火电厂环境治理

第十章第十章 火电厂环境治理火电厂环境治理l内容提要：内容提要：介介绍绍了了火火电电厂厂汽汽、水水、渣渣的的污污染染和和治治理理。主主要要包包括括：电电厂厂冲冲灰灰水水、锅锅炉炉酸酸洗洗废废水水等等各各种种废废水水的的排排放放与与处处理理；SO2和和NOx的的治治理理的的主主要要方方法法、原原理理和和工工艺艺；粉粉煤煤灰灰的的理理化化性性质质及及综合利用情况。综合利用情况。目录目录第一节第一节 火电厂废水治理火电厂废水治理第二节第二节 火电厂废气治理火电厂废气治理第三节第三节 粉煤灰综合利用粉煤灰综合利用第一节第一节 火电厂废水治理火电厂废水治理 火火电电厂厂绝绝大大部部分分设设备备都都是是以以水水作作为为工工作作介介质质或或冷冷却却介介质质。在在生生产产过过程程中中，水水质质将将发发生生很很大大变变化化。根根据据不不同同使使用用情情况况而而产产生生了了各各种种废废水水。对对于于大大量量电电厂厂废废水水的的处处理理和和有有效效利利用有着重要的意义。用有着重要的意义。废水的来源废水的来源 废水的处理方法废水的处理方法u冲灰废水的处理冲灰废水的处理水力除灰系统的废水水力除灰系统的废水 水水力力除除灰灰是是国国内内外外燃燃煤煤电电厂厂普普遍遍采采用用的的除除灰灰方式。方式。在在排排灰灰过过程程中中，由由于于水水和和灰灰、渣渣的的相相互互作作用用，使使部部分分灰灰、渣渣溶溶于于水水中中，而而使使水水体体受受到到污污染染。污污染染杂杂质质的的成成分分取取决决于于灰灰、渣渣的的化化学学组组成成、冲冲灰灰水水水质、除尘和除灰方式等。水质、除尘和除灰方式等。灰灰水水中中主主要要含含有有饱饱和和Ca(OH)2、饱饱和和CaSO4以以及及Mg(OH)2等等。此此外外，还还有有少少量量的的稀稀有有元元素素锗锗、钒、钛、砷、汞和氟。钒、钛、砷、汞和氟。冲冲灰灰废废水水的的排排放放量量约约相相当当于于电电厂厂其其它它各各种种工工业废水排放量的总和。业废水排放量的总和。冲灰系统废水的处理冲灰系统废水的处理（1 1）浓缩水力除灰）浓缩水力除灰（2 2）干除灰渣（气力输灰）干除灰渣（气力输灰）(3)(3)灰水悬浮物超标处理灰水悬浮物超标处理 要要解解决决灰灰水水悬悬浮浮物物超超标标问问题题，首首先先在在设设计计上上要要考考虑虑有有足足够够的的灰灰水水停停留留时时间间(灰灰池池容容积积不不能能太小太小)，使灰粒充分沉淀。，使灰粒充分沉淀。其其次次改改进进颗颗粒粒沉沉降降措措施施。措措施施有有：加加装装挡挡板板，减减少少入入口口流流量量；在在出出口口处处安安装装下下水水堰堰、拦拦污污栅栅，防防止止灰灰粒粒流流出出；用用出出水水槽槽代代替替出出水水管管，从从而而减少出水流速；添加凝聚剂，加速颗粒的沉降。减少出水流速；添加凝聚剂，加速颗粒的沉降。(4)(4)灰水灰水pH值超标处理值超标处理 主主要要采采用用的的工工艺艺措措施施有有炉炉烟烟(或或纯纯CO2)处处理理和和加酸处理加酸处理。炉烟处理炉烟处理 按按炉炉烟烟的的吸吸收收方方式式不不同同，可可分分为为灰灰沟沟(池池)布布气吸收法气吸收法和和吸收塔吸收法吸收塔吸收法及及纯纯CO2处理法处理法。灰沟灰沟(池池)布气吸收法工艺流程见布气吸收法工艺流程见图图10-1。吸收塔吸收法工艺流程见吸收塔吸收法工艺流程见图图10-2。钢钢瓶瓶CO2法法：指指采采用用商商品品CO2(纯纯净净CO2)中中和处理灰水。和处理灰水。加酸处理加酸处理 加加酸酸处处理理灰灰水水是是一一种种处处理理工工艺艺简简单单的的方方法法。一一般般可可采采用用添添加加工工业业HCl、H2SO4或或邻邻近近工工厂厂排排出的废酸。出的废酸。图图10-1 10-1 灰沟布气法炉烟处理灰水工艺流程灰沟布气法炉烟处理灰水工艺流程图图10-2 10-2 吸收塔法炉烟处理灰水工艺流程吸收塔法炉烟处理灰水工艺流程 (5)(5)灰灰水中其它有害物质的处理水中其它有害物质的处理 冲冲灰灰废废水水中中的的氟氟、砷砷、铬铬等等毒毒性性物物质质一一般般是是采采用用化化学学沉沉淀淀法法，投投加加化化学学药药剂剂和和混混凝凝剂剂，然后将有毒沉淀物置于容器内密封后埋置。然后将有毒沉淀物置于容器内密封后埋置。冲冲灰灰废废水水中中的的氟氟、砷砷、铬铬等等毒毒性性物物质质，除除采采用用化化学学沉沉淀淀法法外外，还还可可采采用用吸吸附附净净化化法法，可可根根据据不不同同的的杂杂质质适适当当的的选选择择离离子子交交换换树树脂脂、粉粉煤灰。煤灰。烟气脱硫废水处理烟气脱硫废水处理来源：湿法脱硫之后的废水来源：湿法脱硫之后的废水处理方法：处理方法：（1）灰场堆放）灰场堆放（2）蒸发烟气脱硫废水）蒸发烟气脱硫废水（3）处理后排放或回用）处理后排放或回用（4）烟气脱硫废水处理系统）烟气脱硫废水处理系统（图（图10-3）图图10-3烟气脱硫废水处理系统烟气脱硫废水处理系统生活污水的处理生活污水的处理 电电厂厂生生活活污污水水的的处处理理方方法法与与城城市市生生活活污污染染处处理理类类似似，处理方法主要有：处理方法主要有：1.纳滤技术纳滤技术纳滤处理生活污水流程纳滤处理生活污水流程2.生物接触氧化法生物接触氧化法生物接触氧化法系统流程生物接触氧化法系统流程 3.氧化絮凝复合床（氧化絮凝复合床（OFR）处理法）处理法系系统统简简单单、运运行行稳稳定定、操操作作维维护护方方便便：占占地地面面积积小小、运运行行费费用用低低：处处理理效效果果良良好好，污污泥泥排排放放少少，无无二二次污染次污染 4.A2/O法法 图10-4纳滤处理生活污水 图10-5生物接触氧化法系统流程 水处理设备及凝结水净化设备产生的废水水处理设备及凝结水净化设备产生的废水 水水处处理理设设备备及及凝凝结结水水净净化化设设备备在在过过滤滤、酸酸(碱碱)再再生生、正正(反反)洗洗等等操操作作过过程程中中，也也会会产产生生一一定定量量的废水。在水进行预处理时，还产生一些泥浆。的废水。在水进行预处理时，还产生一些泥浆。水水处处理理设设备备废废水水的的特特点点是是含含有有酸酸、碱碱和和大大量量的中性盐。的中性盐。凝凝结结水水净净化化设设备备产产生生的的废废水水含含盐盐量量和和其其它它杂杂质质都都比比较较少少。主主要要是是凝凝结结水水系系统统设设备备、管管道道的的金金属属腐腐蚀蚀产产物物；冷冷却却水水渗渗漏漏到到凝凝结结水水中中的的杂杂质质；及及再再生生时时产产生生的的酸酸、碱碱、盐盐等等。这这部部分分废废水水量量只只占占全部水处理设备废水的一小部分。全部水处理设备废水的一小部分。水处理设备及凝结水净化设备废水的处理水处理设备及凝结水净化设备废水的处理 这这类类废废水水含含有有大大量量的的盐盐类类和和粗粗组组分分散散杂杂质质，考考虑虑其其排排放放时时，可可将将废废水水分分为为两两部部分分，一一部部分分是是预预处处理理设设备备的的排排放放水水，另另一一部部分分是是除除盐盐设设备备的的排排放水放水。预预处处理理设设备备的的排排放放水水特特点点是是，其其中中的的杂杂质质以以沉淀物的形式存在。沉淀物的形式存在。除除盐盐设设备备的的排排放放水水，阴阴离离子子交交换换树树脂脂再再生生产产生生碱碱性性废废水水，阳阳离离子子交交换换树树脂脂再再生生产产生生酸酸性性废废水水。通通常常酸酸性性废废水水的的量量均均大大于于碱碱性性废废水水的的量量，为为了了中中和和过过剩剩的的酸酸性性废废水水，可可采采用用以以下下几几种种方方法法处处理理：排排入入水水力力除除灰灰系系统统、用用碱碱性性物物质质中中和和、增增加加阴阴离离子树脂再生剂量子树脂再生剂量。锅炉化学清洗和停炉保护排放的废水锅炉化学清洗和停炉保护排放的废水 新新锅锅炉炉试试运运行行和和停停用用保保护护时时，都都需需要要进进行行化化学清洗。学清洗。它包括化学药剂清洗和水冲洗的废水。它包括化学药剂清洗和水冲洗的废水。这这类类废废水水的的杂杂质质成成分分包包括括酸酸、碱碱、盐盐、重重金金属、有机物和一些有毒物质。属、有机物和一些有毒物质。它它的的排排放放特特点点是是流流量量变变化化大大，特特别别集集中中，而而且且水水中中污污染染物物的的成成分分和和数数量量都都在在不不断断变变化化，外外观观上上也也不不同同于于一一般般的的废废水水，颜颜色色深深，多多泡泡沫沫，并并有有特殊的刺激性气味。特殊的刺激性气味。锅炉化学清洗和停炉保护排放的废水锅炉化学清洗和停炉保护排放的废水 (1)(1)锅炉化学清洗废水的处理锅炉化学清洗废水的处理 这这类类废废水水的的特特点点是是排排放放集集中中，杂杂质质成成分分复复杂杂，其其水水质质成成分分取取决决于于清清洗洗药药剂剂配配方方、清清洗洗方方式式和和被被清清洗洗沉沉淀淀物物的的组组成成因因素素。主主要要超超标标物物质质是是pH值值、COD和和铁铁等等。处处理理方方法法有有：炉炉内内焚焚烧烧法法、化化学学氧氧化分解法化分解法、吸附法吸附法等。等。炉内焚烧法炉内焚烧法 机机理理：在在炉炉内内高高温温条条件件下下，使使有有机机酸酸分分解解氧氧化化为为水水蒸蒸气气和和二二氧氧化化碳碳，废废水水中中的的重重金金属属离离子子变变成成金金属属氧氧化化物物，约约90%沉沉积积在在灰灰渣渣中中，约约10%随随烟气逸入大气，一般能符合排放烟气逸入大气，一般能符合排放标标准。准。化学氧化分解法化学氧化分解法 盐酸清洗废液的处理系统见盐酸清洗废液的处理系统见图图10-6。有机酸清洗废液的处理系统见有机酸清洗废液的处理系统见图图10-7。吸附法吸附法 废废液液中中的的COD可可采采用用活活性性炭炭或或煤煤灰灰吸吸附附的的办法去除。办法去除。(2)(2)停炉停炉保护废水的处理保护废水的处理 湿湿式式停停炉炉保保护护法法主主要要是是用用氨氨和和联联胺胺满满水水保保护护法法。当当锅锅炉炉再再启启动动时时，就就排排出出大大量量含含有有氨氨和和联联胺胺的的停停炉炉保保护护水水。通通常常这这种种废废水水采采用用氧氧化化法法处理。处理。图图10-6 10-6 盐酸清洗废液的氧化处理系统盐酸清洗废液的氧化处理系统图图10-7 10-7 有机酸清洗废液的氧化处理系统有机酸清洗废液的氧化处理系统石油产品污染的废水石油产品污染的废水 这这类类废废水水含含有有的的石石油油成成分分有有：重重油油、润润滑滑油油、绝绝缘缘油油、煤煤油油和和汽汽油油等等。它它是是由由电电厂厂的的以以下下部部位位而产生的。而产生的。重重油油设设施施的的废废水水包包括括水水泵泵的的冷冷却却水水、重重油油设设施施的的凝凝结结水水、被被重重油油污污染染的的地地下下水水、设设备备检检修修和和事故排放的废水。事故排放的废水。主主厂厂房房的的含含油油废废水水一一般般是是汽汽轮轮机机组组的的油油系系统统漏油而产生的。漏油而产生的。电电气气设设备备的的含含油油废废水水主主要要指指变变压压器器等等电电器器设设备的密封垫、法兰连接部的漏油而产生的。备的密封垫、法兰连接部的漏油而产生的。此外，还有废油再生排放的废水等。此外，还有废油再生排放的废水等。石油产品污染的废水处理石油产品污染的废水处理 含含油油废废水水一一般般均均为为水水包包油油的的分分散散体体系系。其其分分散散状状态态与与油油、水水的的性性质质及及其其生生成成条条件件有有关关，主主要要可可分分为为：可可乳乳油油、乳乳化化油油和和溶溶解解油油。除除去去这这三三种种油油污污的的方方法法有有：隔隔油油池池法法、溶溶气气浮浮选选法法和和生生化化处处理理。(1)(1)隔隔油池法油池法 该该法法主主要要用用于于除除去去可可浮浮油油。它它是是以以油油、水水密密度度差差为为基基础础，通通过过隔隔油油池池将将浮浮到到水水面面的的油油除除去去。常用的设施称常用的设施称隔油池隔油池，有，有平板式平板式和和斜板式斜板式两种。两种。(2)(2)溶气浮选法溶气浮选法 该法主要是用于除去水中的乳化油。该法主要是用于除去水中的乳化油。原原理理：将将空空气气在在一一定定的的压压力力下下溶溶于于含含油油废废水水中中，然然后后使使废废水水压压力力突突然然降降低低，在在减减压压条条件件下下，水水中中的的空空气气就就形形成成小小气气泡泡上上浮浮，分分散散在在水水中中的的油油滴滴被被粘粘附附在在气气泡泡上上，并并一一起起上上浮浮到到水水面面，实实现现油油水分离。水分离。按按产产生生气气泡泡的的方方式式不不同同，溶溶气气浮浮选选法法可可分分为为加压法加压法、真空减压法真空减压法、电解法电解法和和喷射法喷射法等。等。图图10-8为为全全部部进进水水加加压压的的溶溶气气浮浮选选法法工工艺艺流流程简图。程简图。图图10-8 全部进水加压溶气浮选工艺流程全部进水加压溶气浮选工艺流程（3）超滤法）超滤法超滤法的分离机理是筛孔分离过程，主要用超滤法的分离机理是筛孔分离过程，主要用于分离液相物质中的溶质，所采用的膜是于分离液相物质中的溶质，所采用的膜是高聚物超滤膜。超滤法的最大优点在于能高聚物超滤膜。超滤法的最大优点在于能浓缩或回收物质而没有相的变化，具有无浓缩或回收物质而没有相的变化，具有无需加热、设备简单、占地少、能耗低、操需加热、设备简单、占地少、能耗低、操作压力低的特点作压力低的特点其流程如图其流程如图10-9所示。所示。图图10-9超滤处理含油废水的流程超滤处理含油废水的流程 (4)(4)生物处理法生物处理法 在在自自然然界界存存在在着着大大量量依依靠靠有有机机物物生生活活的的微微生生物物，它它们们具具有有氧氧化化分分解解有有机机物物并并将将其其转转化化为为无无机机物物的的巨巨大大功功能能。这这种种利利用用微微生生物物氧氧化化分分解解废废水水中中的有机物的方法，称为的有机物的方法，称为生物处理法生物处理法。生生物物处处理理法法根根据据微微生生物物对对氧氧气气的的不不同同要要求求，一般分为：一般分为：好氧生物处理法好氧生物处理法和和厌氧生物处理法厌氧生物处理法。好好氧氧生生物物处处理理法法主主要要包包括括活活性性污污泥泥法法和和生生物物过滤法过滤法。活活性性污污泥泥法法处处理理含含油油废废水水的的工工艺艺流流程程如如图图10-10所示。所示。图图10-10 10-10 含油废水活性污泥处理简图含油废水活性污泥处理简图电厂节水技术电厂节水技术 1.回收利用回收利用2.集中处理集中处理3.城市污水回用城市污水回用中水回用中水回用图10-11电厂的工业废水集中处理后回用工艺流程 图10-12火电厂废水回收系统流程1 图10-13水处理工艺流程 第二节第二节 火电厂废气治理火电厂废气治理 二二氧氧化化硫硫(SO2)和和氮氮氧氧化化物物(NOX)的的污污染染，是是当当前前严严重重的的公公害害问问题题。而而火火电电厂厂所所排排废废气气中中，SO2、NOX也是主要污染物。也是主要污染物。SO2的危害和治理的危害和治理 NOX的危害和治理的危害和治理 粉尘的危害和治理粉尘的危害和治理uSO2的危害和治理的危害和治理SO2的危害的危害 SO2是是一一种种无无色色而而有有刺刺激激性性气气味味的的有有毒毒气气体体。人人吸吸入入SO2，呼呼吸吸道道将将受受到到损损害害。下下雨雨时时，硫硫的的氧氧化化物物及及所所生生成成的的硫硫酸酸随随雨雨水水降降到到地地面面，形形成成“酸酸雨雨”。酸酸雨雨对对金金属属制制品品和和建建筑筑物物有有较较强强的的腐腐蚀蚀性性，并并可可毒毒害害鱼鱼类类等等水水中中生生物物，使使土土壤壤酸酸化化，损损害害森森林林及及农农作作物物。硫硫的的氧氧化化物物还还能能直直接接损损伤伤织织物物的的叶叶茎茎，使使植植物物枯枯死死。因因此此，SO2在在大大气气中中的的含含量量应应受受到到限制。限制。SO2的治理的治理 烟烟气气脱脱硫硫方方法法：根根据据生生成成物物的的出出路路不不同同，分分为为回回收收法法和和抛抛弃弃法法；根根据据操操作作过过程程的的物物相相不不同同，又可分为干法和湿法。又可分为干法和湿法。排排烟烟脱脱硫硫方方法法：石石灰灰石石/石石灰灰法法；喷喷雾雾干干燥燥法法等。等。(1)(1)石灰石石灰石/石灰法石灰法 反反应应原原理理：石石灰灰石石或或石石灰灰浆浆液液吸吸收收烟烟气气中中的的SO2，先生成亚硫酸钙，然后氧化成硫酸钙。先生成亚硫酸钙，然后氧化成硫酸钙。流程和设备：流程和设备：该法工艺流程见该法工艺流程见图图10-14。设设备备：湍湍球球塔塔、筛筛板板塔塔、喷喷雾雾塔塔、文文丘丘里里洗洗涤器等。涤器等。图图10-14 10-14 石灰石石灰石/石灰法工艺流程石灰法工艺流程(2)(2)喷雾干燥法喷雾干燥法 这这种种工工艺艺属属于于半半干干法法脱脱硫硫，多多数数采采用用旋旋转转喷喷雾器雾器，也有采用各种喷嘴喷雾。，也有采用各种喷嘴喷雾。化学反应原理：化学反应原理：(6-1)(6-2)(6-3)(6-4)(6-5)uNOX的危害和治理的危害和治理NOX的危害的危害 气气态态氮氮氧氧化化物物可可包包括括四四种种形形式式：一一氧氧化化二二氮氮N2O、一一氧氧化化氮氮NO、三三氧氧化化二二氮氮N2O3和和二二氧氧化化氮氮NO2。在在NOX废废气气中中，NO和和NO2为为其其主主要要成成分分。当当前前，世世界界各各国国都都已已确确定定NOX为为大大气气中中有有毒毒污污染染物。物。NO不不溶溶于于水水，常常温温下下易易与与空空气气中中氧氧气气化化合合生生成成NO2。NO与与血血红红素素的的亲亲和和力力比比CO大大近近百百倍倍，能能使使血血液液循循环环受受阻阻，严严重重者者可可致致死死亡亡。NO2为为红红棕色刺激性有毒气体，能使血红素丧失输氧能力。棕色刺激性有毒气体，能使血红素丧失输氧能力。NOX和和空空气气中中燃燃烧烧不不完完全全的的碳碳氢氢化化合合物物在在日日光光下下发发生生光光化化学学反反应应，生生成成的的光光化化学学烟烟雾雾对对人人的的呼呼吸吸器器官官和和农农作作物物都都有有损损害害作作用用。同同时时，光光化化学学反反应应生生成成的的过过氧氧乙乙酰酰硝硝酸酸盐盐(PAN)是是一一种种致致癌癌物物。NOX废废气气还还会会引引起起结结膜膜炎炎、咽咽痛痛、肺肺炎炎、废废水水肿肿，并有损人的神经系统。并有损人的神经系统。为为此此，NOX的的污污染染问问题题受受到到世世界界各各国国的的普普遍遍关关注注，均均制制定定了了NOX的的排排放放标标准准，我我国国制制定定的的标标准见准见表表10-1。表表10-1 SO2、NOX、粉尘的排放标准、粉尘的排放标准烟囱高度烟囱高度(m)排放标准排放标准 (最高允许浓度最高允许浓度)Kg/hSO2NOX粉尘粉尘2012308282403745170170603108631080650160650100120023012001201700170015024002400NOX的的治理治理 脱脱除除烟烟气气中中的的氮氮氧氧化化物物，简简称称为为烟烟气气脱脱氮氮，也也称称排排烟烟脱脱硝硝或或烟烟气气脱脱硝硝，这这是是目目前前NOX治治理理的的主要方式。主要方式。烟烟气气脱脱硝硝的的方方法法很很多多，大大体体上上分分为为催催化化还还原原法法、固体吸附法固体吸附法和和液相吸附法液相吸附法。(1)(1)催化还原法催化还原法 该该法法是是以以氨氨或或廉廉价价的的燃燃料料气气(天天然然气气、石石油油气气等等)为为还还原原剂剂，在在催催化化剂剂的的作作用用下下，将将烟烟气气中中的的氧氧化氮还原，即由化氮还原，即由NO2 NO N2。一一般般催催化化剂剂可可用用贵贵金金属属(铂铂、钯钯等等)，或或非非贵贵金属金属(铜、铬、钒、铁等铜、铬、钒、铁等)。(2)(2)固体吸附法固体吸附法 该该法法的的优优点点是是净净化化程程度度高高，并并可可利利用用热热空空气气或蒸汽脱附，回收高浓度的或蒸汽脱附，回收高浓度的NOX，操作方便。，操作方便。缺缺点点是是固固体体吸吸附附剂剂吸吸附附容容量量小小，吸吸附附剂剂容容量量大，再生周期长。大，再生周期长。一一般般常常用用的的吸吸附附剂剂有有：分分子子筛筛、活活性性炭炭、硅硅胶、焦炭等。最常用的为胶、焦炭等。最常用的为分子筛和硅胶分子筛和硅胶。(3)(3)液相吸收法液相吸收法 该该法法包包括括酸酸性性溶溶液液吸吸收收法法、碱碱性性溶溶液液吸吸收收法法、酸酸性性溶溶液液吸吸收收氧氧化化法法、碱碱性性溶溶液液吸吸收收氧氧化化法法、盐盐类溶液吸收法类溶液吸收法等。等。目目前前该该法法脱脱硝硝在在国国内内外外均均不不够够成成熟熟，都都在在研研究试验之中。究试验之中。粉尘的危害和治理粉尘的危害和治理除尘器的选择除尘器的选择 除除尘尘器器是是将将烟烟气气中中的的粉粉尘尘分分离离、捕捕集集的的装装置置根根据据除除尘尘效效率率考考虑虑，电电厂厂普普遍遍用用的的是是高高效效除除尘尘器器。例例如如，电电除除尘尘器器、文文丘丘里里水水膜膜式式除除尘尘器器、多多管管旋旋风式除尘器等。风式除尘器等。文文丘丘里里水水膜膜式式除除尘尘器器的的特特点点是是既既能能除除去去烟烟气气中中的的粉粉尘尘，又又能能吸吸收收烟烟气气中中的的某某些些气气体体，而而且且除除尘效率高，投资费用少。尘效率高，投资费用少。除尘排渣除尘排渣 烟囱高度烟囱高度 烟烟囱囱设设计计的的目目的的就就是是要要满满足足其其排排放放污污染染物物的的地地面面浓浓度度低低于于国国家家标标准准。所所以以烟烟囱囱高高度度一一般般是是根根据据不不同同类类地地区区的的国国家家地地面面浓浓度度标标准准而而计计算算，并与当地的地形和气象条件密切相关。并与当地的地形和气象条件密切相关。一一般般情情况况下下，烟烟囱囱越越高高，所所排排污污染染物物在在空空间间各各个个方方向向扩扩散散的的范范围围越越大大，可可使使地地面面浓浓度度显显著著降降低低(虽虽然然污污染染物物总总量量不不变变)。因因此此，加加高高烟烟囱作为控制污染的措施是有效的。囱作为控制污染的措施是有效的。第三节第三节 粉煤灰综合利用粉煤灰综合利用 我我国国电电力力工工业业以以燃燃煤煤为为主主。大大量量粉粉煤煤灰灰若若不不能能处处理理和和利利用用，将将会会造造成成环环境境污污染染、破破坏坏生生态态平平衡衡。本本节节将将重重点点介介绍绍粉粉煤煤灰灰的的形形成成机机理理、理理化化特特性及其应用。性及其应用。粉煤灰的产生、组成和性质粉煤灰的产生、组成和性质 粉煤灰的综合利用粉煤灰的综合利用粉煤灰的产生、组成和性质粉煤灰的产生、组成和性质粉煤灰的形成粉煤灰的形成 粉粉煤煤灰灰是是磨磨细细的的煤煤粉粉于于11001700高高温温下下,在在煤煤粉粉炉炉中中短短暂暂时时间间(十十几几秒秒)燃燃烧烧所所形形成成的的各各种种固固态颗粒的集合体态颗粒的集合体。其其形形成成机机理理与与煤煤的的组组成成、结结构构密密切切相相关关。煤煤粉粉在在炉炉膛膛内内呈呈悬悬浮浮状状态态燃燃烧烧，在在高高温温下下，煤煤粉粉中中绝绝大大部部分分可可燃燃物物(有有机机物物等等)在在炉炉内内烧烧尽尽。大大部部分分物物及及矿矿物物杂杂质质也也被被溶溶化化，其其中中20%的的灰灰分分颗颗粒粒在在熔熔融融状状态态下下相相互互粘粘结结聚聚结结为为较较大大的的颗颗粒粒降降到到炉炉底底形形成成炉炉渣渣，80%的的灰灰粒粒随随烟烟气气流流在在排排入入大大气气前前被被除除尘尘器器分分离离、捕集，即为捕集，即为粉煤灰粉煤灰。粉煤灰的组成粉煤灰的组成 (1)(1)粉煤灰粉煤灰的矿物组成的矿物组成 粉粉煤煤灰灰是是一一种种复复杂杂高高分分散散度度的的固固体体集集合合体体。其其矿矿物物组组成成及及其其含含量量取取决决于于燃燃烧烧前前的的煤煤质质组组分分和和燃烧温度。燃烧温度。经经显显微微镜镜、X X光光衍衍射射和和察察热热分分析析的的测测试试表表明明，粉粉煤煤灰灰中中除除含含少少量量未未燃燃尽尽的的炭炭粒粒外外，含含有有非非结结晶晶物物相相为为玻玻璃璃体体，含含有有的的结结晶晶物物相相为为莫莫来来石石(3Al(3Al2 2O O3 32SiO2SiO2 2)、石石英英、赤赤铁铁矿矿、磁磁铁铁矿矿、硅硅酸酸钙钙、方解石等。方解石等。(2)(2)粉煤灰的化学组成粉煤灰的化学组成 粉粉煤煤灰灰的的化化学学组组成成与与煤煤种种、煤煤粉粉细细度度和和燃燃烧烧工工艺艺条条件件有有关关，粉粉煤煤灰灰的的化化学学组组成成主主要要有有SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、CaO、MgO、SO3、Na2O、K2O和未燃尽的碳。和未燃尽的碳。不不同同的的灰灰样样，化化学学成成分分的的波波动动范范围围较较大大。但但含含量量有有一一个个特特点点，即即粉粉煤煤灰灰的的主主要要成成分分是是SiO2和和Al2O3，二者含量占，二者含量占60%左右。左右。成分成分SiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3CaOCaOMgOMgO烧失量烧失量其它其它含量（含量（%）46.5846.5825.225.211.111.13.33.32.42.410100.520.52粉煤灰的性质粉煤灰的性质 (1)(1)物理性质物理性质 一一般般干干粉粉煤煤灰灰为为灰灰白白色色，当当含含炭炭粒粒、氧氧化化铁铁较较多多时时，则则其其颜颜色色加加深深。粉粉煤煤灰灰是是一一种种固固体体颗颗粒粒的的集集合合体体，其其大大小小不不等等，形形状状不不规规则则，颗颗粒粒内内部部成成蜂蜂窝窝状状结结构构，按按土土壤壤地地质质分分类类标标准准，可可属属于于砂砂土壤。土壤。粉粉煤煤灰灰的的熔熔化化性性与与其其化化学学成成分分密密切切相相关关。当当粉粉煤煤灰灰中中SiO2和和Al2O3含含量量较较多多时时，其其灰灰熔熔点点较较高高，一一般般在在1350以以上上。而而其其碱碱性性成成分分较较多多时时，灰灰的的熔点较低熔点较低。(2)(2)化学性质化学性质 粉粉煤煤灰灰的的化化学学性性质质主主要要表表现现在在它它具具有有较较大大的的化化学学活活性性。这这是是由由于于它它含含有有较较多多的的活活性性氧氧化化硅和活性氧化铝。硅和活性氧化铝。粉粉煤煤灰灰中中，活活性性氧氧化化硅硅和和活活性性氧氧化化铝铝的的这这一一反反映映特特性性，和和火火山山灰灰中中的的硅硅、铝铝质质材材料料的的反反应相同，所以称粉煤灰具有应相同，所以称粉煤灰具有火山活性火山活性。某某些些含含氧氧化化钙钙较较高高的的粉粉煤煤灰灰，由由于于其其本本身身含含有有较较多多的的游游离离氧氧化化钙钙和和一一些些具具有有水水硬硬活活性性的的矿矿物物(硅硅酸酸盐盐或或铝铝酸酸盐盐)，所所以以这这种种粉粉煤煤灰灰加加水水后便可自行硬化而有一定强度。后便可自行硬化而有一定强度。粉煤灰的综合利用粉煤灰的综合利用从粉煤灰中提取碳、铁和氧化铝从粉煤灰中提取碳、铁和氧化铝 (1)(1)炭的回收炭的回收 从粉煤灰中回收炭可采用从粉煤灰中回收炭可采用浮选法浮选法或或电选法电选法。浮浮选选法法适适用用于于水水力力除除灰灰系系统统排排放放的的粉粉煤煤灰灰。该该法法是是在在灰灰浆浆水水中中加加入入浮浮选选剂剂，然然后后在在浮浮选选剂剂中中通通入入空空气气形形成成气气泡泡，于于是是疏疏水水的的煤煤粒粒就就被被浮浮选选剂剂浸浸润润而而黏黏附附于于气气泡泡浮浮到到灰灰水水上上面面，形形成成矿矿化化泡泡沫沫层，即为精煤。层，即为精煤。电电选选法法适适用用于于干干法法排排放放的的粉粉煤煤灰灰。它它是是在在高高压电场下，利用煤和灰的导电性能不同。压电场下，利用煤和灰的导电性能不同。(2)(2)铁的回收铁的回收 因因煤煤粉粉经经电电厂厂高高温温焚焚烧烧，其其中中铁铁矿矿物物质质大大部部分分转转化化为为磁磁性性氧氧化化铁铁，因因此此可可利利用用磁磁性性回回收收铁。铁的回收分为铁。铁的回收分为干法干法和和湿法湿法。(3)(3)氧化铝氧化铝的回收的回收 Al2O3是是粉粉煤煤灰灰的的重重要要组组分分，也也是是一一种种宝宝贵贵的的工工业业原原材材料料。一一般般，当当Al2O3含含量量25%，同同时时Fe2O3含含量量5%，TiO2含含量量3%时时，就就可可以以考虑氧化铝的回收。考虑氧化铝的回收。粉煤灰在建材方面的应用粉煤灰在建材方面的应用 (1)(1)生产水泥生产水泥 粉粉煤煤灰灰的的化化学学成成分分和和粘粘土土相相似似，可可代代替替粘粘土土作作为为生生产产硅硅酸酸盐盐水水泥泥、低低温温合合成成水水泥泥和和纯纯粉粉煤煤灰灰水泥的原料。水泥的原料。(2)(2)作混凝土的掺和料作混凝土的掺和料 在在混混凝凝土土中中掺掺和和粉粉煤煤灰灰可可降降低低成成本本，并并能能改改善混凝土的性能。善混凝土的性能。(3)(3)粉煤灰砖粉煤灰砖 用用粉粉煤煤灰灰为为原原料料可可生生产产多多种种形形式式的的砖砖作作为为墙墙体材料。体材料。(4)(4)粉煤灰砖硅酸盐砌块粉煤灰砖硅酸盐砌块 它它是是以以粉粉煤煤灰灰、石石灰灰、石石膏膏为为胶胶凝凝材材料料，高高炉炉硬硬矿矿渣渣、煤煤渣渣等等为为骨骨料料，加加水水搅搅拌拌、振振动动、成型、蒸汽养护而成的一种墙体材料。成型、蒸汽养护而成的一种墙体材料。(5)(5)粉煤灰粉煤灰陶粒陶粒 粉粉煤煤灰灰陶陶粒粒是是以以粉粉煤煤灰灰为为主主要要原原料料，添添加加少量粘合剂和固体燃料制成的一种人造轻骨料。少量粘合剂和固体燃料制成的一种人造轻骨料。粉煤灰在农业上的应用粉煤灰在农业上的应用 (1)(1)作肥料作肥料 粉粉煤煤灰灰做做肥肥料料，可可直直接接施施于于农农田田。并并且且它它可可以和其它肥料按一定配比制成复合肥。以和其它肥料按一定配比制成复合肥。(2)(2)改良土壤改良土壤 粉粉煤煤灰灰可可使使粘粘土土、生生土土、盐盐碱碱地地起起到到疏疏松松土土质质、改改善善土土质质结结构构的的作作用用；改改善善土土壤壤的的透透气气性性和和透透水水性性；对对盐盐碱碱地地的的抑抑盐盐作作用用；对对酸酸性性红红土土的的中中和作用。和作用。(3)(3)提高地温提高地温 粉粉煤煤灰灰吸吸热热性性能能较较好好，施施于于农农田田可可提提高高地地温温，增强农作物的抗冻能力，提前作物的生长季节。增强农作物的抗冻能力，提前作物的生长季节。(4)(4)保持土壤水分保持土壤水分(5)(5)增强作物的抗病能力增强作物的抗病能力 由由于于粉粉煤煤灰灰中中含含有有一一些些特特殊殊的的微微量量元元素素，若若是是用用适适量量的的粉粉煤煤灰灰可可提提高高农农作作物物对对麦麦锈锈病病、稻瘟病、黄叶病的抵抗能力。稻瘟病、黄叶病的抵抗能力。(6)(6)磁化磁化粉煤灰粉煤灰 将将粉粉煤煤灰灰通通过过一一定定强强度度的的磁磁选选后后，成成为为具具有有一一定定磁磁性性的的磁磁化化粉粉煤煤灰灰。磁磁化化灰灰对对作作物物有有明明显的增产效果。显的增产效果。粉煤灰中空心微珠的应用粉煤灰中空心微珠的应用 空空心心微微珠珠含含量量约约占占粉粉煤煤灰灰的的5080%。按按密密度度不同，分为不同，分为漂珠漂珠和和微珠微珠(沉珠沉珠)。漂漂珠珠具具有有良良好好的的保保温温性性、热热绝绝缘缘性性、吸吸附附性性等等。微微珠珠在在抗抗压压强强度度、耐耐磨磨、耐耐酸酸等等方方面面优优于于漂漂珠。珠。根根据据空空心心微微珠珠的的不不同同性性质质，可可利利用用风风选选、筛筛选选、电电选选、磁磁选选等等方方面面进进行行分分选选，一一般般可可分分选选出出十十几几种种不不同同规规格格的的空空心心微微珠珠，用用于于不不同同的的材材料料以以发发挥挥各各自自的的特特性性。例例如如，可可用用于于新新型型轻轻质质、保保温温、隔热、消音等建筑材料和绝缘材料等。隔热、消音等建筑材料和绝缘材料等。粉煤灰在其他方面的应用粉煤灰在其他方面的应用 粉粉煤煤灰灰掺掺于于混混凝凝土土可可广广泛泛应应用用于于水水电电站站大大坝坝、地地铁铁、隧隧道道、立立交交等等一一系系列列工工程程。粉粉煤煤灰灰还还可可用用于于废废弃弃矿矿井井的的回回填填、铺铺设设公公路路。此此外外，占占地地面面积积庞大的灰场可复土造田、植树等。庞大的灰场可复土造田、植树等。总总之之，粉粉煤煤灰灰是是一一种种潜潜力力很很大大的的宝宝贵贵资资源源。随随着着对对其其形形成成机机理理、特特性性、分分离离技技术术、应应用用途途径径、质质量量管管理理等等各各方方面面的的深深入入研研究究，粉粉煤煤灰灰的的综综合合利利用用将将会会产产生生巨巨大大的的社社会会效效益益、经经济济效效益益和和环环境效益。境效益。