锅炉灰渣利用.docx

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锅炉灰渣利用

循环硫化床灰渣利用建议

随着国家对环保工作逐步重视，环保已经成为社会舆论中非常敏感的话题，尤其是对于能源型企业，环保压力越来越大，环保形势已经变得非常严峻。

在党的十七大上，胡锦涛总书记在《高举中国特色社会主义伟大旗帜为夺取全面建设小康社会新胜利而奋斗》的报告中提出，提出的“坚持以人为本，树立全面、协调、可持续的发展观，促进经济社会和人的全面发展”，按照“统筹城乡发展、统筹区域发展、统筹经济社会发展、统筹人与自然和谐发展”。

指明了循环经济、可持续发展的方向。

所以无论是经济、环境、社会以及公司发展角度考虑，灰渣综合利用项目的建设势在必行。

下面是我厂经过查阅资料整理后情况如下：

一、意义

我国是一个以煤为主要能源的国家，特别是电力工业，更是以燃煤为主，大约70％用煤作能源。

随着电力工业的快速发展，燃煤机组的不断增加，电厂规模的不断扩大，导致了粉煤灰排放量的急剧增长。

1985年火电厂排灰渣总量为3768万吨，平均每年增加560万吨，到1999年粉煤灰排放量已达到1.6亿吨。

据有关资料统计分析和预测，按目前排灰状况和利用水平，排灰用水达10亿多吨/年；贮灰占地约达50万亩，历年累积堆放总量已达10亿吨以上，虽每年利用量在不断增加，但总利用率还不足每年排放量的50%。

目前，我们粉煤灰的年排放量已经达到了2.0亿吨。

粉煤灰排放量的逐年增加，不仅占用大量的土地资源，而且污染环境。

灰场储灰大概综合费用20-40元/吨，虽然目前我厂灰基本外销，渣宏泰利用，但存在旺季与淡季，被动情况较多，且没有经济效益产生。

目前我国粉煤灰利用技术和装备还不高，多年来未被利用的粉煤灰对生态环境造成了很大威胁，从能源可持续发展角度考虑，化害为利、变废为宝已经成为一项长期技术经济政策，也是被政府大力支持推广扶持的项目工程。

国家和建设部等相关部门相继颁布了一些政策、法规。

如1992年国务院批准了国家建材局、建设部、农业部、国家土地局《关于加快墙体材料革新和推广节能建筑的意见》（国发「1992」66号），指出大力发展节能、节地、利废、保温、隔热的新型墙体材料，加快墙体材料革新，推进建筑节能工作是一件刻不容缓的大事。

1995年4月28日，经国务院批准财政部和国家税务总局以财税字[1995]44号文发出了《关于对部分资源综合利用产品免征增值税的通知》。

通知规定，“对企业生产的原材料中掺有不少于30%的粉煤灰、煤矸石、石煤、烧煤锅炉的炉底渣（不包括高炉水渣）的建材产品，在1995年底以前免征增值税”。

1996年2月16日又以财税字[1996]20号文发出了《关于连续对部分资源综合利用产品等实行增值税优惠政策的通知》，通知明确：

“经国务院批准，从1996年1月1日起，1995年4月28日下发的财税字[1995]44号文继续执行。

”2000年颁发的《关于公布“在住宅建设中逐步限时禁止使用实心粘土砖”大中城市名单的通知》（墙办发「2000」06号），确定160个大中城市于2003年6月30日前实现禁止使用实心粘土砖的目标。

2001年又确定10个省会城市禁止使用实心粘土砖，将第一批“禁实”城市增至170个，并且其他省会城市也要在2005年年底前禁止使用实心粘土砖。

国土资源部、建设部、农业部于2005年底再发《关于公布第二批限时禁止使用实心粘土砖城市名单的通知》（发改环资「2005」2656号），确定256个城市在2008年底前禁止使用实心粘土砖，逐步实现2010年底所有城市城区禁止使用实心粘土砖，全国实心粘土砖产量控制在4000亿块以下的目标。

依照上述政策法规，我国墙材生产及建设行政主管部门一直十分重视对墙体材料革新与建筑节能工作的组织落实，鼓励在全国范围内发展节能、节地、利废、保温、隔热的新型墙体材料，加快墙体材料革新，推进建筑节能工作开展。

国家对烧结粘土砖的生产和使用加以严格限制，实施墙体材料改革与建筑节能、保护生态环境政策，鼓励充分利用粉煤灰等工业废料、废渣研究新技术，开发新产品。

发展节能、节地、利废的新型墙体材料代替大量的实心粘土砖对保护耕地、节约能源和资源、改善建筑功能，促进我国建材业和建筑业技术进步有着重要的作用。

在建筑节能与墙体材料改革的背景下，各省市积极开展了对新型墙体材料的研究。

“十一五”发展的初步规划中指出各地要充分利用粉煤灰、煤矸石、城市固体垃圾、页岩、长江淤泥等发展新墙材，到2010年末，新型墙材生产比例达到90%。

二、粉煤灰的利用情况

•早在20世纪50年代已开始在建筑工程中用作混凝土、砂浆的掺合料，在建材工业中用来生产砖，在道路工程中作路面基层材料等，尤其在水电建设大坝工程中使用最多；但总的利用量较少。

•20世纪60年代开始粉煤灰利用重点转向墙体材料，研制生产粉煤灰密实砌块、墙板、粉煤灰烧结陶粒和粉煤灰粘土烧结砖等。

•20世纪70年代，国家为建材工业中利用粉煤灰投资5.7亿元。

但由于种种原因，1980年粉煤灰的利用率仅14%。

•20世纪80年代，随着我国改革开放政策的深入发展，国家把资源综合利用作为经济建设中的一项重大经济技术政策。

•粉煤灰的处置和利用在指导思想上不断发展深化，从“以储为主”改为“储用结合，积极利用”，再进一步明确为“以用为主”，使粉煤灰综合利用得到蓬勃的发展。

•综合利用率已摆脱多年徘徊在20%的局面，1995年已经达到41.7%，2000年已达到58%，近两年基本达到60%以上。

二、灰渣综合利用项目

循环流化床锅炉以其在环保方面的突出优势和可以燃烧劣质燃料，在国内外得到快速发展，循环流化床锅炉在燃烧劣质燃料时，产生大量灰渣，灰渣综合利用技术有以下几方面。

1、灰渣常规利用技术

①生产水泥

水泥是一种水硬性胶凝材料，按成分可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。

水泥品质指标包括氧化镁（<5.0％）、三氧化硫（<3.5％）、烧失量（≤5.0％）、细度、凝结时间、安定性和强度等。

循环流化床锅炉灰渣的主要化学成分是SiO2、Al2O3和CaO等，因此，从化学组成看，它可以作为生产水泥熟料的原料，灰渣目前已广泛用于水泥生产。

②生产多种形式砖

a、蒸压煤矸石灰渣砖：

蒸压煤矸石灰渣砖的原材料为煤矸石灰渣、磨细生石灰、石膏、骨料。

胶结料的配比为石灰19％，石膏5％～7％，其余为煤矸石和灰渣，骨料与胶结料比为2.5。

b、烧结砖：

烧结煤灰砖是以煤灰（灰渣）和粘土为主要原料，再掺加其他工业废渣，经配料、混合、成型、干燥及焙烧等工序而成的一种新型墙体材料。

c、免烧砖：

它的主要原料为煤矸石、煤矸石灰渣及来源于石料厂、钢铁厂的工业废渣，其他辅料为石灰、水泥、石膏、添加剂等。

它的成型机理是：

灰渣、煤矸石、炉渣等含有较高氧化硅、氧化铝、氧化铁的工业废渣，经原料混合轮辗后，充分水化形成硅、铝型玻璃体。

d、煤灰水浸砖：

煤灰水浸砖是以80％左右的煤灰为原料，加入20％左右的石灰作胶结料，另少量的石膏为外加剂。

经过混合、搅拌、沉化、成型、晾干后再经化学浸液、加温浸渍而成的一种新型墙体材料。

③用于化学工业

灰渣中的组分与常用的填料基本相同，只是在含量上有差别。

例如灰渣中的Si02起到增强、补强作用，代替常用的粘土、白炭黑；A1203起增量作用，可代替特种碳酸钙；CaO可起增量补强作用，作用相当于轻质碳酸钙、重质碳酸钙、特种碳酸钙；S03可代替通常加入的硫起硫化剂的作用；未燃尽的可燃物起到炭黑的作用。

研究和应用发现，灰渣补强性能与半补强炭黑的性能相当，并具有永久变形小、相对密度小、弹性好的优点。

并且混炼、压出工艺性能良好，同时它还具有煤制填料的性质。

可做为高分子材料填充剂、作PVC的填充料、作橡胶填料。

④用于农业灰渣在农业中的应用，实际上是通过改良土壤、覆土造田等手段，促进其发展的，以便达到提高农作物产量、优化生态环境等目的。

a、改良土壤的碱性：

对含脱硫产物和脱硫剂较高的循环流化床灰渣，因自由CaO和H20反应生成Ca（OH）2，使灰渣呈碱性，因此，此种灰渣可用于农田、恢复酸性矿地、中和工业废料等方面。

石煤渣也是强碱性物质，pH值在10～12以上，所以直接施用石煤渣后可以不同程度地提高土壤的碱度。

石煤渣很适合在南方酸性土壤中施用，特别是在南方缺钾需硅的酸性水稻田里施用，更有良好的作用。

b、促进土壤中有机质的分解：

石煤渣含有钙、镁等盐基离子，由于碱性强，盐基离子多，能促进土壤有机质的分解，对改善土壤的供肥和保肥能力有一定的作用。

c、提高土壤温度：

石煤渣是热性材料，遇水后有一个放热过程，并且由于石煤渣多为灰黑色和黑色，有吸收太阳光能的作用，因此可以提高土壤温度。

d、可以制成粉煤灰肥料，可以不同程度地供给作物的各种营养需要：

研究表明，燃烧后的石煤渣中含Si40%～50%，P0.5％，Mg1％～2％，K2％~4％。

硅是水稻需要最多的一种元素，镁是构成作物叶绿素不可缺少的元素，钾能促进作物对氮的吸收，故而增强抗病性和抗倒伏性。

2、灰渣利用新技术

①在石煤和煤矸石灰渣中提取钒。

在石煤中伴生有许多有用元素，且以钒的含量较高，有些矿区的石煤钒的品位较高，一般在0.5％以上。

湖南西部、浙江西部山区和湖北的西北部等地，都含有丰富的含钒石煤。

因而从含钒石煤灰渣中提取五氧化二钒是综合利用灰渣资源的一个重要研究方面。

②生产结晶氯化铝

用含铝高的煤矸石在流化床燃烧脱碳后，经过灰渣粉磨、酸浸、沉淀、浓缩和脱水等生产工艺可以提取结晶氯化铝。

以结晶氯化铝为原料，可以生产固体聚合氯化铝。

聚合氯化铝是一种新型高效无机高分子净化剂，其净水性能特别优越，将取代传统的铝盐净水剂。

循环流化床灰渣除了上述的应用外，因它具有较高的pH值、高吸水性和一定的自硬性能，所以它还可以有效地应用在城市垃圾固化和酸性废弃物的中和方面、应用到交通工程的回填、路堤和路基中。

另外，由于循环流化床灰渣70％～80％的颗粒在砂的细度范围，现在我国很多地方的交通工程中缺少砂资源，因此可以利用循环流化床灰渣代替天然砂。

③灰回收及利用

粉煤灰中含有碳、铁、铝、空心微珠等有用组分，经过分选有效的合理利用。

根据其化学成分及矿物组成，可采用重选、浮选、磁选、电选及化学选矿等方法，对粉煤灰进行分选。

a、碳的分选

从粉煤灰中选碳的常用方法有浮选法、电选法，选完毕后为精煤和脱灰渣。

电选法用于干式排灰，脱碳的灰除可以用作混凝土参合料外，还可以用作水泥混合材料用，用脱碳灰制作500号水泥时，粉煤灰参合比例为7-15%，400号水泥参合比例为27%。

b、铁的分选及利用

煤中含有许多含铁矿，例如黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等，在高温燃烧下，这些铁矿生成磁珠状态的氧化铁，在粉煤灰中占8-29%，这种磁性氧化铁可以直接用磁选机选出。

磁选有两种，一种为干式，一种为湿式，干式效果较好，经一次磁选即可达到55%。

所选出铁精矿可供冶炼生铁，铁矿粉可制作为铁红、铁黄等染料的原材料。

c、空心玻璃微珠的分选及利用

从粉煤灰中选空心玻璃微珠也分为干式、湿式两种。

所产物为高级精碳、普通碳、高珠、低珠、尾渣。

空心玻璃微珠具有：

颗粒细小、质轻、中空、隔热、隔音、耐高温和低温、耐磨、强度高及电绝缘等特性，是一种具有多功能的优质材料。

可作为轻质、高强、耐火、防火隔热保温等建筑材料的原料、橡胶、塑料制品理想填料、可作为石油精炼过程中的裂化催化剂，可与某些树脂配成高压的海底仪器和潜艇外壳，可制作电瓷瓶和其他电气绝缘材料的原料、航天仪器的表面复合材料、作为高级喷涂料和防火材料的填充料、汽车刹车片、人造大理石等。

④粉煤灰在污水处理的应用

粉煤灰可以作为处理城市污水、印刷造纸废水、重金属废水、含氟、磷化工废水、焦化厂废水，处理cod、酚、氰化物、油、氨氮平均去除率为57%。

除氨氮较高外，其余污染物能达到我国一级焦化厂排放标准。

三、建议项目

1、免烧砖

免烧砖是一种免蒸、免烧不用水泥的粉煤灰渣砖及其生产工艺，该生产工艺的特点是将粉煤灰、煤炉渣、石灰和添加剂按一定配比均匀加入搅拌装置中进行混合搅拌，然后均匀输送到轮碾装置中进行粉碎碾压，碾压后的物料输送到砖坯成型装置挤压成型为砖坯，砖坯运入砖坯反应室中堆放，最后启动低温反应装置对砖坯进行低温养护、低温养护时间到后取出成品砖送至堆放场堆放，用该方法制成的砖的灰渣含量达８５％以上，是一种可节能７０％左右，降低成本至少一倍的投资少，见效快的变废为宝的制砖方法。

2、实现粉煤灰“零排放”的目标,建设粉煤灰混凝土砌块系列产品生产线，产品包括：

承重砌块、小型空心砌块、路面砖、广场砖、路沿石、装饰砌块、水工砌块、绿化及护坡砌块等等，形成“煤炭—粉煤灰—粉煤灰制品”的区域性循环经济链。

生产粉煤灰砌块的主要设备有球磨机、砌块成型机及其他辅助设施。

粉煤灰砌块是以粉煤灰为主，加入少量的石灰、石膏、矿渣和激发剂混合球磨成胶结料，经搅拌（7.5MPa以上加入河砂）成型和自然养护而成，其工艺流程如下图所示。

用粉煤灰制造硅酸盐制品的厂家，当掺灰量超过20%时，可享受当地政府给予的优惠政策。

不同强度的产品，其生产成本较水泥混凝土和煤渣混凝土低25%左右。

每使用1吨粉煤灰可获利100元以上。

3、陶粒生产

电厂灰渣是主要材料来源。

烧结陶粒用灰量可达85%，对粉煤灰品质要求不高，尤其适合于烧失量高的粉煤灰。

主要生产结构保温型陶粒，陶粒规格5～16mm。

该项目的主要生产设备为原料处理系统、原料计量系统、原料搅拌系统、成球系统、烧结机、PLC控制系统、生料球输送系统、成品输送系统、灰尘收集过滤系统、空气压缩机。

生产粉煤灰陶粒是以粉煤灰为主要原料，加入一定量的胶结料和水，掺部分粘土及无烟煤混合成球，在1200℃~1300℃高温下烧结而成。

工艺流程如下图所示。

2013/6/22