粉煤灰的综合利用现状及存在问题探讨

2018-12-07田申龙

商品与质量 2018年49期

田申龙

开封京宇电力有限公司河南开封 475002

目前，我国已经成为世界上最大的燃煤废弃物出产国。其中，粉煤灰的占比达到67-90%，年产量不断增加。截止2017年底，我国粉煤灰产量达到6.86亿吨，同比增长4.7%，随着市场需求的增加，其产量将会继续增加。因此，提出粉煤灰资源化利用的策略和技术，具有急迫性。

1 粉煤灰的综合利用现状

粉煤灰长时间堆积，除了会造成耕地被占用问题外，其中含有的有害微量元素经过淋滤以及表生迁移进而给周围的水环境或者土壤环境造成威胁。粉煤灰扬尘是大气污染物气溶胶的主要来源，因此必须要高度正式粉煤灰给生态环境造成的不利影响，必须要解决其带来的环境问题。实现粉煤灰资源化利用，挖掘其综合利用价值，释放堆积空间，可减少对环境的不利影响，同时能够增加经济利益。

我国的粉煤灰研究以及应用技术在50年代就已经开始了，当时国家处于大规模经济建设发展阶段，水泥属于国拨物资，供应紧张。施工使用的墙体材料，主要为烧结粘土，为粉煤灰的应用提供了“机遇”。粉煤灰指的是煤电厂、煤矸石以及煤泥资源综合利用电厂锅炉烟气，利用除尘器收集后得到了飞灰以及炉渣。一般来说，粉煤灰的产生量比较大，每消耗2吨煤就能够产生1吨粉煤灰。到2017年年底，我国粉煤灰的产量达到了6.96亿吨，同比增长了4.7%。近年来，我国粉煤灰的综合利用水平不断提高，下游需求的增加，带动着粉煤灰销售量的增加，截止到2017年我国粉煤灰的销售量达到了5.17亿吨，综合利用率超过75%。

从我国粉煤灰综合利用发展实际来说，主要经历了3个发展阶段，具体如下：（1）以储为主的利用阶段；（2）储用结合的利用阶段；（3）以用为主的利用阶段。当前，粉煤灰综合利用的方式，主要包括生产水泥和混凝土等，被广泛应用于各个领域，比如农业和化工等，出现了大批粉煤灰综合利用企业。据中国循环经济协会发布的数据来看，粉煤灰应用于水泥掺合剂产品的生产，用量大约占据粉煤灰综合利用量的38%；应用于混凝土添加剂产品的生产，用量大约占据粉煤灰综合利用量的14%；应用于建材深加工产品的生产，用量大约占据粉煤灰综合利用量的26%。相比发达国家，我国粉煤灰综合利用水平略微低下，技术以及层次水平相对较低。

2 粉煤灰的应用优势分析

从当前粉煤灰综合利用情况来说，主要集中于水泥添加剂市场、混凝土添加剂市场以及建材深加工市场[1]。现结合混凝土路面建设实践，分析粉煤灰的应用优势，做如下论述：

2.1 改性机理

目前，城市道路以及高速公路工程中，多使用水泥混凝土作为道路铺设原材料，粉煤灰作为掺合料被广泛应用。在实际应用中，掺入粉煤灰，能够减少水与水泥的使用量，降低工程成本。从其应用的机理层面来说，有着以下优势：（1）提高混凝土材料的和易性。掺入粉煤灰，能够增强混凝土的流动性以及均匀性、润滑性，极大程度上提升混凝土输送性能，提高泵送作业的效率。（2）增加混凝土的强度。使用的粉煤灰材料，其中含有的SiO2以及AI2O3能够和水泥水化产物中含有的Ca（OH）2产生反应，经过反应后产生的物体属于胶质体，不仅能够增强混凝土材料的强度和寿命，还能够增强其稳定性。（3）提高致密性。同其他骨料相比，粉煤灰的颗粒大小很小，能够起到调节混凝土结构致密性的作用，避免混凝土使用时产生裂纹，增强其抗化学腐蚀能力。

2.2 粉煤灰的应用技术

为保证粉煤灰的使用效果，必须要做好以下技术要点的把控：（1）粉煤灰的选择。使用的粉煤灰，其中的CaO含量必须要小于10%，同时需要使用干粉煤灰。若使用的湿粉煤灰，则会给水泥搅拌的均匀性造成一定的影响，比如出现结团情况，影响搅拌作业的开展，因此要合理选择。（2）做好掺入量的控制。粉煤灰的使用量过多或者过少，都会影响使用效果，因此要做好掺入量的控制[2]。

3 粉煤灰的综合利用存在的问题

3.1 区域发展不平衡

从当前我国粉煤灰的综合利用实际来说，区域发展不均衡。究其原因，每个地区的社会经济发展水平和技术水平不同，因此对粉煤灰的应用认识不足，大量的高品质粉煤灰，被直接应用于道路回填或者堆置，不仅造成了资源浪费，而且造成了环境污染。对于此情况，可以积极应用互联网，做好宣传工作，同时搭建电商平台，拓展粉煤灰的销售渠道，使得粉煤灰资源能够得到充分利用，创造更多的经济价值。除此之外，粉煤灰综合化的发展，还面临着技术和资金等方面的问题，需要加大政策支持力度，助力各地区拓展粉煤灰销售渠道，通过鼓励对利废企业区别的减免部分税收，实现资源和经济的可持续化发展。

3.2 低品质粉煤灰的利用率不高

按照现行的标准，粉煤灰可以划分为三个级别。从当前燃煤电厂生产实际来说，产生的粉煤灰可以达到Ⅰ级和Ⅱ级的比较少，以低品质粉煤灰为主。为了能够提高粉煤灰的级别，采取脱碳和研磨等处理方法，不仅增加了生产成本，而且延长了生产周期，不利于粉煤灰综合利用发展。目前，很多学者积极开展低品质粉煤灰的深入研究，通过加大对科学配比设计以及品质指标等的研究，成功将其应用于结构混凝土生产中，获得了不错的成效。为推动粉煤灰资源化利用的发展，发挥其经济性和环保性以及节能性优势，必须要注重提高低品质粉煤灰利用率[3]。

3.3 利用技术水平不高

我国是产煤大国，煤炭是电力生产的主要燃料之一。虽然当前我国正在积极调整电力能源结构，不过以燃煤为主的电力工业地位很长时间内不会发生改变。火电在能源结构中的占比虽然会出现降低的情况，不过电力需求不断增加，所以我国粉煤灰的产量还会继续保持增长状态，预测到2024年将会达到9.25亿吨。市场需求空间很大，为获得不错的发展，需要加大技术的研究。因为从当前粉煤灰综合利用发展实际来说，面临着利用技术水平不高的难题。目前，粉煤灰的利用，以回填工程以及建材深加工等领域为主，高端利用的研究尚处于实验室研究阶段，若想实现产业化发展，还有着很长的道路。在发展中积极借鉴国外的研究经验，加强和外企的合作，积极研发新项目，学习先进的粉煤灰利用技术，增强技术创新能力，进而推动粉煤灰综合利用的发展[4]。