大型发电厂生产使用矿物燃料产生烟尘颗粒的综合利用途径

王志强

（国家能源投资公司三道沟煤矿，陕西 榆林 719407）

在社会经济不断发展的背景下，社会生活、生产的用电需求越来越大，大型发电厂每年所排放的烟尘总量也在不断增加，如果不及时对这些固体燃料燃烧产生废弃物进行有效的处理，就会对空气、水以及土壤造成污染，降低人们的生活质量，甚至会对周边生物体产生危害。从目前我国的矿物燃料燃烧产生废弃物综合利用现状来看，整体的综合利用率是比较低的，需要相关的政府部门和企业可以在未来做好废弃物的综合利用，尤其是燃料燃烧产生废弃物的综合利用技术的大力推行与应用，这对于环境友好型、资源节约型社会的建设非常重要。

1 国内外矿物燃料燃烧后废弃物的利用情况

1.1 国内燃料废弃物利用情况

在社会生活与生产用电需求不断增加的情况下，大型发电厂每年因生产而产生烟尘废弃物数量持续增长，根据相关的数据统计研究，预计到2020年我国烟尘排放量会达到九亿吨。进入新世纪以来，国家与社会对烟尘废弃物的综合利用就非常关注，也取得了一定的效果。固体矿物在燃烧开始时，烟尘中不可燃烧物质给固体矿物披上一层“灰衣”，形成了灰渣，灰渣温度升高，矿物燃料不能与氧化剂充分接触，导致燃尽过程缓慢，产生大量的废弃物，如下图所示，因此需对燃料燃烧产生废气物进行回收利用，从具体的综合利用情况来看，矿物燃料燃烧所产生废弃物主要被应用于建材、筑路、农业以及资源回收等。在建材方面的应用包括小型空心砌块、水泥原料、加气混凝土等；在道路工程中的应用包括护堤工程、沥青混凝土等，这方面的应用占据整个燃料废弃物利用总量的百分之二十左右，而泵送混凝土、大体积混凝土以及灌浆材料的应用占总量的百分之十左右[1]。

1.2 国外燃料废弃物的利用情况

从相关的数据统计来看，世界各国矿物燃料燃烧产生烟尘废弃物的排放量一直呈现增长的趋势，但对废弃物的利用却还是处于一个较低的水平。日本作为发达国家，在废弃物利用方面要相对较高一些，主要将废弃物应用于农业环保、建筑材料和土木工程等，应用比例较大的是建筑材料。同时，日本也在不断拓展新的领域运用，如融雪剂、农业、环保以及炼铁等。

图1 发电厂烟尘颗粒污染物产生过程

2 燃烧废弃物综合利用途径

矿物燃料燃烧产生废弃物的排放量逐渐增长，不仅给社会经济的可持续发展产生了阻碍，也污染和破坏了人们生活的环境，对此要加大对废弃物综合利用技术的研究与推广，提高废弃物质的综合利用效率。

2.1 施工使用及高分子材料的改进

一是，生产工程施工所用的原材料。由于烟尘颗粒物的化学成分与粘土类似，就可以被用于施工粘合材料生产之中。同时，也可以将其作为混合材料，生产工程施工用粘合材料，这种材料具有良好的抗渗性、耐腐蚀性和干缩性较小的特点，能够在水利工程、海事工程等进行广泛应用；二是改性高分子材料。运用废弃颗粒物进行聚烯烃产品的填充，能够在一定程度上对其性能进行改善，如聚苯乙烯、聚氯乙烯等塑料制品；三是，在材料方面的应用新进展[2]。将氧化钙、烟尘废弃物和其他辅料作为基础原料，对此进行加热熔融，就可以制作成为纤维材料，这种纤维材料可以与有机植物纤维进行结合，进而用于造纸。同时，也可以用于特殊材质玻璃的生产。以废弃颗粒物和废玻璃所制备出来的泡沫玻璃，有着良好的性能，其优点包括防火、轻质、耐腐蚀、无毒、无放射性等。

2.2 筑路

废弃烟尘颗粒物在工程施工当中的利用也比较广泛，凭借自身较强的质量，可以被用于填筑，最大程度提升了道路的稳定性，有着良好的抗震性能。在工程施工中，部分传统的基底材料可以用发电产生废弃物替代，用于路基的填充，这样能够有效提升路堤的稳定性；另外，烟尘颗粒物与砂砾或碎石的合理配比，能够形成类似碾压混凝土的半刚性板体结构，可以被用于路面的承重。

2.3 农业

矿物燃料燃烧后废弃物可以应用在农业方面，一方面可以被应用于促进农作物的生长。因为废弃物中含有P、N、Mg等元素，这些对植物的生长都有着促进作用，可以通过一定的加工制作为肥料，提高农作物的产量。尤其是在豆科作物的应用，能够在很大程度上增强固氮能力。另外，也有利于农作物抗病能力的提升，如大白菜烂心病、麦锈病、果树黄叶病等。在东北、西北等寒冷区域，固体燃料燃烧后废弃物也可以在水稻、小麦育秧中用于覆盖。另一方面，是可以用于渔业。具体的应用是用烟尘颗粒物与碱渣来替代水泥制作人工鱼礁，这种不仅能够有着良好的抗压强度，造价也比较低，对海水也没有污染[3]。

2.4 环境保护

图2 发电厂矿物燃料燃烧过程模拟图

一是，治理废水。燃料燃烧后烟尘颗粒含有多种活性基因，表面疏松多孔，有着一定的化学与物理吸附能力，在一定的条件下可以与废水中的有害物质发生反应，产生徐凝沉淀。对于废弃烟尘颗粒的改性，其实主要是对其进行化学或者物理处理，这样可以让其吸附性能增强。经过改性的废弃烟尘颗粒，在处理含磷、含酚废水以及染料时有着良好的效果。二是，治理废气。为了充分了解矿物燃料燃烧后特性及性能，更好的采用烟尘颗粒物回收利用技术，对矿物燃料燃烧过程进行模拟，如图2所示，产生二氧化硫就可以被废弃物在干式脱硫装置中吸附。还有汞蒸汽、二氧化氮等气体可以被废弃烟尘颗粒中没有燃烧的碳活化吸附。还有二甲苯、甲苯和芳香烃等有机成分，同样能够被颗粒物所吸附。烟尘颗粒物中含有氧化钙、二氧化二铁等金属氧化物，它的水溶液就可以用于二氧化硫的烟尘处理。

3 结论

总而言之，我国虽然经济发展非常迅猛，但由此产生的负面影响也比较严重，其中就包括大型发电厂在生产中所产生的大量废弃烟尘颗粒物，对社会生态环境造成了严重的污染与破坏，如果不对此进行有效的处理，就无法实现资源节约型与环境友好型社会的建设，也无法推动我国社会经济的可持续发展。所以，必须要重视与加强大型电厂排放烟尘颗粒物的综合利用，将其能够有效利用，既节约了资源，保护了环境，也产生了良好的经济效益。