燃煤電廠粉煤灰綜合利用技術(shù)及其發(fā)展前景

李政軒

大唐國際發(fā)電股份有限公司，北京 100020

當(dāng)今，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量顯著提高，人們對燃煤電廠的實(shí)際運(yùn)行效率提出了更高的要求，使其粉煤灰綜合利用技術(shù)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)與考驗(yàn)。當(dāng)前形勢下，必須精準(zhǔn)把握燃煤電廠粉煤灰綜合利用的核心環(huán)節(jié)與關(guān)鍵步驟，綜合施策，全面提升其粉煤灰的綜合利用價值。

1 燃煤電廠粉煤灰綜合利用的重要性

燃煤電廠是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會高效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵保障，是制造電力能源、輸送電力能源、保障電力能源的重要載體，在當(dāng)前保經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)發(fā)展等方面扮演著不可替代的關(guān)鍵角色。粉煤灰是燃煤電廠的主要固體廢棄物類型之一，若處置不當(dāng)，極易對自然生態(tài)環(huán)境造成二次污染。近年來，國家相關(guān)部門高度重視燃煤電廠粉煤灰綜合利用技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新，在粉煤灰綜合利用標(biāo)準(zhǔn)化、綜合利用過程規(guī)范化、利用效果評價系統(tǒng)化等方面制定并實(shí)施了一系列重大方針政策，為新時期廣大燃煤電廠高質(zhì)高效地實(shí)施粉煤灰綜合利用提供了基本遵循與導(dǎo)向，在全面有效解決粉煤灰無序堆放、充分挖掘?qū)崿F(xiàn)其經(jīng)濟(jì)價值等方面取得了令人矚目的現(xiàn)實(shí)成就，為“以用為主”的粉煤灰綜合利用體系注入了強(qiáng)大動力[1]。同時，廣大燃煤電廠同樣在創(chuàng)新粉煤灰利用模式，優(yōu)化粉煤灰利用技術(shù)應(yīng)用控制等方面進(jìn)行了積極探索，構(gòu)建形成了針對性強(qiáng)、綜合性突出的粉煤灰綜合利用技術(shù)框架，經(jīng)濟(jì)效益不斷提升。盡管如此，受粉煤灰年產(chǎn)生量等主客觀多方面要素的影響，當(dāng)前燃煤電廠粉煤灰綜合利用技術(shù)應(yīng)用中依舊存在諸多短板，對《粉煤灰綜合利用管理辦法》的執(zhí)行與落實(shí)存在欠缺，產(chǎn)品附加值相對較低，阻礙著燃煤電廠粉煤灰綜合利用的可持續(xù)發(fā)展道路，廣大燃煤電廠必須對其給予高度重視。上述背景下，深入探討燃煤電廠粉煤灰綜合利用技術(shù)的相關(guān)策略，具有極為深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

2 燃煤電廠粉煤灰綜合利用技術(shù)的應(yīng)用

2.1 粉煤灰在現(xiàn)代建筑材料中的應(yīng)用

粉煤灰可在新型墻體及裝配式建筑中進(jìn)行應(yīng)用。與黏土等材料相比，粉煤灰在具有類似化學(xué)成分的同時，還具有其所不具備的多項(xiàng)優(yōu)勢特征，可與其他類型的建筑原材料搭配制作建筑工程中的水泥。在當(dāng)前技術(shù)條件下，基于粉煤灰綜合利用技術(shù)，已經(jīng)先后研制出硅酸鹽水泥、硅酸三鈣水泥、硫酸鋁酸鈣水泥等類型的水泥，不僅充分彰顯了粉煤灰的再利用價值，還為建筑工程提供了更豐富的水泥類型。同時，粉煤灰還可制作建筑工程中普遍會到的粉煤灰磚和砌塊等，在特定加工制作技術(shù)方法的支持下，以粉煤灰為主要原料，選擇相應(yīng)的膠凝材料、外加劑等，形成相應(yīng)的建筑材料[2]。通過粉煤灰綜合利用得到的建筑材料不但制作成本低，而且導(dǎo)熱系數(shù)小、重量輕。

2.2 粉煤灰在道路工程中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代綜合利用技術(shù)方法的創(chuàng)新發(fā)展，粉煤灰同樣被廣泛應(yīng)用于道路工程建設(shè)全過程。一方面，粉煤灰可在水泥砼路面建設(shè)中替代傳統(tǒng)水泥，在有效壓縮道路工程經(jīng)濟(jì)成本支出的基礎(chǔ)上，控制混凝土的初始坍落度，延長混凝土的初凝時間，降低水泥砼路面出現(xiàn)收縮裂縫的概率，確保道路工程的抗壓強(qiáng)度等技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。另一方面，粉煤灰可用于路面面層部分，充分發(fā)揮其含水量大、剛度大、穩(wěn)定性突出等優(yōu)勢，防范路面低溫縮裂問題。此外，粉煤灰還可應(yīng)用于制作二灰或三灰填筑構(gòu)造物臺背，處理橋頭跳車問題。

2.3 粉煤灰在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

粉煤灰疏松多孔，在保水性、透氣性等方面的利用價值相對優(yōu)越，在農(nóng)作物種植等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可有效改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤孔隙度，將土壤膨脹率等參數(shù)指標(biāo)控制在一定范圍內(nèi)，防止土壤板結(jié)干裂，并實(shí)現(xiàn)土壤水分、養(yǎng)分、熱量的有效銜接。粉煤灰可調(diào)整土壤酸堿度，改良土壤化學(xué)成分。有研究表明，當(dāng)粉煤灰用量保持在5%～15%時，隨著其用量的提高，農(nóng)作物中的鐵濃度、鋅濃度等呈現(xiàn)出顯著降低的趨勢，可有效降低與防范植株毒害癥狀。當(dāng)前粉煤灰綜合利用技術(shù)日趨體系化，科研單位已經(jīng)先后研制出基于粉煤灰的磷肥與硅復(fù)合肥等[3]。

2.4 粉煤灰在環(huán)保與化工方面的應(yīng)用

現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境保護(hù)理念的持續(xù)深化，使燃煤電廠粉煤灰的應(yīng)用覆蓋領(lǐng)域更為寬泛，在環(huán)保工程方面的應(yīng)用價值倍加凸顯，可實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”的預(yù)期效果。粉煤灰是燃煤電廠特定生產(chǎn)條件下排出的廢棄物，屬于有毒有害物質(zhì)類型范疇。粉煤灰表面積相對較大，吸附效果相對較好，具有較為顯著的綜合利用價值，因此可在“變廢為寶、化害為利”的原則指引下，實(shí)現(xiàn)其資源化轉(zhuǎn)化。粉煤灰可有效去除富營養(yǎng)型湖泊表層水和間隙水中的磷酸酶，可用于多類型的工業(yè)廢水凈化與治理，降低廢水中污染物、懸浮物的含量。

2.5 粉煤灰在礦山填充中的應(yīng)用

粉煤灰的基本構(gòu)成物質(zhì)具備良好的機(jī)械性能、抗壓性能、絕緣熱性能等，可用于制作經(jīng)濟(jì)成本相對較低的填料，用于礦山填充，防范與解決礦山開采過程中常出現(xiàn)的地面塌陷等問題。從技術(shù)角度來看，粉煤灰可充分發(fā)揮出“微集料”的作用，優(yōu)化礦山填充結(jié)構(gòu)，達(dá)到礦區(qū)環(huán)境保護(hù)及土地資源再利用的雙重目的。在實(shí)踐領(lǐng)域，有燃煤電廠及相關(guān)科研單位開展了濕排灰和干排灰的應(yīng)用探索，形成了以取代系數(shù)為基本約束條件的超量取代法等技術(shù)方法[4]。

3 優(yōu)化燃煤電廠粉煤灰綜合利用總體成效的對策

3.1 積極引進(jìn)現(xiàn)代化綜合利用技術(shù)方法

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展為燃煤電廠粉煤灰綜合利用及資源轉(zhuǎn)化提供了更為豐富的技術(shù)手段，使相關(guān)技術(shù)人員在綜合利用工具等方面的選擇更加靈活，也使傳統(tǒng)模式下難以完成的粉煤灰綜合利用任務(wù)具備了更強(qiáng)的可操作性。因此，技術(shù)人員應(yīng)積極運(yùn)用現(xiàn)代綜合利用技術(shù)方法，深挖燃煤電廠粉煤灰的現(xiàn)實(shí)價值優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)固體廢棄物資源的二次利用，制訂切實(shí)可行的資源化轉(zhuǎn)化利用方案，將精細(xì)化、集約化、生態(tài)化的綜合利用技術(shù)理念融入粉煤灰綜合利用的全過程。

3.2 提高粉煤灰綜合利用技術(shù)人員的綜合素養(yǎng)

在燃煤電廠粉煤灰綜合利用過程中，相關(guān)技術(shù)人員的關(guān)鍵地位不言而喻，是執(zhí)行粉煤灰綜合利用技術(shù)工藝，優(yōu)化粉煤灰綜合利用理念的直接實(shí)施者與操作者，其綜合素養(yǎng)的高低與粉煤灰綜合利用成效密切相關(guān)。燃煤電廠應(yīng)定期組織粉煤灰綜合利用技術(shù)人員參加專項(xiàng)培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，邀請行業(yè)專家及領(lǐng)軍人物為其講解新形勢下粉煤灰綜合利用技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)與趨向，全面系統(tǒng)掌握粉煤灰綜合利用的技術(shù)理論，在粉煤灰摻量計(jì)算等方面取得新的突破，開辟更多的粉煤灰現(xiàn)實(shí)應(yīng)用領(lǐng)域。

3.3 完善粉煤灰資源化技術(shù)體系

在今后的燃煤電廠粉煤灰綜合利用過程中，應(yīng)將提高粉煤灰綜合利用率作為主要出發(fā)點(diǎn)，對燃煤電廠的既有鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，提高其自動化、智能化、數(shù)字化水平，與粉煤灰的綜合利用進(jìn)行有效銜接，提高鍋爐燃燒系統(tǒng)與綜合利用加工系統(tǒng)之間的交互性。改變基于傳統(tǒng)理念與體系構(gòu)造的集灰和排灰系統(tǒng)，配置性能相對穩(wěn)定的多級靜電除塵器，充分確保所排出粉煤灰的原有形狀特征，從而為后續(xù)綜合利用創(chuàng)造良好條件。相關(guān)研究人員應(yīng)深入開展粉煤灰形態(tài)、成分及物理特性的研究，以控制與分析粉煤灰物理與化學(xué)性質(zhì)為驅(qū)動，改善粉煤灰工程性質(zhì)。

4 結(jié)束語

綜上所述，受技術(shù)方法、電廠管理、綜合利用模式等要素的影響，當(dāng)前燃煤電廠粉煤灰綜合利用技術(shù)應(yīng)用中依舊存在諸多薄弱環(huán)節(jié)，阻礙著粉煤灰實(shí)際利用價值的優(yōu)化提升。因此，技術(shù)人員應(yīng)該從燃煤電廠運(yùn)行的客觀實(shí)際需求出發(fā)，充分遵循粉煤灰綜合利用技術(shù)的基本原理與規(guī)律，創(chuàng)新粉煤灰綜合利用模式，優(yōu)化粉煤灰綜合利用流程，為全面提升粉煤灰再利用的經(jīng)濟(jì)價值奠定基礎(chǔ)，為實(shí)現(xiàn)燃煤電廠質(zhì)效同步提升保駕護(hù)航。