燃煤厂固体废弃物资源化利用创新探索

2020-01-08田伟

科学技术创新 2020年4期

关键词：新型材料石膏燃煤

田伟

（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古托克托010200）

1 燃煤电厂固体废弃物处理和利用

1.1 国内目前现状

就现阶段国内的处理方法主要可以归纳为三种即处理、处置以及再利用。换言之，可以通过再利用进行处理的要以此为主，暂时无法实现再利用的可以采取必要措施来进行处置或者堆放来解决。

从排放的占比来看粉煤灰依旧是占主要地位，过去传统的处理方法只是掩埋以及堆放来处置。这样的方法对于土地的浪费及损害是显而易见的，据估算当前已经通过这一途径处理的粉煤灰近百亿吨。所以未来对固废的再利用应当朝着综合开发多样化、高效化、大量化、高性价比的方向发展，进而为燃煤电厂的可持续发展奠定良好基础。

就粉煤灰来讲国内目前一线城市对于它的治理及综合利用率已经实现百分之百，然而除此之外的城市中的提升空间依旧很大。现阶段对粉煤灰的再利用中应用于建筑行业的占到35%，应用于农业行业中的占到20 左右。然而从总的利用情况来看- 国内目前的再利用水平还不足30%，与国外70-80%的水平相比还有很大的提升空间。

1.2 处理原则

现阶段，处理固废的主要原则是要使其本身的有害程度降低到安全范围甚至没有危害，其次要实现对其可开发再利用；最后是要实现减量排放。使固废变废为宝是指通过一系列的技术手段从现有的固废中再开发出可利用的资源，这也是我国相关法律中对固废做出的相关内容之一，同时也是今后固废的主要发展方向。

就固废的再开发和再利用主要是从三个角度开展和进行的，首先是对可以从固废中提取出来继续使用的资源；其次是通过现有的固废来转换成新的物质实现再利用；最后是在处理固废过程中对能量进行回收进行二次利用。燃煤电厂目前的主要固废再利用途径是通过物质的转换制作新的物质。

2 固体废弃物的利用方法

2.1 粉煤灰在水泥工业上的应用

粉煤灰中所含有的物质可以作为建筑材料生产的原材料。在生产水泥生料的过程中可以作为粘土的替代物，还可以利用残余炭来有效节省燃料的使用。而在磨制水泥的过程中，还能够添加一定比例粉煤灰来生产不同型号的水泥产品。一般用其做出来的水泥后往往多用于建筑工程以及混凝土等等。而对于那些质量较高、含碳低的则可以在做混凝土的时候替代一定比例的水泥。

同时，在作为替代原材料做水泥的时候还可以有效提升产量，且在很大程度上节约大量燃料。

加气混凝土依旧是以粉煤灰为主要原料，同时还需要加入其它辅料注水后形成浆，经过一系列生产工艺后而形成的一种强度较高、重量较轻且多孔隙的信息建筑材料。尽管孔隙较多但是加气块的强度是通过二氧化硅和三氧化二铝在一定的条件下产生反应而产生水化硅酸盐而形成的。加气块除了重量轻、强度高的特点同时其隔热以及防火性能也较为优良，生产工艺较为简单所以作为一种经济实惠性价比高的新型材料是十分合适的。

2.2 脱硫石膏的利用方法

脱硫石膏是通过二氧化硫所产生的，从现阶段的情况来看燃煤电厂脱硫技术已经十分成熟了，到2015 年底，脱硫石膏的年产量已经突破1 千万吨，所以由此看来其产量还是很高的。

对于使用脱硫石膏而替代天然石膏不但可以保护自然资源被大量开采，还可以减少对环境的影响。此外，对于脱硫石膏的再利用可以说是最大限度的减小对资源的消耗，也能够减少固废的所占土地范围，还可以变废为宝提升燃煤电厂的生产效益。

从能源的角度来看再利用就是最大限度的节省，对于节省天然石膏有着无可替代的效果，且脱硫石膏没有任何污染且不具有辐射，对人以及周边环境是无影响。

3 废弃物资源化存在的问题

从目前国内燃煤电厂固废再利用的情况来看依旧还存在很多的不足，具体情况如下：

首先，就粉煤灰来讲对其开发利用的水平与国外相比较而言还是较为低端，凸显资源化利用明显不足的情况，多数的利用依旧是依托建筑施工以及建筑原材料生产企业来实现的，而中高端的再开发利用多数都是由于技术水平的限制以及开发成本较高而限制了生产链的延伸。即便是在目前的中低端利用水平的情况下，也往往因为多种因素导致资源再利用的顺利完成，举例来讲，建筑施工特别在北方来讲其工期往往受季节影响很大，所以对于依附于建筑业生存的其他行业来讲也会受到很大的影响；此外还会受到来自于政策方面的影响，进而对资源开发利用造成影响。由于需求的变化导致资源化利用不能够处于一个长期稳定的状态开展下去。

其次，脱硫石膏也都基本通过建筑相关行业对其进行消化再利用，然而该固废在储运等方面还是有一定困难存在，如果对其进行二次处理便会大大提升固废的再利用成本，如果将此作为水泥生产添加材料的话势必会增加生产过程复杂、生产出问题的几率加大的情况，进而导致生产成本的上升。

最后，脱硫废水形成的污泥再利用问题。从西方发达国家来看主要对其进行两个方面的处理，一是用作肥料的原材料；其次是与其他可燃材料混合后当做可燃物来使用。然而这一处理方式在国内来讲占比相对较低，之所以不够普遍主要是因为开发再利用的成本较高，内生原动力不够。

4 固体废弃物利用途径与条件

4.1 开发方向

从目前的研究结果及应用的现状来看，以固废为原材料研发出来的新型材料具有较多方面的有点，且在很大程度上回避了常规材料的一些本身无法避免的缺陷，而这一特点也恰好符合我国目前对新型能源、新型材料的相关政策。从国际上来看，很多发达国家就建筑内部装修中使用最多的便是石膏制品。但是天然石膏本身作为一种资源来讲并不是取之不尽的，粉刷石膏在国内的研发方面与国外相比较而言还是有很大差距的，但是新型材料的出现为深入开发应用固废来讲是提供了一个全新的平台。此外，现阶段燃煤电厂产生的固废中脱硫石膏每产出一份将会有三份粉煤灰出现，但是应用粉煤灰所制作的石膏来讲使用粉煤灰和脱硫石膏的比例与其产出的比例也是基本相同的。所以，作为电厂来讲可以将自身的固废全部用来作为开发新型材料，并未将来研发全新的材料提供更为广阔的思路。最后，从公开公布的数据来看国内建筑领域近年来的开工面积连年增长，同时还有大量的旧房需要进行装修以及更新，所以从市场的需求来看潜力十分巨大，在市场经济背景下，市场是产品最好的引导者，所以其未来的发展空间也是非常巨大的。

4.2 实施主体

作为对固废资源的研发以及利用的主要单位便是燃煤电厂，但是研发以及应用的规模还与企业的实际效益、效率等等方方面面都对固废的再利用有着很大的影响。从现阶段来看很多燃煤电厂尽管也很热心于研发和利用固废这一资源但是往往这类型的企业不论从规模还是研发力量来又或是其他方面与很多规模较大的企业来讲还是有很多差距。要想对固废进行更为深入和持续的研发，需要从固废的产生、基本属性、处理、研发和市场开发等等都全部整合到一起，来达到对固废综合开发的目的，要实现这产销一体化的情况就要求企业要具备相当的实力来推动固废研发利用市场的不断发展。举例来讲，国内上海以及浙江等地方对于固废的开发和利用投入了巨大的财力和物力引进国外企业参与到其中，使得地方的固废开发利用水平得到了突飞猛进的提升。浙江是建立了一个专门从事固废研发利用的公司，目的是未来更好的凝聚更多的企业参与进来，提高研发的水平，增加更为广泛的企业参与度，可以为将来固废的研发多样化、质量的提升以及形成一个依托于此的稳固产业，逐步将固废作为一个新型的资源可以进行深度开发的行业。