《煤系固廢》課件

煤系固廢課程背景資源枯竭煤炭資源的開采導(dǎo)致了大量的固體廢棄物產(chǎn)生。環(huán)境污染煤系固廢的堆放和處理不當(dāng)會造成環(huán)境污染。可持續(xù)發(fā)展合理利用煤系固廢是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。什么是煤系固廢？定義煤系固廢是指在煤炭開采、洗選、加工、利用過程中產(chǎn)生的固體廢棄物。特點(diǎn)煤系固廢通常含有大量的灰分、硫分、重金屬等有害物質(zhì)，對環(huán)境造成污染。煤系固廢的種類煤灰燃燒后剩余的灰燼，主要成分是二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵等。煤渣煤炭在燃燒過程中產(chǎn)生的熔融物質(zhì)，冷卻后形成的固體廢渣。煤矸石煤炭開采過程中伴生的巖石，主要成分是泥質(zhì)、砂質(zhì)、石質(zhì)。煤化渣煤炭加工過程中的廢渣，主要成分是煤炭和礦物混合物。煤灰燃燒后灰燼煤灰是煤炭燃燒后剩余的灰燼，主要成分是二氧化硅、氧化鋁和氧化鐵。種類根據(jù)燃燒方式和煤種的不同，煤灰可分為粉煤灰和爐渣，其中粉煤灰顆粒細(xì)小，爐渣顆粒較大。煤渣煤渣是燃煤電廠鍋爐燃燒煤炭后排出的固體廢棄物。煤渣主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵等，顏色為灰色或黑色。煤渣的物理性質(zhì)主要表現(xiàn)在粒度和密度上，粒度一般在10-100mm之間，密度在2.5-3.0g/cm3之間。煤渣的化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)在其成分的復(fù)雜性和不穩(wěn)定性上，其成分會隨煤種、燃燒方式、燃燒溫度等因素而變化。煤矸石煤矸石是煤炭開采過程中伴生的固體廢棄物，主要成分是巖石、泥土、煤炭殘?jiān)?，通常呈灰白色或淺灰色。煤矸石的成分和性質(zhì)變化較大，取決于煤田的地質(zhì)條件和開采方式。煤化渣煤化渣煤化渣是指煤炭經(jīng)干餾、氣化、液化等過程產(chǎn)生的固體廢棄物。它通常含有高濃度的灰分、碳、硫和重金屬，具有較高的熱值和潛在的利用價(jià)值。堆放由于其成分復(fù)雜，煤化渣的處理和利用存在一定的難度。目前，許多煤化渣被簡單堆放在露天，造成環(huán)境污染和土地資源浪費(fèi)。煤系固廢的特性高熱值煤系固廢中含有大量的碳元素，可燃性強(qiáng)，具有較高的熱值，可用于發(fā)電、供熱等。成分復(fù)雜煤系固廢的成分復(fù)雜，包含多種礦物質(zhì)，例如硅、鋁、鐵等，需要進(jìn)行合理的處理和利用。粉塵含量高煤系固廢的粉塵含量較高，在運(yùn)輸、堆放、處理過程中會產(chǎn)生大量的粉塵，需做好防塵措施。煤灰的特性高含水率煤灰通常含有大量水分，使其具有粘性和易于結(jié)塊的特性?；瘜W(xué)成分復(fù)雜煤灰包含多種化學(xué)成分，包括氧化鋁、二氧化硅和氧化鐵等，影響其物理化學(xué)性質(zhì)。堿性物質(zhì)煤灰中含有較高的堿性物質(zhì)，如氧化鈣和氧化鎂，具有較強(qiáng)的腐蝕性。煤渣的特性粒徑和形狀煤渣的粒徑和形狀取決于煤炭種類、燃燒條件等因素。煤渣通常為不規(guī)則形狀，粒徑范圍較大?；瘜W(xué)成分煤渣的主要成分包括二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵等，含有大量的無機(jī)鹽和重金屬元素，如砷、鉛、汞等。物理性質(zhì)煤渣的密度、比表面積、孔隙率等物理性質(zhì)對其利用方式有影響。煤渣一般具有較低的比表面積和較高的密度。煤矸石的特性低熱值煤矸石的熱值通常低于煤炭，且燃燒效率較低。高灰熔點(diǎn)煤矸石的灰熔點(diǎn)較高，不易熔化，在燃燒過程中易產(chǎn)生爐渣，影響燃燒效率。含水率高煤矸石的含水率較高，會降低其燃燒效率，增加運(yùn)輸和儲存成本。易風(fēng)化煤矸石在露天堆放時(shí)，易受雨水和風(fēng)的影響而風(fēng)化，導(dǎo)致其物理性質(zhì)發(fā)生變化。煤化渣的特性高熱值煤化渣含有未完全燃燒的碳，因此具有較高的熱值，可用于發(fā)電或供熱?；瘜W(xué)成分復(fù)雜煤化渣含有各種無機(jī)鹽類，如碳酸鹽、硫酸鹽、氧化物等，化學(xué)成分復(fù)雜。粉塵含量高煤化渣含有大量的細(xì)粉塵，對環(huán)境會造成一定的污染。煤系固廢的產(chǎn)生量及分布煤矸石煤灰煤渣煤化渣煤矸石占煤系固廢產(chǎn)生量的比例最大，約占60%。全國煤系固廢的產(chǎn)生量年份產(chǎn)生量(百萬噸)201010.5201512.8202015.2不同地區(qū)煤系固廢的產(chǎn)生量40%華北煤炭產(chǎn)量集中，固廢產(chǎn)生量較高。30%華東煤炭消耗量大，固廢產(chǎn)生量也比較高。20%西北煤炭資源豐富，固廢產(chǎn)生量占比較高。煤系固廢的利用現(xiàn)狀不斷增長近年來，隨著環(huán)保意識的提高和相關(guān)政策的推動，煤系固廢的利用率不斷提升。多種方式煤系固廢的利用方式日益多樣化，涵蓋了建筑材料、水泥生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)改良等多個(gè)領(lǐng)域。技術(shù)進(jìn)步先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，如高效分離、深度加工等，為煤系固廢的綜合利用提供了有力支撐。煤灰的利用水泥混合材煤灰可以作為水泥的混合材，降低水泥生產(chǎn)成本并提高混凝土性能。道路建設(shè)煤灰可以用來鋪設(shè)道路，降低道路建設(shè)成本。磚瓦煤灰可以用來制造磚瓦，替代部分粘土資源。煤渣的利用混凝土摻合料煤渣可作為混凝土的摻合料，降低成本，并改善混凝土的性能。路基填料煤渣可用于路基填料，減少土方開挖量，降低工程成本。磚瓦生產(chǎn)煤渣可用于生產(chǎn)磚瓦，替代粘土，節(jié)約資源。煤矸石的利用建材煤矸石可以制成混凝土、磚塊、水泥等建筑材料。它還可以用于道路建設(shè)、填埋等工程。農(nóng)業(yè)煤矸石可以作為土壤改良劑，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力。它還可以用作肥料，補(bǔ)充土壤中的養(yǎng)分。能源煤矸石可以作為燃料，發(fā)電或供熱。它也可以用于生產(chǎn)合成氣等其他能源產(chǎn)品。煤化渣的利用水泥原料煤化渣可作為水泥的混合材，提高水泥的強(qiáng)度和耐久性。建筑材料煤化渣可制成砌塊、磚等建筑材料，節(jié)約資源，降低成本。道路材料煤化渣可用于路基、路面鋪設(shè)，具有良好的強(qiáng)度和耐久性。煤系固廢的處理和綜合利用1處理方法堆放、填埋、焚燒2綜合利用建材、農(nóng)業(yè)、能源3循環(huán)經(jīng)濟(jì)資源化利用煤系固廢的處理方法堆存法堆存法是最簡單的處理方式，但容易造成環(huán)境污染，且占用土地資源。填埋法填埋法可以有效減少污染，但需要大量土地，且存在二次污染風(fēng)險(xiǎn)。焚燒法焚燒法可以減少固廢體積，但會產(chǎn)生有害氣體，需要嚴(yán)格控制排放。煤系固廢的綜合利用1循環(huán)利用將煤系固廢作為原料或燃料，用于生產(chǎn)建筑材料、水泥、陶瓷等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。2生態(tài)修復(fù)利用煤系固廢改良土壤，恢復(fù)植被，改善生態(tài)環(huán)境。3能源利用將煤系固廢作為燃料，替代部分傳統(tǒng)能源，減少環(huán)境污染。煤系固廢利用面臨的挑戰(zhàn)成本高處理和利用煤系固廢的成本較高，需要考慮經(jīng)濟(jì)效益。技術(shù)限制現(xiàn)有的技術(shù)水平尚不能完全滿足高效利用煤系固廢的要求。政策法規(guī)不完善相關(guān)政策法規(guī)的缺失或不完善，制約了煤系固廢的利用。降低煤系固廢產(chǎn)生優(yōu)化煤炭開采技術(shù)通過先進(jìn)的開采技術(shù)，減少煤炭開采過程中的廢棄物產(chǎn)生。提高煤炭洗選效率加強(qiáng)煤炭洗選工藝，最大限度地去除煤炭中的矸石和其他雜質(zhì)。推廣清潔燃燒技術(shù)采用低污染、高效的燃燒技術(shù)，減少煤炭燃燒過程中的污染物排放。提高煤系固廢利用率水泥摻合料利用煤灰代替部分水泥，提高水泥強(qiáng)度，降低成本。建筑材料煤矸石和煤渣可以制成磚、砌塊等建筑材料。道路材料煤渣可以用于道路建設(shè)，代替部分碎石，降低成本。完善相關(guān)政策法規(guī)完善煤炭開采許可證嚴(yán)格控制煤炭開采量，減少煤系固廢產(chǎn)生。制定環(huán)保稅收政策鼓勵企業(yè)減少煤系固廢排放，促進(jìn)清潔生產(chǎn)。制