大型發電廠生產使用礦物燃料產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）

在社會經濟不斷發展的背景下，社會生活、生產的用電需求越來越大，大型發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，降低人們的生活質量，甚至會對周邊生物體產生危害。從目前我國的礦物燃料燃燒產生廢棄物綜合利用現狀來看，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可以在未來做好廢棄物的綜合利用，尤其是燃料燃燒產生廢棄物的綜合利用技術的大力推行與應用，這對于環境友好型、資源節約型社會的建設非常重要。

1 國內外礦物燃料燃燒后廢棄物的利用情況

1.1 國內燃料廢棄物利用情況

在社會生活與生產用電需求不斷增加的情況下，大型發電廠每年因生產而產生煙塵廢棄物數量持續增長，根據相關的數據統計研究，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，產生大量的廢棄物，如下圖所示，因此需對燃料燃燒產生廢氣物進行回收利用，從具體的綜合利用情況來看，礦物燃料燃燒所產生廢棄物主要被應用于建材、筑路、農業以及資源回收等。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

從相關的數據統計來看，世界各國礦物燃料燃燒產生煙塵廢棄物的排放量一直呈現增長的趨勢，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業環保、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、農業、環保以及煉鐵等。

圖1 發電廠煙塵顆粒污染物產生過程

2 燃燒廢棄物綜合利用途徑

礦物燃料燃燒產生廢棄物的排放量逐漸增長，不僅給社會經濟的可持續發展產生了阻礙，也污染和破壞了人們生活的環境，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之中。同時，也可以將其作為混合材料，生產工程施工用粘合材料，這種材料具有良好的抗滲性、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合，進而用于造紙。同時，也可以用于特殊材質玻璃的生產。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，其優點包括防火、輕質、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，憑借自身較強的質量，可以被用于填筑，最大程度提升了道路的穩定性，有著良好的抗震性能。在工程施工中，部分傳統的基底材料可以用發電產生廢棄物替代，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構，可以被用于路面的承重。

2.3 農業

礦物燃料燃燒后廢棄物可以應用在農業方面，一方面可以被應用于促進農作物的生長。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，提高農作物的產量。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。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 環境保護

圖2 發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發生反應，產生徐凝沉淀。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 結論

總而言之，我國雖然經濟發展非常迅猛，但由此產生的負面影響也比較嚴重，其中就包括大型發電廠在生產中所產生的大量廢棄煙塵顆粒物，對社會生態環境造成了嚴重的污染與破壞，如果不對此進行有效的處理，就無法實現資源節約型與環境友好型社會的建設，也無法推動我國社會經濟的可持續發展。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，既節約了資源，保護了環境，也產生了良好的經濟效益。