全球及中國粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀分析

全球及中國粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀分析一、粉煤灰行業(yè)概況粉煤灰是燃煤火力發(fā)電過程中，細(xì)磨煤在1200～1700℃的燃煤爐中燃燒后產(chǎn)生的主要燃燒殘留物，它是由原料煤中存在的各種無機(jī)和有機(jī)成分產(chǎn)生的。目前我國不同區(qū)域粉煤灰區(qū)別較大，各地燃煤電廠在煤質(zhì)、燃燒工藝、收集措施等方面的差異導(dǎo)致了各廠產(chǎn)出粉煤灰的性質(zhì)參差不齊，而粉煤灰不同的應(yīng)用方式也對(duì)粉煤灰性質(zhì)提出了不同的要求。我國目前對(duì)粉煤灰的利用還主要集中在低值化利用領(lǐng)域，如建筑、農(nóng)業(yè)等行業(yè)，因此尋求一些高值化的利用途徑對(duì)固體廢物處理和環(huán)境改善都至關(guān)重要。二、中國粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀分析我國“富煤、缺油、少氣”的資源現(xiàn)狀導(dǎo)致煤電長期以來一直占據(jù)我國電源結(jié)構(gòu)的核心地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全國全口徑發(fā)電量7.42萬億kW·h，其中火力發(fā)電量5.28萬億kW·h，煤電發(fā)電量4.61萬億kW·h。2020年粉煤灰產(chǎn)生量約6.5億ｔ，近幾年我國燃煤電廠粉煤灰產(chǎn)生量持續(xù)增加。隨著我國大宗固廢綜合利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，粉煤灰綜合利用成熟技術(shù)已有百余項(xiàng)，2020年，我國粉煤灰綜合利用量約5.07億噸，綜合利用率為78%。從我國粉煤灰利用途徑來看，2019年水泥、混凝土和建材生產(chǎn)3個(gè)方面仍然是粉煤灰利用的主體，但是占比有所下降，在2019年三者合計(jì)占比在78%，相對(duì)于2013年降低了10%，主要是水泥生產(chǎn)利用的占比下降（降低了8%），其他利用方式顯著增加，說明粉煤灰的利用方式正在朝向多元化的方式轉(zhuǎn)變。三、全球粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀分析歐洲煤炭燃燒產(chǎn)物協(xié)會(huì)公布的歐盟15國在2016年的粉煤灰綜合利用途徑及各自的比例，40.8%用于混凝土摻合料，17.0%被用作混凝土添加劑取代混凝土中的一部分水泥，16.6%用作水泥原料，16.4%用于道路，5.5%用于混凝土砌塊，3.7%用于其他。與歐盟相比，我國粉煤灰用于道路建設(shè)的比例偏低。日本的粉煤灰利用率非常高，早在2011年利用率就達(dá)到了98.3%，其中，粉煤灰主要用作水泥原料，占比達(dá)到67.13%，土木（地基改良用、土木工程用、電力工程用、道路路基材用、瀝青填料用、煤礦填充用）利用占比為13.58%，建筑（建筑板材用、人工輕質(zhì)骨材用、二次產(chǎn)品用）利用占比為3.25%，農(nóng)林（肥料用、土壤改良用）利用占比0.83%，其他方式（污水處理劑用、制鐵用、其他）利用占比15.20%。日本的粉煤灰利用方式多種多樣，在高附加值領(lǐng)域利用率相對(duì)較高。與其他發(fā)達(dá)國家或地區(qū)相比，我國粉煤灰在道路基建、回填方面應(yīng)用比例較低。四、粉煤灰改性進(jìn)展分析粉煤灰具有比表面積大、吸附性能良好等特點(diǎn)，但其具有特殊的玻璃體結(jié)構(gòu)且本身較穩(wěn)定，很難在溶液中達(dá)到較好的吸附效果。近年來研究發(fā)現(xiàn)通過物理、化學(xué)或生物方法可增加其比表面積、孔隙率及陽離子交換能力，提升其吸附性能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)粉煤灰的改性，提高粉煤灰的綜合利用率。五、中國粉煤灰提鋁工業(yè)項(xiàng)目情況目前國內(nèi)部分粉煤灰提鋁工業(yè)試驗(yàn)項(xiàng)目如下表所示，其中內(nèi)蒙古年產(chǎn)40萬噸粉煤灰提取氧化鋁項(xiàng)目在2021年11月正式開工建設(shè)。該項(xiàng)目是目前國內(nèi)首條利用粉煤灰提取氧化鋁的生產(chǎn)線，同時(shí)也是我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)“粉煤灰提取氧化鋁技術(shù)”首次實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，標(biāo)志著內(nèi)蒙古資源綜合利用高科技發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)邁上新的臺(tái)階。該項(xiàng)目技術(shù)利用氧化鋁含量大于40%的粉煤灰與石灰石煅燒，采用堿溶法提取氧化鋁，整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了零排放、零污染、低成本的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。該項(xiàng)目工程總投資為16億元，由蒙西集團(tuán)和鄂爾多斯羊絨集團(tuán)共同出資建設(shè)，主要產(chǎn)品為年產(chǎn)40萬噸氧化鋁以及硅酸鹽水泥熟料、多品種氧化鋁等，預(yù)計(jì)年可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值12.8億元，利稅總額5.67億元。六、中國粉煤灰綜合利用前景展望粉煤灰的利用途徑有多種，但是目前我國粉煤灰的利用主要是用于水泥、混凝土和建材深加工產(chǎn)品，筑路、回填、高附加值利用等其他利用途徑相對(duì)較少，建議在粉煤灰的利用技術(shù)應(yīng)用方面，拓寬我國粉煤灰在較為成熟的綜合利用途徑中的應(yīng)用，加強(qiáng)高附加值技術(shù)研究。粉煤灰在筑路和回填中的應(yīng)用技術(shù)都是成熟的技術(shù)，國家也有相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國在筑路和回填中的粉煤灰利用比例要明顯低于歐盟等國，而我國在道路建設(shè)和回填領(lǐng)域?qū)τ谠系男枨罅窟€很大，粉煤灰的可利用空間還很大，建議國家出臺(tái)激勵(lì)政策，促進(jìn)粉煤灰在筑路和回填中的應(yīng)用。高附加值利用技術(shù)是擴(kuò)展粉煤灰綜合利用領(lǐng)域、提高粉煤灰綜合利用率和綜合利用經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。國內(nèi)外都十分重視粉煤灰的高附加值利用技術(shù)研究，逐步實(shí)現(xiàn)粉煤灰的精細(xì)化利