• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤基灰/渣的大宗资源化利用现状及发展趋势
  • 177
  • 作者

    吴锦文邓小伟焦飞硕吕波房朝军

  • 单位

    河南理工大学化学化工学院河南理工大学鄂尔多斯煤炭清洁开发利用研究院矿物加工科学与技术国家重点实验室鄂尔多斯市炭源科技有限公司

  • 摘要
    近年来,煤炭工业快速发展,为国民经济运行提供了重要能源保障和原料支撑,与此同时,燃煤电厂、工业和民用锅炉等设备在煤燃烧和气化工艺过程中,产生大量的煤基灰/渣(粉煤灰、燃煤炉渣、气化渣)等工业固体废弃物,对生态环境造成了较大影响。以粉煤灰和气化渣为代表的煤基灰/渣为例,我国每年排放约8亿吨粉煤灰和3500万吨气化渣,但是受限于国家能源结构、产业政策等因素的影响,以及煤基灰/渣的资源分布、产地性质的制约,目前,煤基灰/渣的高效资源化利用率还有待提升,其中,粉煤灰的综合利用率为70%、气化渣的综合利用率仅为30%,未来我国大宗固废仍存在产量大、资源利用不充分、综合利用产品附加值低等困境。因此,进一步提升大宗固废综合利用水平,全面提高资源利用效率,积极落实国家“碳达峰”和“碳中和”相关政策,完成煤炭工业“十四五”发展规划中相关工作,是当前煤炭开发利用需面对的重要问题。基于此,针对煤基灰/渣的性质,开展了大量的探索,如分级、分选、提质等技术研究,开发了具有针对性的工艺技术及装备,部分实现了煤基灰/渣的大宗资源化利用和高附加值利用。鉴于煤基灰/渣具有比表面积大、孔隙结构发达、含碳量偏高、铝硅含量丰富等特性,目前已经作为原料广泛应用于建工建材、环保、生态、化工等领域。文章分别从大宗资源化利用和深加工高附加值利用两个方面对煤基灰/渣进行了阐述。(1)建工建材等应用领域仍是提升煤基灰/渣大宗资源化利用的重要方向,但由于煤基灰/渣资源化利用存在脱碳与炭-灰分离技术装备有待完善、脱水与干燥困难、重金属可能存在沉淀等问题,后续有待深入研究;(2)提取有用组分并用于功能性碳材料制备、环境污染治理等领域可实现煤基灰/渣深加工高附加值利用,但需对生产工艺环节中产生的酸碱性或重金属废液进行有效处理,从而减少对环境的污染。针对煤基灰/渣在大宗资源化利用中所存在的问题,探讨了其未来发展趋势,以期为煤基灰/渣的大宗资源化利用以及煤化工行业高端化、低碳化、绿色化发展提供借鉴与参考。
  • 关键词

    煤基灰/渣粉煤灰燃煤炉渣气化渣大宗资源化深加工高附加值

  • 文章目录
    0 引言
    1 煤基灰/渣理化性质
    1.1 粉煤灰理化性质
    1.2 燃煤炉渣理化性质
    1.3 煤气化渣的理化特性
    2 煤基灰/渣的大宗资源化利用
    2.1 粉煤灰的大宗资源化利用
    2.1.1 制砖
    2.1.2 生产水泥
    2.1.3 混凝土掺料
    2.1.4 制备陶瓷产品
    2.2 燃煤炉渣的大宗资源化利用
    2.2.1 混凝土掺料
    2.2.2 人工湿地除磷
    2.2.3 制备陶瓷产品
    2.3 气化渣的大宗资源化利用
    2.3.1 水泥、混凝土掺料
    2.3.2 墙体材料制造
    3 煤基灰/渣深加工高附加值利用
    3.1 粉煤灰深加工高附加值利用
    3.1.1 提取氧化铝
    3.1.2 提取稀有金属元素
    3.1.3 污水处理
    3.1.4 合成肥料
    3.1.5 制作土壤改良剂
    3.2 燃煤炉渣深加高附加值工利用
    3.2.1 污水处理
    3.3 气化渣深加工高附加值利用
    3.3.1 制备介孔材料
    3.3.2 制备活性炭
    3.3.3 制备工业材料
    3.3.4 污水处理
    3.3.5 土壤改良
    4 总结与展望
    4.1 问题总结
    4.2 未来展望
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