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浅谈火力发电厂固体废弃物的处理及再利用

朱培献
  
一起视线电力
2022年19期
南阳鸭河口发电有限责任公司 473000

0引言

随着工业化的不断发展壮大,火力发电厂用煤炭作为燃料,对工贸等企业提供电力供给,但与之相伴的是每年大量固体废弃物的产生,外部对生态环境的压力巨大,同时,资源浪费严重。目前火电厂拓展销售渠道,将固体废弃物再利用,减少了大量的填埋和堆放,不仅减少了处置用地面积,而且降低了环境承载压力,解决了处置费用高,浪费严重等问题,本文对火力电厂一般固体废弃物的产生及分类进行整理,就拿粉煤灰和脱硫石膏来说,浅谈对它们的处理和再利用。

1火力发电厂固体废弃物的来源组成

1.1一般工业固体废弃物的定义

工业固体废物,是企业在工业生产过程中产生的,不属于危险废物。

1.2火力发电厂固体废弃物的来源及种类

火力发电厂的固体废弃物主要是在燃煤发电过程中,包括粉煤灰、炉渣等煤粉高温燃烧后形成的固体废弃物。其次锅炉燃烧后的烟气,经过石灰石法湿式脱硫,形成最终产物脱硫石膏,也是火力发电厂固体废弃物的主要组成部分。

2火力发电厂固体废弃物的污染

2.1火力发电厂固体废弃物对大气的污染

大气污染,根据国际标准化组织对大气污染的规定,通常是指由于人的活动和自然过程造成某种物质进入大气,呈现出足够的浓度,达到足够的时间并因此危害人体舒适、健康或危害环境的现象。粉煤灰,多为微粒状态的飞灰。在离地面一定距离的范围内,随着大气环流的运动、风向的变化而飘移。其一大特点是扩散快,传播广,损害大,持续时间,是大气污染重要的污染源。另外,它也会与二氧化硫、氮氧化物等有害气体结合在一起,加重对环境的损害,其中10微米以下的飘尘对人体危害更大。如若不能积极治理,久而久之,大气环境会承受巨大的压力。

2.2火力发电厂固体废弃物对水体的污染

含有重金属元素的火力发电厂固体废弃物灰渣、脱硫石膏露天存放,风吹日晒再加上本身的分解,地下水体将受到直接污染,不仅严重威胁水生物生存环境,还会影响水资源的充分利用,固体废弃物及其渗滤液、有毒有害化学物质等储存在火力发电厂堆场内的转化和迁移,对周边地区的河道、水系等生态资源造成污染。

2.3火力发电厂固体废弃物对土壤的污染

在固体废弃物存放区域范围内,粉煤灰受风力作用,随处飘散,粉煤灰落入周围土壤中,长时间和土壤作用后,土壤会被粉煤灰中的重金属离子污染。同时,渗沥液中含有的有毒有害物质经过雨水淋洗后,土壤结构和性质会被改变,土壤中微生物生存环境受到严重影响,还会通过层层食物链沉积在动物、植物等有机体中,最终对人的生命健康造成危害。

3 火电厂固体废弃物处理

国内对于固体废弃物的处理和处置,原则上主要通过三个方面来实现,即减量化、资源化和无害化。最大限度地预防和减少固体垃圾的产生;对产生的固体废物要尽可能回收,减少废弃物的处理和处置;对不能回收再利用的固体废物要慎重处置;工业固体废物安全填埋焚烧是最终的处置办法。

4 火电厂固体废弃物处理利用状况

火力发电厂以煤炭为燃料,当粉煤在锅炉中燃烧时,产生的产物大多是灰飞,沿着烟道经高效静电除尘装置收集后,经过输灰系统,贮存在灰罐中。除尘效率高达99%,随着电力产业的发展,电厂越来越多地捕捉到了粉煤灰,给企业带来不小环保压力。

粉煤灰在水泥工业上的应用。粉煤灰含有较多的化合物,如二氧化硅、三氧化二铝等。它具有一定的化学特性,经过试验实践,可用于制造工业用水泥及其附属产品的建材工业原料。可代替粘土配制水泥生料生产水泥。可在水泥磨制时加入一定比列的粉煤灰作为混合材料,可以生产工业用硅酸盐水泥、矿渣用硅酸盐水泥和粉煤灰用硅酸盐等水泥。粉煤灰硅酸盐水泥具有耐硫酸盐侵蚀、低水化热等特点,可用于大体积混凝土浇筑工程的民用及工业建筑工程,地下或水下的建造。对于细度大、活性高、含碳量低的优质粉煤灰,也可将部分水泥替换为混凝土掺合料。此外,粉煤灰在熟料烧成窑的预热分解带中不需消耗大量热量,但很快就会产生液相,加快了熟料矿物的生成速度。试验证明,用粉煤灰代替黏土原料来制造水泥,能够增加水泥窑的产量,减少耗油量。这些粉煤灰以前每年都要耗费巨大的成本进行处置,现在作为原料卖给水泥厂,也是非常可观的企业增收。

新型墙体材料中粉煤灰的应用。粉煤灰加气混凝土是以粉煤灰为原料,加生石灰、水泥、石膏、铝粉适量,加水搅拌成浆状,注入模具中,经蒸制而成的一种多孔轻质建筑材料。粉煤灰加气混凝土的强度主要是依靠粉煤灰中的二氧化硅与水泥、石灰中的三氧化二铝、氧化钙在蒸汽气氛中发生化学反应,生成水化硅酸盐而获得的。粉煤灰加气混凝土以质量轻,有一定强度,具有良好的绝热性能,防火性能好,易于加工等特点,所以是很好的墙体材料。

脱硫石膏中所含的Ca2+、Si4+、S2-等都是促进盐碱地作物生长的有益植物矿物营养。脱硫石膏可作为土壤改良剂,调节土壤营养,降低土壤酸性。改良土壤化学特性,土壤板结改善,土壤酸碱度降低。但使用过多的脱硫石膏会造成土壤酸化,个别离子含量超标;此外,脱硫石膏富含微量重金属,如果农作物通过食物链,将这些重金属元素吸收,并逐级放大危害,那么后果就会非常严重。脱硫石膏还可用于钾肥的制备、硫元素的制造、CAS的制作、石膏晶须的制备等。也在公路用途上取得了一定的应用效果,如路基填料、加固软土地基等。此外,脱硫石膏也被用来生产充填尾砂胶结剂,用来取代水泥的一部分或全部,以减少充填胶结矿方式的成本。

因此,农业资源化要实现脱硫石膏的充分利用,建立农业脱硫石膏质量标准,加强脱硫石膏对生态环境的安全性评价,需要研究脱硫石膏促进农作物生长的机理。另外,也用脱硫石膏生产充填尾砂胶结剂,用来替代一部分或全部水泥,以降低以胶结矿方式充填的费用。

脱硫石膏可以调节和控制水泥凝结时间,作为水泥缓凝剂,脱硫石膏中的硫酸钙与铝酸二钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙与低硫型水化硫铝酸钙,生成的水化硫铝酸钙具有稳定的针状结晶,难溶于水,因而延缓了水泥的凝结,使水泥的早期强度和平衡各阶段强度均有所提高。脱硫酸钙及脱硫石膏中的一些杂质为天然矿化剂,配合使用复合矿化剂萤石,节约能耗,提高水泥产量和质量。此外,采用脱硫石膏,碱度低,硬化快,成本低,能生产出碱度低的水泥。

5 结语

随着大容量、高参数大型火电机组的开工建设投产,火力发电厂产生的固废一定会增加。必须加强源头治理,加强过程管控,加强末端处理,大力倡导低碳循环经济。为火力发电厂各类固体废弃物寻找出路。加快能源结构转型,以减污降碳、促进企业经济快速发展,全面推进向绿色能源转型

作者简介:朱培献(1985年12月-),男,汉族,河南南阳人,南阳鸭河口发电有限责任公司,工程师,主要从事火力发电厂安全环保管理方面的研究。

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