摘要:以粉煤灰等为主要成分的电厂固体废弃物是火力发电的产物，随着燃煤机组增加，电厂固体废弃物数量急剧增长，由于脱硫石膏等固体废弃物污染环境，国家政府出台了很多粉煤灰利用优惠政策，鼓励粉煤灰开发利用。电厂固体废弃物资源化综合利用是绿色生态可持续发展的要求，当前电厂固体废弃物资源利用存在一些问题，需要探索电厂固体废弃物的有效利用策略，促进社会经济生态可持续发展。
关键词；电厂固体废弃物；资源综合利用
火电是我国能源工业的主体，每年产生粉煤灰量40亿吨，排放脱硫石膏对周围环境造成很大压力，燃煤发电厂产生的灰渣及污水处理后产生的沉降等固体废弃物排放量大，堆放占用大量土地，污染地下水，对生态环境产生严重污染。目前填埋方式在火电厂固体废弃物处理中占很大比重，随着电力工业快速发展，电厂固体废弃物排量急剧增加，粉煤灰等电厂废弃物需要从粗放利用向资源化精细利用转变，对燃煤电厂固体废弃物综合利用现状调查，探索电厂固体废弃物资源化利用途径，对发展循环经济具有重要意义。
一、火电厂固体废弃物简介
火电厂固体废弃物主要产生于燃煤发电，粉煤经燃烧形成火山灰质混合物，包括粉煤灰等，脱硫石膏成为火电厂主要固体废弃物【1】。
粉煤灰化学组成与煤矿物成分有关，主要成分有SiO2，Fe2O3，含有少量K，S等化合物，根据粉CaO质量分数可分为高低钙灰，w CaO20%以上为高钙灰，粉煤灰中SiO2,Fe2O3质量分数关系到其建材质量。粉煤灰活性是在和石灰混合显示的凝结硬化性能，粉煤灰在潮湿条件下与CaOH2发生反应，粉煤灰是灰色粉状物，含碳量高颜色深，低钙灰体积质量为1800-2800kg/m3，粉煤颗粒粒径为0..5-300μm,起筛余量为10%。脱硫石膏主要成分为CaSO4,脱硫石膏呈较细颗粒状，颗粒呈短柱状，颜色呈灰色，wH2O在10%，含飞灰，碳酸钙及Na,K的硫酸盐组成的可溶性盐等杂质，脱硫石膏主要矿物相为CaSO4•2H2O,其他成分有方解石或α氧化铝等。脱硫石膏具有成分稳定，含水率较高，质地优良，堆积密度大等有点。经工业处理可与天然石膏性质类似。
露天存放的火电厂固体废弃物化学有害成分通过大气，地下水等传至人体，许多火电厂将粉煤灰与炉渣排出，占用大量土地堆积，严重破坏土地资源。火电厂固体废弃物多为细微颗粒废渣，固体废弃物随风飘扬，与氧化氮等有害气体结合，10μm以下飘尘对人体有害，火电厂飞灰尘粒中小于10μm颗粒质量分数占30%.固体废弃物堆放区粉煤灰大量重金属元素，造成严重的土壤污染，有害物质改变土壤结构，对土壤中微生物活动影响，通过食物链危及人体健康。
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二、火电厂固体废弃物的处理措施
我国对火电厂固体废弃物治理采用处理策略，不能综合利用的采取必要的处理措施，粉煤灰是火电厂排放量最多的固体废弃物，当前对粉煤灰处置主要是土地填埋，但回填占用大量土地，我国填埋地下粉煤灰超出600亿吨，露天堆放严重污染环境，国内外对贮灰池储法环境效应研究表明，灰中毒性物质造成地下水污染，火电厂固体废弃物综合利用应兼顾多功能利用，注意收到良好经济效益【2】。
上海等大城市粉煤灰综合利用率达100%，粉煤灰综合利用中35%用于水泥产业，20%用于道路回填工程。目前我国累计粉煤灰综合利用率为30%，脱硫石膏为火电厂固体废弃物，我国每年排放在5亿吨以上，大陆露天弃置，占据大量土地。国内脱硫石膏产生历史短，对其利用价值普遍认识不足。天然石膏处理工艺不适用脱硫石膏，导致国内没有很好开展英语，工业发达国家解决了脱硫石膏运输等技术难题。
工业发达国家粉煤灰渣综合利用率高，美国国家灰渣协会等组织代表将粉煤灰列为国家丰富固体矿物资源，国内外电厂固体废弃物利用途径很多，在功能材料等多方面得到应用。我国电厂粉煤灰渣资源化利用处于起步阶段，污水处理后污泥未得到利用。虽然目前我国电厂固体废弃物资源化利用较高，但与政府提出的要求存在较大差距，废水净化后处理沉降污泥资源化利用未起步。粉煤灰利用率受施工季节性影响，房产行业发展粉煤灰渣需求量大，但冬季春节前后施工淡季粉煤灰渣需求量少，粉煤灰利用率受国家宏观经济调控影响，为克服经济危机压力，采取宏观调控政策，导致建材需求量减少，对粉煤灰渣需求量减少。
三、火电厂固体废弃物综合利用策略
目前对固体废弃物处理遵循减量化原则，采取管理措施从固体废弃物中回收有用物质，是固体废弃物污染防治法中确定的废弃物污染防治原则。固体废弃物资源化利用包括物质回收，能量转换，火电厂固体废弃物资源化利用是物质转换。
粉煤灰中含有大量SiO2具有一定活性，可作为建材工业原料使用，粉煤灰可替代黏土配制水泥生了生产水泥，磨制水泥时加入适量粉煤灰，生产硅酸盐水泥。粉煤灰硅酸盐水泥水化热低，适用于民用建筑工程，地下水构筑等方面，对粒度大，含碳量低的高质量粉煤灰可作混凝土掺和料，每立方混凝土可节约水泥50kg,粉煤灰在熟料烧成窑的预热分解之后需消耗大龄热量，加速熟料矿物形成，采用粉煤灰生成水泥，可增加水泥窑产量。粉煤灰加气混凝土以粉煤灰为原料，加入生石灰，注入模具蒸养呈多孔轻质建材，各种原料配比为粉煤灰63%，石膏10%，铝粉用量为50g-450g/m3，石灰中的CaO在蒸汽养护条件下化学反映，粉煤灰加气混凝土特点是质量轻，绝热性能良好，是良好的墙体材料。
煤炭燃烧之后硫变为SO2，每吨SO2副产脱硫膏2.7t,脱硫膏综合利用可减少天然石膏开发，减少开采对生态环境的破坏。有效综合利用是脱硫副产物合理出路，可减少灰渣场占地面积，为电厂创造经济效益，脱硫石膏是工业副产石膏，经煅烧得到熟石膏粉在水化动力学，物理性能等方面无显著差别。脱硫石膏不会危害健康。运用湿法脱硫生产工艺，延期脱硫产生石膏可提供电厂周边公司作生产原料，石膏产量大，供应稳定，适合自动化流水线生产，石膏建材成品能耗低，产值高，可有效利用电厂脱硫石膏资源，实现固体废弃物资源化利用。
参考文献：
[1]吕新锋,颜毅,金刚刚,郭润来,狄万丰.火电厂固体废弃物的资源化综合利用[J].发电设备,2014,28(05):382-385.
[2]徐志明,张红,潘毅.浙江省燃煤电厂固体废弃物资源化利用现状及对策[J].能源研究与利用,2010(01):30-33.
论文作者:殷国强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：废弃物论文; 固体论文; 粉煤灰论文; 石膏论文; 火电厂论文; 电厂论文; 资源论文; 《电力设备》2019年第22期论文;