火电厂废弃物资源化利用 的技术研究

摘要：火电厂一直是全球能源供应的主力军，但其运营过程中产生的大量废弃物对环境造成了不小的压力。面对这一挑战，如何在循环经济理念的指导下，对这些废弃物进行高效、环保的资源化利用，成为了研究的核心话题。循环经济强调最大化资源的利用，减少废物排放，以实现经济和环境的双重效益。在这样的背景下，对火电厂废弃物资源化利用技术的研究显得尤为重要和迫切。探讨了循环经济理念下火电厂废弃物的资源化利用技术，涵盖了废弃物的种类、特点及其相应的资源化利用技术，同时也对未来发展趋势进行了预测。

关键词：循环经济理念 火电厂 废弃物 资源化利用技术

中图分类号：TM621

Technica lResearch on theRecyclingTechnology of WasteResource Utilization ofinThermal Power PlantsWaste

WANG Rujia

GuonengCHNEnergy Nanning Power Generation Co.， Ltd.， Nanning ， Guangxi Zhuang Autonomous Region， 530000 China

Abstract：ATthermal power plants haves always been thea main force ofin global energy supply， but the large amount of waste generated during theirits operation has causeds considerable pressure on the environment. Faced with this challenge， how to utilizerecycle these wastes efficiently and environmentally under the guidance of the concept of circular economy has become a core topic of research. Circular economy emphasizes maximizing resource utilization and reducing waste emissions to achieve dual economic and environmental benefits. In this context， it is particularly important and urgentresearch on to study waste the resource utilizationcycling technologyofwaste in thermal power plants is particularly important and urgent. This article discusses the recyclingresource utilization technology of waste in thermal power plants waste under the concept of circular economy， covering the types，and characteristicsof waste and itscorresponding recyclingresource utilization technologies of waste， and also predicts its future development trends.

KeyWords： Circular economy concept;Tthermal power plant; Waste; rRecyclingesource utilization technology

在全球气候变化和环境污染问题日益加剧的背景下，火电厂作为全球最主要的能源生产与供应部门，其所产生的废弃物在数量以及对环境产生的影响都是巨大的。在循环经济理念提出的背景下，企业和社会应当追求资源的最大化利用，将废弃物视为再生资源，实现其再次利用或循环使用，从而减少对新资源的依赖和对环境的破坏。

1 火电厂废弃物的种类与特点

1.1 灰渣

火电厂在燃烧煤炭产生电能的过程中会产生大量的废弃物，其中最为常见的就是灰渣。灰渣主要由煤炭燃烧后未完全氧化的残留物组成，这些残留物中含有各种矿物质，如氧化铝、氧化硅、氧化铁等。从外观上看，灰渣通常呈现为灰白或淡黄色的粉末状物质，具有一定的重量和体积。它的物理特性、化学成分和矿物学特点受到原煤种类、燃烧技术和燃烧条件等因素的影响。这种废弃物在环境中如果不加处理，可能对土壤、水源造成污染，同时也可能对人类健康产生不良影响。但是，由于灰渣中含有丰富的有用矿物质，因此在循环经济理念的指导下，人们已经开始研究如何将其转化为宝贵的资源[1]。

1.2 硫氧化物

火电厂在燃烧煤炭生成电能时，除了产生灰渣外，还会释放出含有二氧化硫的气体。这是因为煤炭在形成过程中吸收了大量的有机硫和无机硫。当煤炭燃烧时，这些硫化合物会与氧气反应生成硫氧化物，主要是二氧化硫（ SO2）和部分三氧化硫（SO3）。这些硫氧化物随着烟气排放到大气中，对环境和人类健康都会造成很大的威胁，其中最为人们所熟知的可能是“酸雨”现象，它会对建筑、土壤、水体以及生态系统产生破坏。为了降低这些有害排放，现代火电厂通常都配备有脱硫设备，可以将大部分的硫氧化物从烟气中去除。这个过程会产生大量的硫酸盐，如石膏，这也是一种废弃物。从另一角度看，这些硫酸盐也可以被视为一种资源。例如：石膏经过一定的处理后可以用作建筑材料。

1.3 温室气体

火电厂在燃烧煤炭或其他化石燃料生成电能时，二氧化碳（CO2）是主要的温室气体排放物。这是因为煤炭和其他化石燃料主要由碳构成，当它们与氧气结合燃烧时，就会生成二氧化碳。这种气体对地球温室效应的加剧贡献最大，因为它可以在大气中停留多年，捕获地球表面反射的红外辐射，从而导致全球气温上升。火电厂是全球二氧化碳排放的主要来源之一，因此它们在全球气候变化问题中起到了关键作用。为了减少这种排放，许多国家和机构都在寻找更加清洁的能源替代品，同时也在研发各种技术来捕获和储存火电厂产生的二氧化碳。这些技术被统称为“碳捕获与存储”（Carbon Capture and Storage，CCS） ，它们的目的是将烟气中的二氧化碳分离出来，并将其输送到地下或其他适当的地方进行长期存储，从而减少温室气体的排放。

1.4 其他废弃物

火电厂在燃烧煤炭或其他化石燃料时，除了前述的灰渣、二氧化硫和二氧化碳外，还会产生一系列其他的废弃物。其中飞灰是非常微小的颗粒物，常常随烟气排放，对大气质量和人体健康可能造成威胁。此外，煤炭中的金属元素在燃烧时会产生重金属，如汞、铅、镉等，这些重金属在环境中累积可能对生态系统和人体健康产生负面影响[2]。为了减少这些有害物质的排放，许多火电厂已经安装了先进的净化设备和技术，例如电除尘器、湿式电除尘器等，以降低颗粒物和重金属的排放。

2 实现火电厂废弃物资源化利用的相关技术

2.1 脱煤灰资源化利用技术

脱煤灰资源化利用技术的核心在于利用脱硫灰中的活性成分，对废水中的有害物质进行吸附、沉淀或转化，从而达到净化废水并提取有价值资源的目的。在该技术中，脱硫灰作为一种富含钙、硅等活性成分的工业废弃物，通过与废水接触反应，能够有效去除废水中的重金属离子、硫化物和其他污染物。同时，这一过程中还可以实现脱硫灰中有价值元素的回收，如钙、硅等，这些元素可以进一步被加工成建筑材料或其他工业原料，从而实现废物的减量化、资源化和无害化处理。此外，该技术还能在一定程度上改善废水的处理效果，降低废水处理的难度和成本，为燃煤电厂的环保和可持续发展提供了新的解决方案。通过这种资源化利用方式，不仅可以减少废物排放对环境的影响，还能为企业带来经济效益和社会效益的双重提升[3]。

2.2 废水资源化处理技术

废水资源化处理技术是一种综合性的环保技术，该技术通过运用物理、化学和生物等多种方法，对废水中的有害物质进行去除、转化或回收，从而使其达到排放标准或实现再利用。在处理过程中，该技术首先通过预处理环节去除废水中的大颗粒杂质和悬浮物，然后通过化学反应或生物处理进一步降解和转化有害物质。其中，化学处理可以利用沉淀、氧化还原等方法将废水中的重金属离子、有机物等污染物转化为无害物质或易于分离的物质。生物处理则通过微生物的代谢活动来分解有机物，提高废水的可生化性。该技术还注重废水中有价值物质的回收利用，如通过膜分离技术提取废水中的盐类、金属离子等资源，实现废物的减量化、资源化和无害化处理[4]。

2.3 固体颗粒物回收技术

烟气脱硫脱硝废水的资源化利用技术中的固体颗粒物回收技术，是一种专门针对废水中固体颗粒物的回收与处理技术。该技术主要运用物理或化学的方法，从废水中分离、回收固体颗粒物，以达到资源再利用和环境保护的目的。在烟气脱硫脱硝过程中产生的废水，往往含有大量固体颗粒物，这些颗粒物可能是由于烟气中的灰尘、脱硫脱硝过程中产生的沉淀物等。通过固体颗粒物回收技术，可以有效地将这些颗粒物从废水中分离出来。该技术通常包括沉淀、过滤、离心等步骤。首先，通过沉淀池或沉淀设备使废水中的固体颗粒物自然沉降，实现固液分离。 其次，利用过滤装置进一步去除废水中的微小颗粒物。最后，通过离心机等设备，将颗粒物与水分彻底分离，得到干燥的固体颗粒物。回收的固体颗粒物可以根据其成分和性质进行再利用，如作为建筑材料、肥料或填料等。这样不仅减少了废物的排放，还实现了资源的有效循环利用，对环境保护和可持续发展具有积极意义。

2.4 能量回收技术

能量回收技术是指利用废水中所蕴含的热能或其他形式的能量，通过特定的技术手段进行回收并转化为可利用的能源。在烟气脱硫脱硝过程中，废水往往携带了一定的热量，这些热量若不加以回收利用，则会造成能源的浪费。能量回收技术的核心在于热交换和能量转换。通过热交换器，废水中的热能可以被传递到其他介质中，例如：清洁水或其他工作流体，从而提高这些介质的温度。转换后的热能可以用于供暖、生产热水或蒸汽等，为企业节省能源消耗。此外，废水中还可能含有其他形式的能量，如压力能或化学能。这些能量也可以通过相应的技术手段进行回收。例如：废水中的压力能可以通过透平机转换为机械能或电能，而化学能则可以通过化学反应或电化学方法进行提取和利用。

3 废弃物资源化利用技术发展趋势

3.1 技术创新与研发

随着全球对气候变化和环境问题的日益关注，火电厂废弃物的处理和利用变得尤为重要，未来我们预期将看到更多的跨学科研究，这些研究将深入探索如何将火电厂的废弃物转化为有价值的产品和能源。技术创新将主要集中在提高废弃物转化效率、降低成本和环境影响上。例如：对于二氧化碳的捕获，新型吸附材料和催化剂可能大大增强捕获效果和降低成本。与此同时，废热的回收和利用也将变得更为高效，通过新型热交换器和热存储技术，火电厂的余热可能被转化为其他形式的能源，如电力或供暖。废弃物的利用技术也将朝向更加多元和多功能的方向发展。未来可能会出现新的合成路径，使火电厂的废弃物能够为生物燃料、高级化学品或新型材料的生产提供关键原料。

3.2 建立行业之间合作与共享机制

在循环经济理念的引领下，火电厂废弃物资源化利用技术面临着与行业之间更加紧密合作和建立共享机制的趋势。这种趋势源于对全球资源紧缺和环境挑战的共同关注，意识到单一企业或单一行业很难独立应对这些问题。因此，跨行业的合作与资源共享机制变得至关重要。行业内部，火电厂之间可能会建立合作网络，共享研发成果，探索废弃物处理和再利用的最佳实践。例如 ：一家火电厂在废弃物资源化利用技术上的创新可能对其他火电厂也有益，通过合作，可以减少重复投资，加速技术的推广应用。跨行业合作也日益受到重视，火电厂可能与建材、化工、农业等其他行业建立合作关系，使废弃物得到更广泛的利用。共享机制的建立不仅仅局限于物质资源，数据共享、技术平台和知识产权也可以纳入共享范围。通过共享数据和研究成果，行业内外的合作伙伴可以更快地获得有关废弃物资源化利用的最新信息和技术，从而加速创新和技术应用[5]。

3 结语

综上所述，火电厂废弃物具有丰富的再利用潜力，不同类型的废弃物，如灰渣、二氧化硫、二氧化碳等，都有其独特的资源化利用路径。当前的技术已经在某些方面取得了很好的效果，但仍然面临成本、技术和环境的挑战。相信在未来，随着技术的进步、政策的支持以及行业间的合作和共享，有理由相信火电厂废弃物的资源化利用会取得更大的突破，为实现循环经济理念做出积极的贡献。

参考文献

[1] 冯雷雨，张旭坤，陈蓓蓓，等.水源地水库废弃物资源化利用技术的现状与展望[J].能源环境保护，2023，37（1）：21-28.

[2] HAMZAH M A A M，YUSOF N，SALLEH W N W ， et al. Reutilization of ash waste for development of enhanced membrane technology[J]. Journal of Environmental Chemical Engineering，2024，12（3）：112629.

[3] 刘健.基于结构方程模型（SEM）的农业废弃物资源化利用及其行为影响因素研究[D].雅安：四川农业大学，2023.

[4] 刘婷婷.湖北省农业废弃物利用现状及其产沼气潜力评估[D].武汉：华中农业大学，2023.

[5] 杨东林.发电厂集控运行中的节能措施分析[J].集成电路应用，2024，41（2）：368-370.

[6] 孙万里.一般工业固体废弃物资源化综合处置利用技术的研究[J].中国石油和化工标准 与质量，2024，44（3）：178-180.