全球及中国粉煤灰综合利用现状分析

全球及中国粉煤灰综合利用现状分析一、粉煤灰行业概况粉煤灰是燃煤火力发电过程中，细磨煤在1200～1700℃的燃煤炉中燃烧后产生的主要燃烧残留物，它是由原料煤中存在的各种无机和有机成分产生的。目前我国不同区域粉煤灰区别较大，各地燃煤电厂在煤质、燃烧工艺、收集措施等方面的差异导致了各厂产出粉煤灰的性质参差不齐，而粉煤灰不同的应用方式也对粉煤灰性质提出了不同的要求。我国目前对粉煤灰的利用还主要集中在低值化利用领域，如建筑、农业等行业，因此寻求一些高值化的利用途径对固体废物处理和环境改善都至关重要。二、中国粉煤灰综合利用现状分析我国“富煤、缺油、少气”的资源现状导致煤电长期以来一直占据我国电源结构的核心地位。据统计，2020年全国全口径发电量7.42万亿kW·h，其中火力发电量5.28万亿kW·h，煤电发电量4.61万亿kW·h。2020年粉煤灰产生量约6.5亿ｔ，近几年我国燃煤电厂粉煤灰产生量持续增加。随着我国大宗固废综合利用产业技术的发展，粉煤灰综合利用成熟技术已有百余项，2020年，我国粉煤灰综合利用量约5.07亿吨，综合利用率为78%。从我国粉煤灰利用途径来看，2019年水泥、混凝土和建材生产3个方面仍然是粉煤灰利用的主体，但是占比有所下降，在2019年三者合计占比在78%，相对于2013年降低了10%，主要是水泥生产利用的占比下降（降低了8%），其他利用方式显著增加，说明粉煤灰的利用方式正在朝向多元化的方式转变。三、全球粉煤灰综合利用现状分析欧洲煤炭燃烧产物协会公布的欧盟15国在2016年的粉煤灰综合利用途径及各自的比例，40.8%用于混凝土掺合料，17.0%被用作混凝土添加剂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%用于混凝土砌块，3.7%用于其他。与欧盟相比，我国粉煤灰用于道路建设的比例偏低。日本的粉煤灰利用率非常高，早在2011年利用率就达到了98.3%，其中，粉煤灰主要用作水泥原料，占比达到67.13%，土木（地基改良用、土木工程用、电力工程用、道路路基材用、沥青填料用、煤矿填充用）利用占比为13.58%，建筑（建筑板材用、人工轻质骨材用、二次产品用）利用占比为3.25%，农林（肥料用、土壤改良用）利用占比0.83%，其他方式（污水处理剂用、制铁用、其他）利用占比15.20%。日本的粉煤灰利用方式多种多样，在高附加值领域利用率相对较高。与其他发达国家或地区相比，我国粉煤灰在道路基建、回填方面应用比例较低。四、粉煤灰改性进展分析粉煤灰具有比表面积大、吸附性能良好等特点，但其具有特殊的玻璃体结构且本身较稳定，很难在溶液中达到较好的吸附效果。近年来研究发现通过物理、化学或生物方法可增加其比表面积、孔隙率及阳离子交换能力，提升其吸附性能，从而实现对粉煤灰的改性，提高粉煤灰的综合利用率。五、中国粉煤灰提铝工业项目情况目前国内部分粉煤灰提铝工业试验项目如下表所示，其中内蒙古年产40万吨粉煤灰提取氧化铝项目在2021年11月正式开工建设。该项目是目前国内首条利用粉煤灰提取氧化铝的生产线，同时也是我国自主知识产权“粉煤灰提取氧化铝技术”首次实现产业化，标志着内蒙古资源综合利用高科技发展循环经济迈上新的台阶。该项目技术利用氧化铝含量大于40%的粉煤灰与石灰石煅烧，采用碱溶法提取氧化铝，整个生产过程实现了零排放、零污染、低成本的循环产业链。该项目工程总投资为16亿元，由蒙西集团和鄂尔多斯羊绒集团共同出资建设，主要产品为年产40万吨氧化铝以及硅酸盐水泥熟料、多品种氧化铝等，预计年可实现产值12.8亿元，利税总额5.67亿元。六、中国粉煤灰综合利用前景展望粉煤灰的利用途径有多种，但是目前我国粉煤灰的利用主要是用于水泥、混凝土和建材深加工产品，筑路、回填、高附加值利用等其他利用途径相对较少，建议在粉煤灰的利用技术应用方面，拓宽我国粉煤灰在较为成熟的综合利用途径中的应用，加强高附加值技术研究。粉煤灰在筑路和回填中的应用技术都是成熟的技术，国家也有相关技术标准。目前，我国在筑路和回填中的粉煤灰利用比例要明显低于欧盟等国，而我国在道路建设和回填领域对于原料的需求量还很大，粉煤灰的可利用空间还很大，建议国家出台激励政策，促进粉煤灰在筑路和回填中的应用。高附加值利用技术是扩展粉煤灰综合利用领域、提高粉煤灰综合利用率和综合利用经济效益的重要手段。国内外都十分重视粉煤灰的高附加值利用技术研究，逐步实现粉煤灰的精细化利