大型發(fā)電廠生產(chǎn)使用礦物燃料產(chǎn)生煙塵顆粒的綜合利用途徑

王志強

（國家能源投資公司三道溝煤礦，陜西 榆林 719407）

在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下，社會生活、生產(chǎn)的用電需求越來越大，大型發(fā)電廠每年所排放的煙塵總量也在不斷增加，如果不及時對這些固體燃料燃燒產(chǎn)生廢棄物進行有效的處理，就會對空氣、水以及土壤造成污染，降低人們的生活質(zhì)量，甚至會對周邊生物體產(chǎn)生危害。從目前我國的礦物燃料燃燒產(chǎn)生廢棄物綜合利用現(xiàn)狀來看，整體的綜合利用率是比較低的，需要相關的政府部門和企業(yè)可以在未來做好廢棄物的綜合利用，尤其是燃料燃燒產(chǎn)生廢棄物的綜合利用技術的大力推行與應用，這對于環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會的建設非常重要。

1 國內(nèi)外礦物燃料燃燒后廢棄物的利用情況

1.1 國內(nèi)燃料廢棄物利用情況

在社會生活與生產(chǎn)用電需求不斷增加的情況下，大型發(fā)電廠每年因生產(chǎn)而產(chǎn)生煙塵廢棄物數(shù)量持續(xù)增長，根據(jù)相關的數(shù)據(jù)統(tǒng)計研究，預計到2020年我國煙塵排放量會達到九億噸。進入新世紀以來，國家與社會對煙塵廢棄物的綜合利用就非常關注，也取得了一定的效果。固體礦物在燃燒開始時，煙塵中不可燃燒物質(zhì)給固體礦物披上一層“灰衣”，形成了灰渣，灰渣溫度升高，礦物燃料不能與氧化劑充分接觸，導致燃盡過程緩慢，產(chǎn)生大量的廢棄物，如下圖所示，因此需對燃料燃燒產(chǎn)生廢氣物進行回收利用，從具體的綜合利用情況來看，礦物燃料燃燒所產(chǎn)生廢棄物主要被應用于建材、筑路、農(nóng)業(yè)以及資源回收等。在建材方面的應用包括小型空心砌塊、水泥原料、加氣混凝土等；在道路工程中的應用包括護堤工程、瀝青混凝土等，這方面的應用占據(jù)整個燃料廢棄物利用總量的百分之二十左右，而泵送混凝土、大體積混凝土以及灌漿材料的應用占總量的百分之十左右[1]。

1.2 國外燃料廢棄物的利用情況

從相關的數(shù)據(jù)統(tǒng)計來看，世界各國礦物燃料燃燒產(chǎn)生煙塵廢棄物的排放量一直呈現(xiàn)增長的趨勢，但對廢棄物的利用卻還是處于一個較低的水平。日本作為發(fā)達國家，在廢棄物利用方面要相對較高一些，主要將廢棄物應用于農(nóng)業(yè)環(huán)保、建筑材料和土木工程等，應用比例較大的是建筑材料。同時，日本也在不斷拓展新的領域運用，如融雪劑、農(nóng)業(yè)、環(huán)保以及煉鐵等。

圖1 發(fā)電廠煙塵顆粒污染物產(chǎn)生過程

2 燃燒廢棄物綜合利用途徑

礦物燃料燃燒產(chǎn)生廢棄物的排放量逐漸增長，不僅給社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了阻礙，也污染和破壞了人們生活的環(huán)境，對此要加大對廢棄物綜合利用技術的研究與推廣，提高廢棄物質(zhì)的綜合利用效率。

2.1 施工使用及高分子材料的改進

一是，生產(chǎn)工程施工所用的原材料。由于煙塵顆粒物的化學成分與粘土類似，就可以被用于施工粘合材料生產(chǎn)之中。同時，也可以將其作為混合材料，生產(chǎn)工程施工用粘合材料，這種材料具有良好的抗?jié)B性、耐腐蝕性和干縮性較小的特點，能夠在水利工程、海事工程等進行廣泛應用；二是改性高分子材料。運用廢棄顆粒物進行聚烯烴產(chǎn)品的填充，能夠在一定程度上對其性能進行改善，如聚苯乙烯、聚氯乙烯等塑料制品；三是，在材料方面的應用新進展[2]。將氧化鈣、煙塵廢棄物和其他輔料作為基礎原料，對此進行加熱熔融，就可以制作成為纖維材料，這種纖維材料可以與有機植物纖維進行結(jié)合，進而用于造紙。同時，也可以用于特殊材質(zhì)玻璃的生產(chǎn)。以廢棄顆粒物和廢玻璃所制備出來的泡沫玻璃，有著良好的性能，其優(yōu)點包括防火、輕質(zhì)、耐腐蝕、無毒、無放射性等。

2.2 筑路

廢棄煙塵顆粒物在工程施工當中的利用也比較廣泛，憑借自身較強的質(zhì)量，可以被用于填筑，最大程度提升了道路的穩(wěn)定性，有著良好的抗震性能。在工程施工中，部分傳統(tǒng)的基底材料可以用發(fā)電產(chǎn)生廢棄物替代，用于路基的填充，這樣能夠有效提升路堤的穩(wěn)定性；另外，煙塵顆粒物與砂礫或碎石的合理配比，能夠形成類似碾壓混凝土的半剛性板體結(jié)構，可以被用于路面的承重。

2.3 農(nóng)業(yè)

礦物燃料燃燒后廢棄物可以應用在農(nóng)業(yè)方面，一方面可以被應用于促進農(nóng)作物的生長。因為廢棄物中含有P、N、Mg等元素，這些對植物的生長都有著促進作用，可以通過一定的加工制作為肥料，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。尤其是在豆科作物的應用，能夠在很大程度上增強固氮能力。另外，也有利于農(nóng)作物抗病能力的提升，如大白菜爛心病、麥銹病、果樹黃葉病等。在東北、西北等寒冷區(qū)域，固體燃料燃燒后廢棄物也可以在水稻、小麥育秧中用于覆蓋。另一方面，是可以用于漁業(yè)。具體的應用是用煙塵顆粒物與堿渣來替代水泥制作人工魚礁，這種不僅能夠有著良好的抗壓強度，造價也比較低，對海水也沒有污染[3]。

2.4 環(huán)境保護

圖2 發(fā)電廠礦物燃料燃燒過程模擬圖

一是，治理廢水。燃料燃燒后煙塵顆粒含有多種活性基因，表面疏松多孔，有著一定的化學與物理吸附能力，在一定的條件下可以與廢水中的有害物質(zhì)發(fā)生反應，產(chǎn)生徐凝沉淀。對于廢棄煙塵顆粒的改性，其實主要是對其進行化學或者物理處理，這樣可以讓其吸附性能增強。經(jīng)過改性的廢棄煙塵顆粒，在處理含磷、含酚廢水以及染料時有著良好的效果。二是，治理廢氣。為了充分了解礦物燃料燃燒后特性及性能，更好的采用煙塵顆粒物回收利用技術，對礦物燃料燃燒過程進行模擬，如圖2所示，產(chǎn)生二氧化硫就可以被廢棄物在干式脫硫裝置中吸附。還有汞蒸汽、二氧化氮等氣體可以被廢棄煙塵顆粒中沒有燃燒的碳活化吸附。還有二甲苯、甲苯和芳香烴等有機成分，同樣能夠被顆粒物所吸附。煙塵顆粒物中含有氧化鈣、二氧化二鐵等金屬氧化物，它的水溶液就可以用于二氧化硫的煙塵處理。

3 結(jié)論

總而言之，我國雖然經(jīng)濟發(fā)展非常迅猛，但由此產(chǎn)生的負面影響也比較嚴重，其中就包括大型發(fā)電廠在生產(chǎn)中所產(chǎn)生的大量廢棄煙塵顆粒物，對社會生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的污染與破壞，如果不對此進行有效的處理，就無法實現(xiàn)資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會的建設，也無法推動我國社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。所以，必須要重視與加強大型電廠排放煙塵顆粒物的綜合利用，將其能夠有效利用，既節(jié)約了資源，保護了環(huán)境，也產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。