其中轻质烃和水通过蒸发冷凝的方式回收，重质烃类和无机物将以泥浆的形式，从分离塔中取出，并进行固液重新分离，之后将重质烃类回收，能做到较为有效的回收油泥里的石油资源，且不产生二次污染。
3 利用固体废弃物发电供热的具体对策
利用煤矸石、劣质煤、油泥固废作为燃料，燃烧了化工可燃尾气，极大地改善了环境污染，同时以供热为主，充分满足化工园区用电需求，达到良好的经济效益，集供热、供电和回收化工尾气于一体。
3.1 灰渣的有效利用与合理处置
除灰渣系统采用灰渣分除方案，除渣系统机械输送方案，锅炉排渣经冷渣器冷却后，由埋刮板输送机输送至渣仓，除灰系统采用气力除灰为主，水力除灰备用的方案，充分考虑灰、渣的综合利用。按锅炉设计煤矸石、配煤煤种，总灰渣量98.4t/h，其中灰量为87.3t/h，渣量为11.1t/h。在厂区内设置临时渣场，再经汽车运输厂外，进行灰渣综合利用，不设永久贮灰渣场。本工程产生的全部灰渣供给水泥有限公司作水泥原料，为防止汽车运输过程中的扬尘污染，先用水淋湿，并在车上复盖蒙布。
3.2 基于尾气、油泥掺烧的发电供热
热联产项目可以为甲醇、醋酸乙烯等化工项目需要大量热能，2.45MPa蒸汽供给流量约100t/h，0.98MPa蒸汽供给流量约160t/h，年供蒸汽约182万吨。另外，除热电厂本身厂房外，提供园区生活区建筑面积3.5万平方米的冬季采暖供热。
其次为电石化工项目提供电能，单台电石炉主负荷为3台13500KVA单相电石炉变压器。供电区域范围较小，方圆不超过1km，采用孤网运行方式，直接采用110KV架空线路出线，与电石炉变压器进线相接，每小时供电180MW，年供电量约12.6亿度，供电石生产用电。
再次回收利用生产项目装置产生的化工尾气。化工项目中半焦项目、电石项目和甲醇项目共三个生产装置产生可燃尾气，为充分利用这部分可燃尾气，全部回收到动力站项目的锅炉中掺烧，循环利用，年掺烧尾气量约为5.7亿标方、年掺烧油泥约为2万吨，年可节约用煤约21.3万吨标准煤。
结束语
本文首先介绍了固体废弃物的基本概念与产生原因，总结了国内固体废弃物资源有效利用的发展状况与存在的问题，继而以宁夏宝塔联合化工有限公司热电联产项目为背景，对固体废弃物资源化开发利用发电供热的对策机制做了介绍。
参考文献：
[1]侯小洁.我国固体废弃物处理现状及对策分析[J].中国高新技术企业，2014（01）：79-81.
[2]董发勤，徐龙华，彭同江，代群威，谌书.工业固体废物资源循环利用矿物学[J].地学前缘，2014，21（05）：302-312.
[3]孙一峰，林妍妍，王文娟，许天华，张天宇.固体废弃物资源化[J].化工技术与开发，2012，41（01）：44-47+31.
论文作者:连庆胜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/12
标签：尾气论文; 煤矸石论文; 废弃物论文; 固体论文; 电石论文; 油泥论文; 项目论文; 《电力设备》2018年第23期论文;