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简介煤化工灰渣处置现状，对灰渣产品的综合利用措施和方法提出了对策和建议国家十三五规划建议中提出要“推动低碳循环发展，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，实施近零碳排放区示范工程”，煤化工行业作为煤炭-能源化工一体化的新兴产业，必须树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，在确保生态环境建设和清洁安全的前提下兼顾经济效益，企业生存和发展的压力可想而知。本文简析适用于煤化工灰渣产品的处理加工技术，为企业更好地利用灰渣提供一些思路。
一、煤化工灰渣的分类和现状
（一）粉煤灰和炉渣
由煤化工热电锅炉装置排出的固体废弃物，颗粒较小并经除尘器收集下来的固体颗粒即为粉煤灰，颗粒较大或呈块状的称为炉渣，主要成分为SiO2、Al2O3、CaO，占总量的80-90%，其余部分为MgO、K2O、TiO、NaO、SO3等微量组分。
（二）气化渣和滤饼
由煤气化装置排出的固体废弃物，包括粗渣（ 气化渣） 和细渣（滤饼） 两部分， 其中粗渣的水分含量约为20-30%，残碳含量约5-20%；细渣的水分含量约为40-50%，残碳含量20-40%。
煤化工灰渣的成分与动力煤和气化原料煤中灰分含量、 组成及气化工艺等紧密相关。
（三）国内粉煤灰和炉渣的利用率较高
2017年我国粉煤灰总产量超过6.1亿吨，综合利用率平均在80%左右，部分发达城市如上海等地的粉煤灰综合利用率已经达到了100%，其中用于生产建筑材料的消费量最大，约占利用总量的35%。
（四）气化渣和滤饼的实际利用率偏低
煤化工项目一般每生产1吨产品产生1～ 3吨固废，有的甚至产生废物高达 12吨，是较大的工业污染源之一。目前，国内很多煤化工企业按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB 18599）及其相关标准要求建有企业自用的填埋场，用于填埋锅炉灰渣、气化渣和滤饼等一般固废物。该技术的优点是相对投资少、处理容量大、处理速度快、必要时可重新资源化等，但缺点需要占用宝贵的土地资源，这在东部寸土寸金的地区矛盾愈发明显，另外填埋场产生的渗透也容易对水体和土质造成污染，特别是在长江、黄河、淮河流域等人口密集地区饮用水源地产生的问题将更加严重。
灰渣堆放的渣场和填埋坑基本是企业自己规划、建设和管理的，部分企业堆场布点多、容量小、选址不当，有的甚至没有防渗透、防散扬、防流失等方面的措施，污染土壤、地下水和大气环境，直接或间接危害人体健康。
二、灰渣的综合加工措施
煤化工生产中产生的锅炉灰渣是水泥、制砖等建材行业的基础原料，如果运距太远则运输成本大幅上升，下游厂家将丧失可持续发展潜力；气化渣和滤饼需经初步分离、干燥处理后才能使用，同样存在较大的运输压力。因此煤化工灰渣的综合利用应在充分调研本地及周边市场的前提下，建设适销对路灰渣综合利用项目， 以缓解地区内安全环保及土地资源等压力。
（一）粉煤灰和炉渣蒸压加气生产混凝土砌块
根据市场需求、技术成熟度和环境影响综合分析，以年产 20万m3粉煤灰加气混凝土砌块的生产线项目为例，采购运输、起重、压力容器、粉磨设备、切割机、砖机、自动摆道车、轮碾机等生产设备与相关配套设施预计投资为3500万元，工厂总占地面积约35000平方米，包括生产车间、原材料堆场、成品堆场、维修车间、化验室和仓库等附属设施。主要原材料的年使用量：
粉煤灰8.1万吨、水泥 0.68万吨吨、生石灰2.28万吨、石膏0.34万吨、铝膏0.01万吨。
加气混凝土是一种性能优良的新型轻质建筑材料，可制作不同规格的砌块、板材及各种保温制品，具有块大质轻、保温隔热、可钉、可刨、可锯、易加工等优点，广泛地应用于工业和民用建筑中作承重材料或围护填充材料，以减轻建筑物自重，提高建筑物的抗震能力。
（二）烧结粉煤灰陶粒和蒸压粉煤灰砖
以年产60万m3烧结粉煤灰陶粒和2亿块（折标砖）蒸压粉煤灰砖生产线项目为例，预计投资为 4000万元，主要原材料的年使用量：
锅炉灰渣用量总计为89.52万吨，其中粉煤灰量80.84万吨、炉渣8.68万吨，生石灰7.23万吨、石膏0.98万吨，膨润土2.6万吨。
随着国家“ 十三五”计划的实施和生态文明社会建设，传统粘土实心砖已被明令禁止生产，市场对非粘土结构性建材和环境产品有大量需求。生产烧结粉煤灰陶粒和蒸压粉煤灰砖产品市场，销售前景看好。
（三）气化滤饼的掺烧利用
气化渣的成分与锅炉炉渣相似，可以同锅炉灰渣一并利用，作为建材、建工、道路及回填工程等掺混原料。
滤饼由于含碳量较高，烧失量在20%左右，不能直接用于上述领域。较高的烧失量意味着过高的残炭和可燃烧有机物，因此可将滤饼中的残炭分选出来，分选后的滤饼中组分的比例、结构将得到优化和改善。经过分选后，可以得到低热值碳粉和低碳粉煤灰，低热值碳粉可用作循环流化床鍋炉燃烧、 调配水煤浆等使用，目前国内已有部分煤矿配套有煤矸石低热值发电厂，可通过燃烧加以利用，在流化床锅炉充分燃烧后，最终以炉渣和粉煤灰的形式排出， 也即滤饼从高碳灰转化成了低碳灰，可用于水泥、混凝土等建材、 建工原料领域，是较为宝贵的建筑工程原料。
三、其它利用途径
（一）用作轻骨料
炉渣和粉煤灰密度低，使用灰渣陶粒作建材行业中轻骨料，具有质量轻、隔热性能好、降低建材自重及减少建筑物能耗的优点。
（二）用作填料和回收稀有金属
炉渣和粉煤灰中约含40-60%的SiO2，能生产橡胶、塑料及黏合剂的填料，具有较强的渗透性和阻燃性，在被填物料中能起到润滑作用；约含20-35%的Al2O3，约1%的TiO2，使用锅炉粉煤灰和炉渣生产提炼硅钛氧化铝粉，既有化学基础，又能取得较高的经济效益。另外，煤化工灰渣中还含有多种微量金属元素，进行提炼不仅能满足建设所需，更为重要的是减少了环境污染。
（三）提取空心微珠
粉煤灰中的空心微珠含量约50-60%，粒径在0.3-200μm，具有耐高温（1400℃以上）、介电性能好、导电系数较小、密度小及耐高压等特点，可用于制作耐火材料、高温绝缘漆、保温材料和深海器皿等。
（四）改良土壤
由于锅炉粉煤灰和炉渣中含有钾、磷、铁、钙、锰、硼等元素，是农作物生长所需的营养剂和刺激素，所以可生产钙镁磷肥，或者直接适用于劣质农田以改善土壤环境。
四、结束语
近年来国内煤化工产业迅猛发展，开展粉煤灰渣和气化渣、滤饼的综合利用研究工作是一项造福社会和企业、意义非同寻常的工作。我们应总结国内外的成功经验， 不断探索和发展煤化工灰渣产品的综合利用途径，鼓励下游加工企业以煤化工企业为依托，以资源高效利用和循环利用为目标，以“减量化、再利用、资源化” 为原则，真正实现变废为宝，为煤化工行业持续发展提供有力保障。（作者单位为中安联合煤化有限责任公司）
一、煤化工灰渣的分类和现状
（一）粉煤灰和炉渣
由煤化工热电锅炉装置排出的固体废弃物，颗粒较小并经除尘器收集下来的固体颗粒即为粉煤灰，颗粒较大或呈块状的称为炉渣，主要成分为SiO2、Al2O3、CaO，占总量的80-90%，其余部分为MgO、K2O、TiO、NaO、SO3等微量组分。
（二）气化渣和滤饼
由煤气化装置排出的固体废弃物，包括粗渣（ 气化渣） 和细渣（滤饼） 两部分， 其中粗渣的水分含量约为20-30%，残碳含量约5-20%；细渣的水分含量约为40-50%，残碳含量20-40%。
煤化工灰渣的成分与动力煤和气化原料煤中灰分含量、 组成及气化工艺等紧密相关。
（三）国内粉煤灰和炉渣的利用率较高
2017年我国粉煤灰总产量超过6.1亿吨，综合利用率平均在80%左右，部分发达城市如上海等地的粉煤灰综合利用率已经达到了100%，其中用于生产建筑材料的消费量最大，约占利用总量的35%。
（四）气化渣和滤饼的实际利用率偏低
煤化工项目一般每生产1吨产品产生1～ 3吨固废，有的甚至产生废物高达 12吨，是较大的工业污染源之一。目前，国内很多煤化工企业按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB 18599）及其相关标准要求建有企业自用的填埋场，用于填埋锅炉灰渣、气化渣和滤饼等一般固废物。该技术的优点是相对投资少、处理容量大、处理速度快、必要时可重新资源化等，但缺点需要占用宝贵的土地资源，这在东部寸土寸金的地区矛盾愈发明显，另外填埋场产生的渗透也容易对水体和土质造成污染，特别是在长江、黄河、淮河流域等人口密集地区饮用水源地产生的问题将更加严重。
灰渣堆放的渣场和填埋坑基本是企业自己规划、建设和管理的，部分企业堆场布点多、容量小、选址不当，有的甚至没有防渗透、防散扬、防流失等方面的措施，污染土壤、地下水和大气环境，直接或间接危害人体健康。
二、灰渣的综合加工措施
煤化工生产中产生的锅炉灰渣是水泥、制砖等建材行业的基础原料，如果运距太远则运输成本大幅上升，下游厂家将丧失可持续发展潜力；气化渣和滤饼需经初步分离、干燥处理后才能使用，同样存在较大的运输压力。因此煤化工灰渣的综合利用应在充分调研本地及周边市场的前提下，建设适销对路灰渣综合利用项目， 以缓解地区内安全环保及土地资源等压力。
（一）粉煤灰和炉渣蒸压加气生产混凝土砌块
根据市场需求、技术成熟度和环境影响综合分析，以年产 20万m3粉煤灰加气混凝土砌块的生产线项目为例，采购运输、起重、压力容器、粉磨设备、切割机、砖机、自动摆道车、轮碾机等生产设备与相关配套设施预计投资为3500万元，工厂总占地面积约35000平方米，包括生产车间、原材料堆场、成品堆场、维修车间、化验室和仓库等附属设施。主要原材料的年使用量：
粉煤灰8.1万吨、水泥 0.68万吨吨、生石灰2.28万吨、石膏0.34万吨、铝膏0.01万吨。
加气混凝土是一种性能优良的新型轻质建筑材料，可制作不同规格的砌块、板材及各种保温制品，具有块大质轻、保温隔热、可钉、可刨、可锯、易加工等优点，广泛地应用于工业和民用建筑中作承重材料或围护填充材料，以减轻建筑物自重，提高建筑物的抗震能力。
（二）烧结粉煤灰陶粒和蒸压粉煤灰砖
以年产60万m3烧结粉煤灰陶粒和2亿块（折标砖）蒸压粉煤灰砖生产线项目为例，预计投资为 4000万元，主要原材料的年使用量：
锅炉灰渣用量总计为89.52万吨，其中粉煤灰量80.84万吨、炉渣8.68万吨，生石灰7.23万吨、石膏0.98万吨，膨润土2.6万吨。
随着国家“ 十三五”计划的实施和生态文明社会建设，传统粘土实心砖已被明令禁止生产，市场对非粘土结构性建材和环境产品有大量需求。生产烧结粉煤灰陶粒和蒸压粉煤灰砖产品市场，销售前景看好。
（三）气化滤饼的掺烧利用
气化渣的成分与锅炉炉渣相似，可以同锅炉灰渣一并利用，作为建材、建工、道路及回填工程等掺混原料。
滤饼由于含碳量较高，烧失量在20%左右，不能直接用于上述领域。较高的烧失量意味着过高的残炭和可燃烧有机物，因此可将滤饼中的残炭分选出来，分选后的滤饼中组分的比例、结构将得到优化和改善。经过分选后，可以得到低热值碳粉和低碳粉煤灰，低热值碳粉可用作循环流化床鍋炉燃烧、 调配水煤浆等使用，目前国内已有部分煤矿配套有煤矸石低热值发电厂，可通过燃烧加以利用，在流化床锅炉充分燃烧后，最终以炉渣和粉煤灰的形式排出， 也即滤饼从高碳灰转化成了低碳灰，可用于水泥、混凝土等建材、 建工原料领域，是较为宝贵的建筑工程原料。
三、其它利用途径
（一）用作轻骨料
炉渣和粉煤灰密度低，使用灰渣陶粒作建材行业中轻骨料，具有质量轻、隔热性能好、降低建材自重及减少建筑物能耗的优点。
（二）用作填料和回收稀有金属
炉渣和粉煤灰中约含40-60%的SiO2，能生产橡胶、塑料及黏合剂的填料，具有较强的渗透性和阻燃性，在被填物料中能起到润滑作用；约含20-35%的Al2O3，约1%的TiO2，使用锅炉粉煤灰和炉渣生产提炼硅钛氧化铝粉，既有化学基础，又能取得较高的经济效益。另外，煤化工灰渣中还含有多种微量金属元素，进行提炼不仅能满足建设所需，更为重要的是减少了环境污染。
（三）提取空心微珠
粉煤灰中的空心微珠含量约50-60%，粒径在0.3-200μm，具有耐高温（1400℃以上）、介电性能好、导电系数较小、密度小及耐高压等特点，可用于制作耐火材料、高温绝缘漆、保温材料和深海器皿等。
（四）改良土壤
由于锅炉粉煤灰和炉渣中含有钾、磷、铁、钙、锰、硼等元素，是农作物生长所需的营养剂和刺激素，所以可生产钙镁磷肥，或者直接适用于劣质农田以改善土壤环境。
四、结束语
近年来国内煤化工产业迅猛发展，开展粉煤灰渣和气化渣、滤饼的综合利用研究工作是一项造福社会和企业、意义非同寻常的工作。我们应总结国内外的成功经验， 不断探索和发展煤化工灰渣产品的综合利用途径，鼓励下游加工企业以煤化工企业为依托，以资源高效利用和循环利用为目标，以“减量化、再利用、资源化” 为原则，真正实现变废为宝，为煤化工行业持续发展提供有力保障。（作者单位为中安联合煤化有限责任公司）