电厂燃煤脱硫过程中副产物处理与资源化利用研究

电厂燃煤脱硫过程中副产物处理与资源化利用研究

刘正义

华电忻州广宇煤电有限公司   山西省忻州市  034000

摘要：电厂燃煤脱硫是为了减少燃煤过程中产生的大气污染物排放而进行的重要环保措施。然而，脱硫过程中产生的副产物包括煤矸石、石膏和废水等，给环境造成了新的污染问题。因此，对这些副产物进行有效处理和资源化利用是解决环境问题、推动可持续发展的关键。本文研究了电厂燃煤脱硫过程中副产物处理与资源化利用的方法和技术。首先，介绍了电厂燃煤脱硫的重要性和现状。然后，对煤矸石、石膏和废水等副产物进行了详细的处理与资源化利用研究。最后，总结了该研究的进展和存在的问题，并提出了未来的研究方向。

关键词：电厂燃煤脱硫，副产物处理，资源化利用

一、电厂燃煤脱硫的重要性和现状

1.1电厂燃煤脱硫的意义

电厂燃煤脱硫是为了减少燃煤过程中产生的二氧化硫等大气污染物排放而进行的环保措施。二氧化硫是一种有害气体，会对空气质量和人体健康造成严重影响。通过脱硫技术降低燃煤中的二氧化硫含量，可以有效减少大气污染物的排放，改善空气质量。

1.2电厂燃煤脱硫技术的发展

随着环境保护意识的增强和法规政策的推动，电厂燃煤脱硫技术得到了广泛应用和不断改进。目前常见的脱硫技术包括湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫等。湿法脱硫是最常用的方法，通过在燃煤过程中加入石灰石或石膏来吸收二氧化硫。干法脱硫则是通过在燃煤过程中加入吸附剂或喷射干燥器来去除二氧化硫。半干法脱硫是湿法和干法的结合，利用湿法处理废气中的大颗粒物质，再使用干法去除细颗粒物质。

二、煤矸石的处理与资源化利用

2.1煤矸石的性质和产生机理

煤矸石是在燃煤过程中生成的固体废弃物，具有高含灰量、高含硫量和低能值等特点。其主要成分包括无热值的碳、岩石和矿物质。煤矸石的产生机理与煤的形成过程密切相关，经过数百万年的地质作用，植物残渣经过压实、加热和化学变化逐步转化为煤炭。然而，在煤炭开采和利用过程中，一部分未被完全燃烧的煤炭会以煤矸石的形式排放出来。

2.2煤矸石的处理方法

目前常见的煤矸石处理方法包括填埋、堆积和回收利用等。填埋是最常见的处理方式，即将煤矸石直接掩埋在土地中。这种方法虽然简单且成本较低，但会占用大量土地资源，并对环境造成污染。堆积则是将煤矸石堆积在露天场地上，需要大面积场地，并且容易引发安全隐患。回收利用成为了一种可行的处理方法，通过对煤矸石进行分选、化学处理和能量利用等方式，将其转化为有价值的产品并实现资源循环利用。

2.3煤矸石的资源化利用技术

煤矸石可以通过多种途径进行资源化利用。其中，制备建筑材料是常见的利用方式，通过对煤矸石进行物理或化学处理，使其具备一定强度和稳定性，用于生产混凝土、砖块等建筑材料。此外，煤矸石还可以用来生产水泥，通过高温煅烧过程中煤矸石中的无机成分与其他原料反应生成水泥熟料。另外，煤矸石还可以作为替代燃料，在电厂或加热设备中进行燃烧发电或供暖。同时，煤矸石中也含有一些金属元素，可以通过化学处理提取出纯净的金属产品。这些资源化利用技术不仅可以减少对自然资源的依赖，还可以降低废弃物的排放，实现资源的循环利用。

三、石膏的处理与资源化利用

3.1石膏的性质和产生机理

石膏是一种常见的含水硫酸钙矿物，具有较高的可溶性和吸湿性。它通常以天然石膏或工业副产品的形式存在。石膏的主要成分为硫酸钙（CaSO4·2H2O），其中包括结晶水。石膏的产生机理主要与硫酸盐岩中的硫酸盐矿物溶解和再结晶过程有关。在地质作用下，硫酸盐矿物与地下水接触后溶解，并随着水流迁移，在适当的条件下重新结晶形成石膏。

3.2石膏的处理方法

石膏的处理方法主要包括石膏干法处理和石膏湿法处理两种方式。石膏干法处理主要是通过将石膏进行破碎、干燥和粉碎等步骤，得到细粉末状的石膏制品，如建筑材料、填充材料等。而石膏湿法处理则是将石膏与水进行混合，形成石膏浆液，用于制备石膏板、造纸等产品。此外，还可以利用化学方法对石膏进行处理，如酸浸法将石膏中的钙离子溶解出来，再通过沉淀或结晶过程得到纯净的钙盐。

3.3石膏的资源化利用技术

石膏具有较高的可利用价值，可以通过多种途径进行资源化利用。其中，生产建筑材料是主要的利用方式之一。通过加入适当的添加剂和工艺处理，石膏可以转化为石膏板、石膏线条等建筑装饰材料。此外，石膏还可以用作土壤改良剂，提供植物所需的营养元素，并调节土壤性质。另外，石膏也可以用于环境治理领域，例如用于废水处理、气体脱硫以及固体废弃物稳定化等。此外，石膏还可以用于农业领域，作为肥料或饲料添加剂，提供植物和动物所需的营养元素。总而言之，石膏的处理与资源化利用具有重要意义。通过适当的处理方法，可以将石膏转化为各种有价值的产品，并实现对废弃物的回收和资源循环利用。这不仅有助于减少对自然资源的开采，还能够减少废弃物的排放，降低环境污染程度。

四、煤矸石资源化利用的技术和途径

4.1煤矸石的物理处理技术

煤矸石经过物理处理可以实现分选和减少灰分含量的目标。常见的物理处理技术包括重介质分选、浮选、干法分选等。重介质分选是通过密度差异将煤矸石中的有用矿物与废弃物进行分离，通常使用的介质有水、重液或气体。浮选则是利用不同矿物的表面性质，在气泡作用下使有用矿物上浮而废弃物下沉。干法分选则是利用颗粒大小和密度差异，通过振动筛、空气流动等方式进行分离。

4.2煤矸石的化学处理技术

煤矸石的化学处理主要是通过化学反应改变其性质，提取其中的有用元素或转化为可利用的产物。例如，采用酸浸法可以溶解煤矸石中的金属元素，然后通过电解、萃取等方法得到纯净的金属产品。此外，还可以利用化学反应将煤矸石转化为建筑材料、水泥等有用产品。

4.3煤矸石的能量利用技术

煤矸石中虽然含有较低的能值，但仍可以通过适当的处理和利用技术进行能量回收。例如，采用煤矸石气化技术可以将其转化为合成气或液体燃料，供应工业生产或交通运输使用。此外，还可以利用煤矸石作为替代燃料，在电厂或加热设备中进行燃烧发电或供暖。另外，煤矸石还可以通过生物质能技术进行能量利用。将煤矸石与生物质混合，经过压制和干燥等处理步骤后，可制成生物质煤块或颗粒燃料。这些生物质煤块或颗粒燃料在燃烧时释放出的热能可以被有效利用，例如用于供暖、蒸汽发生器或发电机组。

4.4煤矸石资源化利用的环境影响与可持续性评估

在进行煤矸石资源化利用时，需要考虑其对环境的潜在影响，并进行相应的环境评估和监测。主要关注点包括废水排放、大气污染物排放以及土壤质量等方面。同时，也需要对煤矸石资源化利用的可持续性进行评估，包括经济效益、社会效益和环境效益等方面的考虑。

结束语

电厂燃煤脱硫过程中产生的副产物处理与资源化利用是解决电厂环境问题、推动可持续发展的重要课题。目前，已经取得了一定的研究进展，但仍然存在一些问题，如副产物处理技术的成本和效果等。未来的研究方向应该注重提高副产物处理和资源化利用效率，降低成本，并进一步推动电厂燃煤脱硫技术的发展，以实现绿色、可持续的能源生产。

参考文献

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