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各国燃煤电厂粉煤灰综合利用现状
来源: 洁净煤技术 加入收藏
特别推荐:《工业锅炉》征订 2020/8/27 15:01:02
 
 

我国是产煤大国,以煤炭为电力生产基本燃料的国策在长时间内不会改变。燃烧1 t原煤,生产粉煤灰250~300 kg。在目前环保压力日趋加大,固废处置问题突出,电力行业传统煤电企业经营形式日趋严峻的局面下,固废处置尤其是燃煤后产生的粉煤灰在煤电企业生产经营活动中越发重要和紧迫。

为了更全面了解我国粉煤灰综合利用现状,改善我国粉煤灰综合利用情况,本文总结了国内外粉煤灰综合利用的基本情况、相关标准、相关政策及主要利用途径,通过对比国内外利用现状,分别从利用途径、标准制定、政策制定3方面提出我国今后粉煤灰综合利用的合理化建议。

01燃煤电厂粉煤灰综合利用现状

燃煤电厂固废产出量的增长趋势得到缓解,但固废的综合利用量没有显著提高,基本维持在原有水平,这主要是因为:一方面随着新能源发电量占比提高,造成传统的燃煤发电量受到制约;另一方面现阶段国内外很多粉煤灰的“高附加值”综合利用并未得到产业化普及。

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各国家基本上以建材应用为主,而在其余途径的应用选择则受各国政策及产业的影响;高附加值利用方面,只有日本相对利用率占比较大,这是由于日本本国原材料的限制,粉煤灰被开发成各种材料用于替代原材料。

与其他发达国家或地区相比,我国粉煤灰在道路基建、回填、农业方面应用比例较低。我国在高附加值利用领域内的应用主要集中在提取氧化硅、氧化铝及稀有金属,合成陶瓷材料和沸石分子筛,处理污水、废气等方面。由于传统建材方面的需求量衰减,我国粉煤灰产出量巨大,我国粉煤灰利用率偏低的地区主要集中在西部地区,造成我国粉煤灰综合利用情况短时期内得不到显著缓解。

日本最主要的利用途径是水泥,占日本粉煤灰综合利用量的67.12%。美国环保局(EPA)将粉煤灰利用主要有建材、结构填充和堤防。欧洲在固废政策和利用方面主要关注2方面因素:环保和资源化。

我国燃煤电厂的粉煤灰产量远大于发达国家产量,且表现出明显的地域分布不均匀性,同时由于我国粉煤灰大部分应用在建材,单一的利用途径显著制约着粉煤灰的利用。后续要提高基建领域的利用率,推进西部地区在填埋的应用,关注环保领域的研究应用,加大在农业领域中的应用。

02燃煤电厂粉煤灰综合利用标准

我国有关粉煤灰标准共计56个,其中国标11个,行标23个,地标22个,标准范围涉及电厂、建材、道路、检测等方面,其中建材领域占据一半,但现有标准缺少高附加值领域、分类、规范、环保等方面。

欧洲对环保指标监控更严,因此增加了更多粉煤灰成分的指标;日本由于处于地震带,因此比较侧重强度参数。综合比较,我国在粉煤灰方面制定的标准所涉及的指标范围和指标限值同国外发达国家相比偏松。日本同欧盟最严,我国同美国处于同一水平。各国粉煤灰的分类标准不尽相同,中国及美国主要以CaO含量为依据,日本以性能进行分类,欧盟以细度及烧失量为分类标准。

建议标准中应体现我国自身的特殊性,优先制定适用本地区粉煤灰利用的标准,评估重金属对土壤及地下水影响风险,制定其他利用途径的标准。

03燃煤电厂粉煤灰综合利用政策

我国2013年发布了新修订的《粉煤灰综合利用管理办法》,规定了对利用粉煤灰产业给予的优惠政策且鼓励在一些高附加值/大掺量利用途径进行应用。2017年1月环保部发布实施了《火电厂污染防治技术政策》,要求粉煤灰应遵循优先综合利用的原则再堆存。

日本政府及银行对引进使用粉煤灰处理设备的一般产业,会给予高融资率(40%)和低利率(1.9%)的特别优惠,在经济上提高用灰产灰单位综合利用的积极性,而我国等国并无这方面的政策优惠。发达国家无论是政策调整还是标准制定都有显著的灵活性,可根据市场及技术情况及时调整,以便更好地促进粉煤灰和石膏的综合利用及使用。国外粉煤灰综合利用的推进中民间机构参与度较高。我国尤其是西部地区,政策引导性对于固废综合利用率影响巨大,可显著提高或降低固废的综合利用率,反映出我国固废综合利用的单一性及政策依存度过高等问题。

建议提高产灰企业治灰主观能动性,增加强制性利用粉煤灰的政策,提高固废利用信息的透明度,政府提供更为实际的支持手段。

04燃煤电厂粉煤灰综合利用技术发展现状

除建材、基建等传统利用途径实现了大规模产量化生产外,其余应用途径对粉煤灰的消纳量小,且问题较多。

研究者也正将目光投放在其他领域。利用粉煤灰矿化封存CO2不仅可以减少CO2排放量,还可以提高粉煤灰的稳定性,从而扩大其在建筑材料生产中的利用率。利用粉煤灰制作具有特定建筑功能,如保温、防水、阻燃、耐火、防腐、抗辐射等功能的材料也是粉煤灰综合利用的热点。英国兰卡斯特大学已研发出了一种由粉煤灰废料和碱性溶液构成的水泥混合物,这种水泥还具备导电性。这种混合物在白天借助太阳能电池板存储电量,夜晚释放出来,最终实现存储和释放功率200~500 W/m2。

05我国粉煤灰综合利用主要问题

我国在粉煤灰利用过程中主要面临市场、技术、区域不平衡、政策等问题。粉煤灰产地和市场存在地理隔离;已有综合利用途径单一,淡季现有的可大量综合利用粉煤灰途径只有建材与基建,但由于运输成本限制,粉煤灰只能在产生地周围消纳;高附加值利用技术存在瓶颈;粉煤灰综合利用标准体系不完备;缺少操作性更强、强制性应用的政策。

06结论

1)我国粉煤灰平均综合利用率为70%,主要应用在建材行业中,与其他发达国家相比,在道路方面、矿坑回填方面的应用率偏低。西部地区由于粉煤灰产量大、建材行业需求降低造成粉煤灰综合利用远低于全国水平。

2)我国粉煤灰标准涉及的指标范围和指标限值同国外发达国家相比偏松,涉及领域多为传统的建材和基建,并不能很好地指导粉煤灰在其他领域的应用。

3)在相关政策上我国目前存在以下问题:产灰企业缺少主观能动性;现政策大多是鼓励利用粉煤灰,缺乏强制性;固废利用信息不透明;政府缺少更为实际的支持手段。

4)粉煤灰作为可综合利用的固体废弃物,其综合利用途径广泛,且仍在探索中。各产灰用灰单位应结合粉煤灰自身特性、当地市场需求、工艺特性、经济成本、环保要求等积极主动分析选择最适宜的综合利用途径。同时各地方政府要因地制宜出台适用于当地的粉煤灰综合管理办法,尤其是西北地区更好地引导粉煤灰的综合利用,实现经济、社会、环保的共同效益。

 
 
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