关于大力推进我省粉煤灰综合利用的建议
民建太原市委反映:山西省是能源大省,同时也是一个能耗较高、污染较重的省份,其中固体废弃物的排放尤为严重。改革开放30年来,电力工业为应对经济的快速发展加快了建设步伐,在大量消耗原煤的同时,排放出的粉煤灰也位居全国的前列。在今后相当长的时间里,随着燃煤发电企业的继续建设投产发电,粉煤灰产出量仍将会持续大幅增加,太原市粉煤灰综合利用工作面临的压力将越来越大。
进入“十二五”新的发展时期,为了更好地贯彻落实山西省委、省政府“转型发展、安全发展、和谐发展”的战略部署,进一步抓好资源节约和综合利用工作,需要从根本上解决粉煤灰的环境污染问题,进一步提高资源综合利用水平。
我省燃煤电厂粉煤灰的综合治理仍存在一些问题。主要表现是:
粉煤灰大量堆存危害严重。山西省作为能源大省,煤电产业是国民经济的主要支柱,燃煤电厂的数量、燃煤机组的发电量、粉煤灰的排放量等指标在全国排在前列。山西省在为国家输送电力能源做出巨大贡献的同时,也背负着抵御环境污染和生态破坏的巨大压力。在1958~2009年的50年间,全省粉煤灰的排放总量已达2亿吨之巨,静态存量1亿余吨,储灰占地面积2万余亩。截至2010年底,全省已有燃煤电厂装机容量4203.16万千瓦,30万千瓦以上机组装机容量约占总装机容量的80%以上,年发电燃煤用量约1.2亿吨,年粉煤灰渣排放量达到3129万吨。预计到“十二五”末的2015年,如维持现在的综合利用水平,则全省粉煤灰的静态存量将达到3亿多吨。
山西省在过去的50年间已利用了1亿吨粉煤灰,相当于全国粉煤灰处理总量的近十分之一。但是,山西省的粉煤灰综合利用率仍不高,徘徊在50%左右,低于全国平均水平18个百分点,处于落后状态。近两年,由于没有新的综合利用手段,无法处理新增的粉煤灰增量,全省综合利用率已低于50%。
统计表明,经过长期努力,全省历史排放的粉煤灰中已有25%得到了有效堆存覆埋,还有25%得到了有效利用,目前尚有50%未覆埋和利用,贮灰场静态存量还有1亿多吨。
截至2010年底,全省露天粉煤灰堆放占地近2万多亩。根据省电力公司粉煤灰综合利用办公室的测算,1万亩露天灰场1年被风刮走的粉煤灰近20万吨,全省2万亩贮灰场每年被风刮走的粉煤灰近40万吨,相当于一个2000多吨的大锅炉没有任何除尘设施,24小时不停地向大气中排灰尘,造成区域空气中灰霾、光化学烟雾等复合型大气污染。全省各火电厂每年因为粉煤灰的粉尘污染使周边地区的农业产量减产,人们患呼吸道等各种疾病日益增多,生活质量大幅度下降,以致与排灰企业发生纠纷,排灰企业不得不进行经济赔偿,增加了排灰企业的经济负担。
目前山西省部分电厂仍存在水冲灰方式排灰。水冲灰设计用水量是1:4,即冲走1吨粉煤灰需要4吨水。山西省水资源严重匮乏,人均水资源量不足600立方米,属于严重缺水地区,许多地方人畜吃水都非常困难。将宝贵的水资源白白排放掉,是一种极大的浪费。
据统计,太原市粉煤灰排放量2010年为330万吨,预计2013年将达到383万吨。太原一电厂装机容量为120万千瓦,总排灰量为120万吨,贮灰场已满,只有临时排灰场;太原二电厂装机容量为120万千瓦,总排灰量为120万吨,一至五期灰场已满,六期灰场已具备条件,未排灰;太钢电厂装机容量为60万千瓦,总排灰量为60万吨,无新增灰场。目前太钢电厂无贮灰场;太原一电厂、太原二电厂的贮灰场处于饱和状态。同时由于优质煤炭资源枯竭,发电燃煤品质逐渐降低,灰分逐渐增大,在同等生产条件下,发电粉煤灰排放量相对以往明显增加,贮灰问题已成为制约发电生产的主要因素。
在这样的历史背景和现状下,加快太原市粉煤灰的综合利用步伐显得十分紧迫。
粉煤灰综合利用是指:以粉煤灰为原料生产建材产品、化工产品、复合材料等各类型产品;从粉煤灰中进行物质提取的加工利用过程;粉煤灰用于建筑工程、筑路、农业、回填等工程。
太原市粉煤灰主要是由二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、烧失量(未燃尽的有机质)、三氧化硫、氧化镁、氧化铁等成分组成,其中主要成分为二氧化硅和三氧化二铝。由于燃煤成分不同,粉煤灰中三氧化二铝的含量晋中、太原、阳泉地区三氧化二铝含量在31%~38%。
根据粉煤灰理化性能的不同,粉煤灰综合利用领域包括:混凝土、砂浆应用;水泥应用;新型墙体材料应用;粉煤灰陶粒应用;粉煤灰提铝等高附加值产品;工程回填用灰等方面,提出以下建议:
一、将太原市燃煤电厂粉煤灰进行分选和磨细灰。粉煤灰分选主要是将原灰经过粉煤灰分选机达到粗细灰分离的工艺,分选出的细灰可达到国标《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596—2005)中规定的粉煤灰I、II级以上的标准,产品可作为商品粉煤灰直接销售。
粉煤灰磨细主要是对粉煤灰分选机分离后的粗灰采用球磨或其他形式的磨机进行磨细操作,使得磨细后粉煤灰的指标达到粉煤灰国标II级以上标准,作为商品粉煤灰销售。
二、从高铝粉煤灰提铝提硅。高铝粉煤灰一般指氧化铝含量大于30%,氧化铝和二氧化硅总量大于80%的粉煤灰。开发利用高铝粉煤灰,可部分替代有限的铝土矿资源,缓解铝土矿资源短缺的矛盾。该工艺将廉价的粉煤灰转换成金属铝和基础工业原料白炭黑,产品附加值高,市场广阔。
技术路线问题一直是高铝粉煤灰开发利用的主要瓶颈。国内外对粉煤灰中铝的资源化利用研究开展了大量工作,主要工艺分为碱法烧结、酸浸以及火法熔炼铝硅合金等。今年来,我国高铝粉煤灰提取氧化铝技术有了长足发展,有些已进入工业应用示范阶段。山西高铝粉煤灰开发利用才刚刚起步,示范项目仍处在建设阶段,还没有运行经验。高铝粉煤灰不少用于制砖等建筑材料,利用层次不高,附加值较低;开发利用的技术工艺还有待进一步完善;利用过程中二次污染问题和能耗较高等问题有待进一步解决;对高铝粉煤灰有开发利用意向的大型企业还不多,重视程度和投入力度还不够等。
“十二五”时期,应按照“以煤为基、多元发展”的思路,尽快把高铝粉煤灰开发利用工作做大做强、做深做细。在高铝粉煤灰提铝、提硅的同时,对粉煤灰中高价金属镓、钛、稀土等进行重点研究提取,逐渐建立工业应用示范基地。
三、粉煤灰陶粒生产。陶粒是陶制的颗粒,其表面是一层坚硬的外壳,其形状因工艺的不同而有差异,大部分呈圆形或椭圆形球体。陶粒作为人工合成轻型材料,在建筑工程领域、园林绿化领域、水处理领域有着广泛的用途。
粉煤灰烧结生产陶粒的基本原理:粉煤灰混合物经过成球工序转变成为圆球状颗粒,在1000℃以上高温作用下,粉煤灰中硅铝等氧化物在颗粒内处于熔融状态,冷却后形成陶粒轻骨料。粉煤灰烧结陶粒完全克服了粉煤灰本身的固有缺点,性能(耐久性)稳定。
粉煤灰陶粒可以作为轻型混凝土(保温混凝土)的粗骨料、新型墙材的填充材料使用,还可以用作水处理用滤料,同时在路面、路基工程中也有广泛的应用,且使用量巨大。
四、高掺量(大于30%)粉煤灰复合水泥。粉煤灰作为水泥生产的主要掺合料已被广泛采用,目前大部分水泥企业,水泥生产过程中粉煤灰的掺加量不超过30%。新型高掺量粉煤灰复合水泥生产技术通过激发粉煤灰活性,得以大大提高水泥生产过程中粉煤灰的添加量,粉煤灰在生产原料中的比重由原来的25%~30%提高到40%~50%,甚至60%以上,在综合利用粉煤灰的同时,大大降低了水泥生产能耗和二氧化碳排放量,水泥产品性能达到国标要求,是水泥发展的重要方向,应予以鼓励发展。
五、粉煤灰生产新型墙材。“十一五”期间,利用粉煤灰等工业固体废弃物生产空心砌块、粉煤灰空心砖、加气混凝土、轻型建筑墙板等新型建筑材料,已经形成了一个新型建材生产应用的新兴产业,面对“十二五”期间我省基础建设的快速发展,随着建筑形式由混凝土等重型结构向节能抗震轻型结构发展,这一产业将迎来一个高速发展的机遇,我省坐拥大量的粉煤灰和脱硫石膏原料资源,应采取政策措施鼓励和促进新型建材产业的发展,使其成长为我省国民经济的新的增长点。
从粉煤灰的具体利用情况看,建筑材料掺灰量按20%计算,每年可利用粉煤灰720万吨;覆土造地按30%计算,每年可利用粉煤灰1080万吨。两项相加,可利用粉煤灰1800万吨,全省每年仍有1800万吨粉煤灰没有得到利用。预计到2014年,如维持现在的综合利用水平,则全省粉煤灰的静态存量将达到3亿多吨。
六、建议政府要进一步给予政策引导和投资支持,发挥主导作用。建议有关部门进一步加强粉煤灰综合治理的前瞻性研究,积极推进粉煤灰综合利用新技术、新产品的科技开发;加快科研成果转化;让粉煤灰 “弃则为害,用则为宝”的特点为多数人所知。提高全民环保意识,营造粉煤灰综合利用的良好社会氛围,把太原市建设成为我省粉煤灰综合利用的示范市。建议政府出台具体的粉煤灰综合利用管理措施,投入相关资金用以支持粉煤灰综合利用工作的开展。
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