粉煤灰综合开发利用的探索.pdf

江苏省电机工程学会 节能新技术研讨会论文集 2 0 0 5 年第3 辑 ( 总第8 1 辑) 粉煤灰综合开发利用的探索 孙凯 ( 中国石化股份公司仪化分公司热电生产中心，仪征市2 1 1 9 0 0 ) 摘要：本文简述了份公司仪化分公司热电生产中心灰渣系统改造及粉煤灰综合开发利用的探索，分析了 粉煤灰综合利用产品开发的环保效益和市场前景 关健词：粉煤灰；灰渣；综合开发利用；探索 0 概述 仪化公司热电生产中心于1 9 8 2 年1 月开始建设，1 9 8 9 年1 2 月全部一二期工程竣工，拥有4 台6 0 M W 的抽凝式汽轮发电机组，总装机容量2 4 0 1 W ，6 台2 2 0 t ／h 高温高压固态排渣煤粉炉，占地面积9 7 ．7 公顷， 其中生产区7 9 ．2 3 公顷，厂前区2 ．5 7 公顷，扩建端1 5 ．9 公顷燃烧用煤由长江码头通过3 ．6 k i n 的输煤皮带 运至厂内生产的电力经仪征市真州变送入省电网，生产过程的主要污染物为生产废水、锅炉冲灰水、燃 煤烟尘废气( 含N O x 、S O ：排放) 、粉煤灰、炉底灰渣等，尤以粉煤灰及灰渣严重目前每年燃煤已达1 2 0 万t 以上，按设计煤种的灰份2 8 ％，每年排灰约3 3 ．9 2 万t 左右，至9 5 年排灰总量已达3 0 0 万t 。

距3 ．5 k m 外设有7 6 公顷的储灰场一座，设计可储存6 2 0 万1 1 1 3 的排灰量由于煤灰渣的迅速增加，必须对原灰场扩 容，9 5 年底公司投巨资对青山灰场进行了二级子坝的建设，以满足日益增长的储灰需求 1 灰渣系统改造 ( 1 ) 改造前灰渣系统 燃煤锅炉的原设计灰、渣输送装置为水力除灰系统，6 台锅炉原煤燃烧后产生的粉煤灰及灰渣，全部用水 进行冲灰，经冲灰系统排入青山储灰场，如图1 所示 改造前，按照热力计算书的设计计算要求，炉底、电收灰下冷灰斗的灰渣及粉煤灰的灰水比为1 ：2 5 ， 其水量按每台锅炉额定负荷时，6 台锅炉按每小时耗用灰份为2 8 ％的原煤2 9t 计算，总灰量为8 ．1 2 t ，每年 按单台炉运行4 0 0 0 0 h ，其总灰量为3 2 ．4 8 万t ，共需冲灰水量为：3 2 ．4 8 ×2 5 = 8 1 2 万t ( 包括循环量) ( 2 ) 改造后灰渣系统 1 9 9 4 年～1 9 9 6 年间，自筹资金投建了6 台炉电除尘# 1 电场的烟道气粉煤灰收干灰系统及1 座6 0 0 m 3 的 撑1 灰库，1 9 9 8 年在厂内各炉灰沟汇通联络管处，再建有1 5 0 m 3 沉渣池及捞渣机等捞渣系统，2 0 0 0 年至2 0 0 2 年5 月间又先后建设了容量为1 0 0 0m 3 的群2 筒库及6 台锅炉电除尘器3 个电场共1 8 台仓泵的气力式干式除 灰系统，实现了电除尘下的粉煤灰全部通过干灰管线，收集、输送至2 座容量共为1 6 0 0 m 3 的干灰筒库，2 0 0 3 年再建1 台容量为2 0 0 0 m 3 的# 3 筒库，并对电收尘仓泵系统进行了改造。

灰渣系统后经过技术改造，实现了粉煤灰干出灰，并进行综合利用，节约了冲灰水量和水费，减少了 设备维护费，改造后灰渣系统，如图2 所示 粉煤灰综合开发利用的探索 图1 改造前灰渣系统 图2 改造后灰渣系统 锅炉总产灰量( 简称总灰量) 包括两部分即：炉底灰渣与烟道气粉煤灰( 简称粉煤灰) 由于对炉底冷灰斗同步进行了改造，水力除灰系统炉底冲灰水量已明显减少，水力除灰系统冲灰水量 应根据实际进入水力除灰系统的灰量来计算，具体算法如下： 根据仪征化纤股分有限公司委托由中国环境监测总站测试的《建设项目环境保护设施竣工验收监测报 告》( 简称四期环评报告) 中得知：单台锅炉额定负荷时，每小时耗用原煤为2 9 t ，灰份为2 8 ％，总灰量为： 总灰量= 燃煤量×灰份= 2 9 ×2 8 ％= 8 ．1 2 t 其中： 江苏省电机工程学会 节能新技术研讨会论文集 2 0 0 5 年第3 辑 ( 总第8 1 辑) 粉煤灰量( 电除尘器进口烟尘量) 为4 ．2 2 8t 粉煤灰量占总灰量的百分比为：4 ．2 2 8 ÷总灰量= 4 ．2 2 8 + 8 ．1 2 = 5 2 ％；炉底灰渣量( 简称灰渣量) 占总灰量的百分比为= 1 —5 2 ％= 4 8 ％。

6 台炉每年冲灰水量= 8 1 2 万t ×4 8 ％= 3 8 9 ．7 6 万t 与改造前相比，每年节约用水量= 8 1 2 —3 8 9 ．7 6 = 4 2 2 ．2 4 万t ；按0 ．9 8 元／t 计算，每年节约水费4 1 3 ．7 9 万元 由于粉煤灰的全收干灰系统及捞渣设备的建设，进入灰水管中的灰渣已降底到最低限，其冲水量大大 减少，对锅炉灰渣泵、回水泵及灰管等设备磨损大大减轻，相对增加了设备的使用周期，且运行的维护工 作大大减轻，原来灰管每2 年要进行一次彻底清理，其费用为1 0 万元左右，现在可延长至5 年，直接可节 约维护费用每5 年2 5 万元，其它附属设备磨损的减少，相应减少设备维护费用 2 粉煤灰的开发利用的探索 ( 1 ) 磁化肥产品的开发 我中心曾于9 3 年对粉煤灰农用开发进行了调研，其农用大致用于复合肥的添加剂和改土剂( 如磁化 肥) ，当年投资建设3 万t ／年的磁化肥厂( 用灰量为3 0 ％，约0 ．9 万t ／年) ，市场曾一度看好但由于没有 对有关销售、运输方面进行过多的研究，其弱势同样也很突出，～是我国农村土地多为散户耕种，农民购 买力低下，销路前景不容乐观；二是由于粉煤灰具有一定的碱性，易使土壤结块成板，如：灰场附近农民 使用灰水浇地就曾出现过此类情况；三是粉煤灰农用的市场范围受到地域限制，主要集中在附近地区，粉 煤灰综合利用率较低，且一旦该地区饱和后将再无出路；四是国家政策优势不明显，虽然国家鼓励粉煤灰 农用，没有相关的法律法规做保证。

由于上述问题的出现，使我厂磁化肥产品在本地区用量的快速饱和， 建设开发的磁化肥生产也以失败告终，从实践上证明了粉煤灰农用的市场前景不容乐观 ( 2 ) 粉煤灰综合产品的开发 为尽快减轻储灰场的储灰压力，及时将工作重点放在粉煤灰的综合开发利用上，先行对粉煤灰在建设 材料上的应用进行了大量的调查，其多用于制作粉煤灰砖和空心砖、花格窗、石棉纤维板、粉煤灰质硅酸 盐水泥、步道砖、街沿石及沟道板等，其产品显示出环保、轻质、耐火、保温等优点，且市场需求量较宽， 对燃煤产生的粉煤灰、灰渣能全部回收利用，并能对原灰库中的集存亦可进行大量开发，增加储灰场的库 存，为我厂新机组的扩建留下了发展的空间 1 9 9 3 年我厂与当地政府部门共同在青山灰场北附坝下投资建设了3 0 0 0m 3 的沉灰池及采运设施，对灰 场积存的炉底灰渣进行开发，一方面，直接供当地青山镇砖瓦厂作为制作粉煤灰空心砖的主要原料，另一 方面，直接作为城市基本建设的道路施工用渣，市场前景较为乐观，但规模较小，用渣量约1 ．5 万t ／年 1 9 9 4 年～1 9 9 6 年间，开始对锅炉烟道气粉煤灰的综合开发利用进行了可行性研究论证，进行了烟道气 粉煤灰的开发利用，项目建成后当年的收效就已显现出来，市场需求量很大，主要供周边各水泥厂，作为 制作粉煤灰水泥的主要原料之一，由于各水泥制作产品的开发，如：花格窗、石棉纤维板、粉煤灰质硅酸 盐水泥、步道砖、街沿石及沟道板等产品，再加上我厂粉煤灰的细度、价格等优势，其产品供不应求。

2 0 0 0 年至2 0 0 2 年5 月间又配套建设一座水运粉煤灰码头，产品分水路、陆路，向各厂家销售 同时，在回收炉底渣方面，对炉底灰渣进行了开发利用 ( 3 ) 粉煤灰产量及销售情况 目前，粉煤灰销售仍处于供不应求的状况，主要供应仪征水泥厂、仪征砖厂、六合、扬州水泥厂及周 边各厂2 0 0 3 年9 月3 0 日仪征市青山镇人民政府与仪化公司签定了《开发利用粉煤灰项目协议》o 由仪征 粉煤灰综合开发利用的探索 市超微科技商贸有限公司组织实施，2 0 0 3 年底建成了从长江装灰码头直通往灰坝内的道路，目前已投入挖 掘机两台，计划三年内开挖完灰库内的贮灰；2 0 0 4 年2 月在灰场大坝东面又建成并投产一座年耗灰量1 0 万t 的粉煤灰宏图砖厂，日产标灰砖1 6 万块此外，由于灰渣作为建材资源需求量增加，逐渐畅销，目前 青山储灰场的灰渣的开发有三家，大量积存的灰渣已被当地砖厂开发利用，灰场的储灰能力已出现负增长 的良好势头 自1 9 8 4 年投产2 0 多年来粉煤灰的产量及销售情况统计资料，见表1 表1粉煤灰产量及销售情况 年份用煤量( 万t )产灰量( 万t )粉煤灰( 万t )灰渣( 万t )利用％ 产值( 万元) 当地开发 1 9 8 41 1 ．2 6 4 33 ．0 4 1 9 8 53 7 ．1 2 4 7l O ．0 2 1 9 8 64 0 ．1 5 5 61 0 ．8 4 1 9 8 74 7 ．2 1 2 11 2 ．7 4 7 1 9 8 85 4 ．6 3 3 41 4 ．7 5 1 1 9 8 95 8 ．4 1 81 5 ．7 7 3 1 9 9 05 9 ．7 0 2 31 6 ．7 2 1 9 9 1 6 4 ．5 0 6 41 7 ．4 3 1 9 9 27 6 ．0 2 42 0 ．5 8 5 1 9 9 38 1 ．2 7 22 1 ．9 4 30000 ．8 0 1 9 9 48 1 ．6 7 6 62 2 ．0 5 300 0 1 ．5 0 1 9 9 58 7 ．8 3 8 3 12 3 ．7 1 61 ．8 5 3 20 ．1 7 8 48 ．6 51 ．6 0 1 9 9 69 2 ．3 9 6 22 4 ．9 4 72 ．5 4 7 70 ．4 9 6 3 1 2 ．2 2 ．4 0 1 9 9 78 4 ．1 6 4 2 2 ．7 2 4 5 ．7 2 3 6 0 ．2 4 7 62 6 ．2 73 ．4 0 1 9 9 8 7 8 ．1 3 8 12 1 ．1 05 ．0 0 3 70 ．3 8 9 92 5 ．5 66 ．0 0 1 9 9 97 5 ．5 1 5 92 0 ．3 91 0 ．1 6 8 6O ．5 1 6 25 2 ．46 ．1 0 2 0 0 08 4 ．8 1 9 01 8 ．1 71 1 ．4 51 ．3 2 2 97 0 ．37 9 ．6 75 ．O O 2 0 0 l9 1 ．3 9 7 22 3 ．3 71 5 ．0 61 ．7 67 8 ．88 9 ．1 17 ．2 0 2 0 0 21 0 1 ．6 9 1 62 7 ．1 7 72 0 ．8 3 3 4 3 ．6 3 2 18 9 ．21 3 9 ．1 37 ．8 0 2 0 0 31 2 1 ．1 5 9 2 3 3 ．0 0 72 3 ．1 43 ．8 1 78 1 ．6 63 6 2 ．0 81 1 ．5 0 2 0 0 41 2 4 ．0 8 24 2 ．O l2 7 ．5 27 ．0 38 2 ．2 64 3 0 ．6 54 6 ．5 注： 1 ．1 9 8 4 年至1 9 9 9 年的产灰量，以设计煤种灰份2 7 ％计算； 2 ．当地在青山灰场开发湿灰量其产值无法计算，在利用率上亦未统计。

2 0 年来我厂产生灰渣量约为4 2 2 ．5 1 万t ，综合利用2 4 2 ．4 9 万t ，现灰场内贮存灰渣量约1 8 0 ．0 1 万t 库 容为4 3 9 ．9 9 万m 3 ，加上青山镇实施1 0 0 万t ，年的灰场贮灰渣装船外运工程等，可在2 0 0 5 年底前使灰场的 库容由4 3 9 ．9 9 万m 3 恢复到原设计时的最大储量6 2 0 h m 3 总之，由于我厂锅炉产生的主要污染物锅炉底部的灰渣、烟道气的粉煤灰，得到了很好的综合利用， 所有开发项目取得了较好的经济。