粉煤灰调研报告

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1、粉煤灰调研报告粉煤灰调研报告1_、八 、，前言新常态下，受下游建筑建材行业影响，我国粉煤灰综合利用遭遇 严峻挑战，几乎全国范围内粉煤灰市场都出现了量价齐降的问题。与 此同时，我国火力发电企业也面临着最严格的环保标准，对粉煤灰的 处理利用提出了更高的要求。本文基于国内经济发展现状和趋势，对 我国粉煤灰的生产和利用，进行一个简要的总结、分析和预测。1中国粉煤灰的产生及利用基本现状1.1粉煤灰产生量与利用量电力行业是粉煤灰的产生大户，从20xx年起，我国火电装机容量 呈现出爆炸式增长，粉煤灰产生量也急剧增加。从20xx年的1.54亿 吨增加到了 20xx年的5.8亿吨，增加了 3.1倍。不过从20x

2、x年到 20xx年，尽管燃煤（含煤矸石）发电装机容量增长了近5000万千瓦， 但是粉煤灰产生量10年来首次出现负增长：20xx年粉煤灰产生量约5.78亿吨，较20xx年的5.80亿吨略有降低。这主要是由于火力发电产能过剩，设备利用小时数降低，燃煤 发电量减少导致。同时，随着利用技术的发展，我国粉煤灰的利用也 取得了较好的成效，粉煤灰综合利用率稳中有升，20xx年粉煤灰综 合利用率突破70%。20xx年，我国燃煤（含煤矸石）发电量同比下降4.7%； 20xx年1 -7月份，全国规模以上火电发电量又同比下降1 . 9% ，可以估计2 0 x x 年和20xx年我国粉煤灰产生量较20xx年将出现略微

3、降低，但总体仍 将维持在较高水平。图1、图2分别是20XX-2015年我国发电装机容量和火电装机容 量情况和20xx-2016年我国粉煤灰产生与利用情况。资料表明，中等发达国家人均年电力消费在6000kW/h以上。目前 中国人均用电量约4000kW/h，是发达国家的2/3左右，仍有较大的 电力需求。考虑到环境等因素，未来国家计划把新的电力需求增长主 要寄托在水电、风电、核电、太阳能等可再生能源方面，而对于火力 发电将会采取一定的限制政策。根据最新数据，20xx年1-7月份， 我国全国规模以上电厂发电量33121亿千瓦时，同比增长2.0%，其 中水电发电量同比增长13.2%，核电发电量同比增长2

4、4.5%，风电发 电量同比增长26.1%，而火电发电量（占总发电量的约74%）同比下 降 1.9%，这也证明了未来我国电力能源结构的发展趋势。由此可以 判断，未来一段时期内，我国火力发电的主体地位不会改变，但是未 来电力需要增长将主要靠发展水电、风电、核电等清洁能源来供应， 粉煤灰产生量不会有大幅增加，但仍将维持在目前的较高水平。结合 中国电力联合会的预测，未来五年我国粉煤灰的产生量预计在 5.6-6.1 亿吨/年。从长期来看，我国粉煤灰的产生量可能会呈现缓 慢下降的趋势。1.2粉煤灰的利用途径我国粉煤灰主要应用于建材、道路工程、回填工程、农业、矿物 提取等领域。在建材工业，粉煤灰主要用于水泥

5、，商品混凝土以及粉 煤灰砖、加气混凝土制品等新型墙体材料的生产；在筑路工程中，粉 煤灰的主要利用形式是作为道路的路基，以及作为道路的路面混凝土 掺合料。在农业中，粉煤灰主要用于土壤改良。粉煤灰在其他方面的 潜在利用，包括粉煤灰提取氧化铝和白炭黑、粉煤灰选铁选碳等。我 国粉煤灰在不用领域的利用情况见图3。2中国粉煤灰综合利用的主要问题2.1粉煤灰产生量大20xx年，我国火电发电量占总发电量的约73%,火电发电仍然是 我国最主要的电力来源。因此，我国粉煤灰产生量仍将维持在较高水 平，未来几年产生量预计在5.6-6.1亿吨/年，稳居世界第一。2.2地区利用不均衡中国粉煤灰存在着严重的地区分布不均衡的

6、问题。在东南沿海等 发达地区以及一些大型城市，粉煤灰已经被完全资源化利用，甚至出 现供不应求的局面，而山西、内蒙古、新疆等煤电产区，由于粉煤灰 产生量大，而且消纳能力有限，粉煤灰利用率很低。目前，未被综合 利用的1亿多吨粉煤灰基本都集中在这些区域。如何更好地利用掉这 些地区的粉煤灰，近年来一直是中国粉煤灰行业一个重要的且有待破 解的难题！2.3市场需求下降受到下游建筑及建材行业不景气的影响，我国粉煤灰的市场需求 大幅下降。根据亚洲粉煤灰协会和中国混凝土与水泥制品协会粉煤灰 材料分会的调研情况来看，我国绝大部分地区粉煤灰市场都出现了量 价齐降的局面，包括南京、上海等地区，粉煤灰供不应求的情况没有

7、 了，甚至在以往的销售旺季，也有近1/3的粉煤灰销售不掉。2.4堆存粉煤灰缺乏科学处置据估计，我国粉煤灰的历史堆存量至少有25亿吨，并且还在以每 年约1.5亿吨的速度增加。这些粉煤灰粉煤灰主要以干排粉煤灰形式 堆存在储灰场（landfills）或湿排粉煤灰的形式储存在灰坝（Ponds） 中，且绝大部分集中在山西、内蒙古等煤电集中区域。这些历史堆积 的粉煤灰还缺乏科学有效的处置防护措施，对环境和人类健康存在严 重威胁，无害化处置问题严重。2.5循环流化床粉煤灰问题日益严重循环流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展起来的一项高效、低 污染的清洁燃烧新枝术，低等级煤和煤矸石发电大多采用循环流化床 锅炉。

8、由于循环流化床锅炉炉内温度较低（约800-900C）,加之添 加石灰石粉脱硫，产生的粉煤灰颗粒疏松团聚、需水量大、钙含量高 和成分复杂，应用过程中会造成制品安定性不稳定，假凝、开裂等一 系列问题；因此，循环流化床粉煤灰的综合利用一直存在较大困难。 而循环流化床粉煤灰的产生量却在不断增加。以神华国华电力公司为 例，据相关消息，国华电力下属电厂有一半的装机是循环流化床锅炉， 加上循环流化床锅炉比煤粉炉灰渣产生量大，其综合利用问题日益严 重。3中国粉煤灰综合利用的发展趋势建材行业是我国粉煤灰最主要的综合利用领域，过去十年，得益 于国家基础设施投资和房地产行业的高速发展，建材工业的增长速度 也一度保持

9、在 20%以上的水平，这也给我国粉煤灰的综合利用提供了 有利条件，极大地缓解了过去十年火电行业快速增长带来的粉煤灰处 置问题。但是随着我国经济发展进入新常态，也就是由高速增长转为 中高速增长，在国家宏观经济下行、有效需求乏力、出口市场萎缩等 因素的作用下，加上结构升级缓慢等原因，建筑业和基础设施对水泥、 混凝土等传统建材的需求将进一步放缓，我国粉煤灰处理与利用将面 临着更加严峻的挑战。为此，未来我国粉煤灰综合利用不能局限于固守目前的应用结构 和应用路线，而是应该朝着分级利用、面向产品深加工、进一步延伸 产业链条方向发展。根据粉煤灰的物理、化学特点，开发生产高端、 中端、低端等不同层次和用途的产

10、品，实现粉煤灰的最大化开发和利 用。综合国内外的发展态势，有几个重要的发展方向值得我们关注。（1）粉煤灰提取有价元素 粉煤灰中含有铝、硅、铁、碳等大宗元素外，还含有镓、锗等15 种稀土贵金属元素。利用粉煤灰为原料提取相关有价元素，是实现粉 煤灰高附加值利用的重要途径。目前，粉煤灰选碳和选铁技术已比较 成熟，分离提取氧化铝、白炭黑、金属镓等技术也已取得重要进展， 大唐国际在内蒙古利用托克托电厂的高铝粉煤灰提取氧化铝项目已 经实现工业化生产，而且运行状况良好。随着该项目经济性的不断改 善，发展前景相当广阔。国外也有研究人员根据当地的粉煤灰特点在 从事粉煤灰提取磷、镁等元素的相关研究工作，包括美国杜

11、克大学的 粉煤灰提取稀土元素，都值得我们认真关注。（2）粉煤灰生产建筑建材产品分离提取有用元素后，粉煤灰仍然可用于水泥、混凝土、预制构 件、墙体材料等产品的生产。目前，粉煤灰已广泛应用于水泥、混凝 土、加气混凝土制品等新型墙材的生产。未来，随着建筑节能、建筑 工业化、被动式建筑等的推进，粉煤灰由于其优良的特性还将大量应 用于装饰混凝土、预制构件、建筑部品、节能保温板材等优质、长寿 命的建筑建材产品领域，不断拓展新的高附加值产品链条。（3）粉煤灰生产陶瓷砖、石油压裂支撑剂等产品随着综合利用技术的创新，粉煤灰越来越多地应用于生产陶瓷砖、 石油压裂支撑剂、功能填料等产品，附加值不断提升，有效提升了粉

12、 煤灰产品的市场半径，一定程度上突破了粉煤灰综合利用的地域局限 性。未来，在多领域拓展开发粉煤灰应用产品，包括节能环保的.粉煤 灰免烧陶粒和烧结陶粒，生产污水处理过滤材料和建筑节能的轻质高 强混凝土制品等，都可以扩大粉煤灰市场和应用范围，也是粉煤灰综 合利用的一大趋势。（4）粉煤灰筑路、回填等对于偏远地区特别是煤电集中地区，粉煤灰的产生量大大超出市 场需求量，不可能完全实现就地资源化利用。粉煤灰还应该侧重于强 化欠发达地区的基础设施建设，譬如粉煤灰筑路和盖房、粉煤灰用于 矿井塌陷区回填、粉煤灰无害化储存等低端处置利用方式。一来可以 缓解粉煤灰对环境的污染问题，二来还能够将粉煤灰作为一种资源储

13、存起来，作为未来的开发和应用原料。4我国粉煤灰综合利用的政策建议虽然目前国家已有粉煤灰等废物回收利用的鼓励政策，但是未来 粉煤灰的处理利用还需要更多的政策激励。粉煤灰是一种优质的原 料，可以生产很多优质、长寿命的建材产品和传统建材的替代产品。 因此，建议国家相关部门出台具体的导向政策，支持传统建材减量化， 提高粉煤灰产品的市场份额，减少天然矿产资源的消耗。为了更好地 实现绿色发展和可持续发展，既然粉煤灰能够更好地满足建设需求， 那就应该毫不犹豫地减少传统建材的生产，把更多的天然资源留给子 孙后代！5结语未来一段时期内我国粉煤灰产生量还将维持在较高水平，不但西 部欠发达地区将面临更加严重的新老粉

14、煤灰堆存和产能过剩问题，发 达的东部地区也可能会有越来越多的地区面临粉煤灰的深加工和综 合利用问题；总体形势比较严峻。但是，随着国家环保政策的不断严厉，以及行业和企业对粉煤灰 的综合利用的重视和技术不断进步，未来我国粉煤灰资源的开发和利 用渠道将不断拓宽，东西部将根据各自资源的特点，充分发挥政策和 技术的优势，实现分级利用，深化加工和拓展应用领域、不断扩大应 用份额；我国的粉煤灰综合利用的事业必将迎来一个更加美好的明 天！粉煤灰调研报告2粉煤灰是火力发电厂的废渣，数量很大。若处理不当，会造成大 气、水体污染，世界各国都把粉煤灰的综合利用列为国家环保、建材 部门的大事。我国是世界生产粉煤灰最多的

15、国家，也是受粉煤灰污染 最严重的国家。粉煤灰是怎样形成的呢？首先煤灰在锅炉中燃烧后形成细灰，可 被排出的烟气携带，一般称这种烟灰为“飞灰”，而粉煤灰是指被除 尘器所收集的那部分飞灰。粉煤灰基本上是由低铁玻璃珠、高铁玻璃 珠，多孔玻璃体和多孔碳粒等颗粒组成，玻璃体占粉煤灰总量40%到 80%。我国现在排放的大部分是低钙粉煤灰。其中玻璃体含量较低， 往往只有 50%左右。而粉煤灰的品质主要取决于这些颗粒的大小及组 合比例。早期，我国的粉煤灰利用率较低，但近几年，国家政策的改 革，使得粉煤灰利用率大大提高。一般可达到50%至 60%之间。现在， 粉煤灰已广泛的用于建材、建工、化工、冶金等工业领域。有

16、时，还 用于造田，改良土壤等农业领域。本次实践主要是参观与了解粉煤灰 在建材领域的应用。首先，我们先来了解一下粉煤灰在混凝土领域的应用。随着我国 建筑行业施工技术不断提高，大体积混凝土被广泛应用。大体积混凝 土一般是指结构断面最小尺寸大于80cm、水化热引起混凝土内的最 高温度与环境温度之差预计超过25 摄氏度的混凝土。大体积混凝土 施工的技术难度是：水泥水化热放热引起的混凝土内部温升以及随温 度差产生的温度应力，最终造成混凝土开裂。而粉煤灰应用于大体积混凝土中，可以抑制大体积混凝土内部的 温升，从而减小内外温差，控制大体积混凝土温度裂缝的产生。那么 粉煤灰的掺入占百份几最能有效的提高混凝土的

17、性能？据工厂技术 人员介绍，随粉煤灰掺量增加，混凝土的水化热降低，掺量越大，降 低越明显。但是粉煤灰掺量的线性增加，并没有引起水化热的线性降 低，而是比线性值更低，这是因为粉煤灰起到一定的扩散作用，分散 了水泥颗粒，一定程度上减缓了水化反应，降低水热化。粉煤灰在混 凝土中掺量在 60%以内，能明显降低混凝土水热化，但不宜超过 60%， 因为过多的粉煤灰会降低混凝土的强度。故以60%的掺量最为合适。其次，我们还了解了粉煤灰在烧结砖中的应用。粉煤灰根据其颗 粒大小不同，可分为i级灰，ii级灰与iii级灰，i级灰掺量的烧结砖 比ii、i在各项性能上高出许多。那么掺量多少有助于提高烧结砖性 能呢？有关

18、资料给出了不同数据，有的人认为适宜的掺量为 50%至 60%，焙烧温度为 1000 至 1100 摄氏度，当超过 70%时，焙烧温度应 为 1150 摄氏度才比较适宜，但由于能耗大，不适宜投入生产。实际上高掺量的粉煤灰需要那么高的焙烧温度吗？有试验表明， 高掺量的焙烧砖，烧成温度在1000摄氏度左右有一定液相量生成， 保温1h砖的强度可达到50至98.5mpa，而国家的强度标准仅为10% 至 30%，故有人认为在工业生产中，当粉煤灰量达 50%左右，砖的焙 烧温度低于 1000 摄氏度就可以满足要求。除了掺杂量的影响，粉煤 灰的各颗粒成分在烧结过程及砖的最终性能的形成中所发挥的作用 亦有显著的

19、差异。故了解粉煤灰各颗粒成分的组成，对高掺量粉煤灰 烧结砖的烧结特征以及指导高掺量粉煤灰烧结砖的焙烧工艺操作有 着重要作用。相信，随着对粉煤灰研究的不断深入，粉煤灰的利用率将不断地 提高，从而减少对环境、水体的污染，实现资源的再生化。粉煤灰调研报告3粉煤灰是火力发电厂的废渣，数量很大。若处理不当，会造成大 气、水体污染，世界各国都把粉煤灰的综合利用列为国家环保、建材 部门的大事。我国是世界生产粉煤灰最多的国家，也是受粉煤灰污染 最严重的国家。粉煤灰是怎样形成的呢？首先煤灰在锅炉中燃烧后形成细灰，可 被排出的烟气携带，一般称这种烟灰为“飞灰”，而粉煤灰是指被除 尘器所收集的那部分飞灰。粉煤灰基本

20、上是由低铁玻璃珠、高铁玻璃 珠，多孔玻璃体和多孔碳粒等颗粒组成，玻璃体占粉煤灰总量40%到 80%。我国现在排放的大部分是低钙粉煤灰。其中玻璃体含量较低， 往往只有 50%左右。而粉煤灰的品质主要取决于这些颗粒的大小及组 合比例。早期，我国的粉煤灰利用率较低，但近几年，国家政策的改 革，使得粉煤灰利用率大大提高。一般可达到50%至 60%之间。现在， 粉煤灰已广泛的用于建材、建工、化工、冶金等工业领域。有时，还 用于造田，改良土壤等农业领域。本次实践主要是参观与了解粉煤灰 在建材领域的应用。首先，我们先来了解一下粉煤灰在混凝土领域的应用。随着我国 建筑行业施工技术不断提高，大体积混凝土被广泛应

21、用。大体积混凝 土一般是指结构断面最小尺寸大于80cm、水化热引起混凝土内的最 高温度与环境温度之差预计超过 25 摄氏度的混凝土。大体积混凝土 施工的技术难度是：水泥水化热放热引起的混凝土内部温升以及随温 度差产生的温度应力，最终造成混凝土开裂。而粉煤灰应用于大体积混凝土中，可以抑制大体积混凝土内部的 温升，从而减小内外温差，控制大体积混凝土温度裂缝的产生。那么 粉煤灰的掺入占百份几最能有效的提高混凝土的性能？据工厂技术 人员介绍，随粉煤灰掺量增加，混凝土的水化热降低，掺量越大，降 低越明显。但是粉煤灰掺量的线性增加，并没有引起水化热的线性降 低，而是比线性值更低，这是因为粉煤灰起到一定的扩

22、散作用，分散 了水泥颗粒，一定程度上减缓了水化反应，降低水热化。粉煤灰在混 凝土中掺量在 60%以内，能明显降低混凝土水热化，但不宜超过 60%， 因为过多的粉煤灰会降低混凝土的强度。故以60%的掺量最为合适。其次，我们还了解了粉煤灰在烧结砖中的应用。粉煤灰根据其颗 粒大小不同，可分为i级灰，ii级灰与iii级灰，i级灰掺量的烧结砖 比ii、i在各项性能上高出许多。那么掺量多少有助于提高烧结砖性 能呢？有关资料给出了不同数据，有的人认为适宜的掺量为 50%至 60%，焙烧温度为 1000 至 1100 摄氏度，当超过 70%时，焙烧温度应 为 1150 摄氏度才比较适宜，但由于能耗大，不适宜投

23、入生产。实际上高掺量的粉煤灰需要那么高的焙烧温度吗？有试验表明， 高掺量的焙烧砖，烧成温度在 1000 摄氏度左右有一定液相量生成， 保温1h砖的强度可达到50至98.5mpa，而国家的强度标准仅为10% 至 30%，故有人认为在工业生产中，当粉煤灰量达 50%左右，砖的焙 烧温度低于 1000 摄氏度就可以满足要求。除了掺杂量的影响，粉煤 灰的各颗粒成分在烧结过程及砖的最终性能的形成中所发挥的作用 亦有显著的差异。故了解粉煤灰各颗粒成分的组成，对高掺量粉煤灰 烧结砖的烧结特征以及指导高掺量粉煤灰烧结砖的焙烧工艺操作有 着重要作用。相信，随着对粉煤灰研究的不断深入，粉煤灰的利用率将不断地 提高，从而减少对环境、水体的污染，实现资源的再生化。