1.4　粉煤灰的排放

由于粉煤灰燃烧方式、排放方式、煤种不同、炉型不同等因素决定了粉煤灰产生了微小差异化，但就因为这个微小的差异形成了粉煤灰的个性，几乎每个电厂排放的粉煤灰化学成分都不同，甚至一个电厂在不同的时间和不同的炉型下产生的粉煤灰都是不同的。根据其排放方式的不同，粉煤灰的物理化学性质也有所不同。

1.4.1　排放方式

常见的粉煤灰的排放方式有干式排放和湿式排放两种。粉煤灰的排放主要按照其收尘方式不同，分为干收干排、干收湿排和湿收湿排等。干收干排指采用静电收尘器、机械收尘或者布袋收尘器等设备收尘，然后再采用负压、正压、微正压或者机械式等干除灰系统将粉煤灰排放出来；干收湿排是利用干式除尘器收集到粉煤灰后，再采用水力冲排；湿收湿排是利用湿式除尘器收集到粉煤灰后，直接将粉煤灰以灰浆的形式排放到储灰池。因此称采用干收干排方式得到的粉煤灰为干排灰，而将利用干收湿排和湿收湿排方式得到的粉煤灰称为湿排灰。湿排粉煤灰是采用较多量的水，直接从喷淋除尘器中或静电除尘器下将粉煤灰稀释成流体，用泵和管道打入粉煤灰沉淀池中。

刚入池的粉煤灰，固液比高达1:（20～40）。为了能够利用，需进行脱水处理。粉煤灰的脱水工艺，有自然沉降法、自然沉降-真空脱水法、浓缩真空过滤脱水法等。

（1）自然沉降法　是利用粉煤灰悬浮液固相颗粒自然沉降的原理，使之从液相中沉淀出来。按照水的运动方式，又有静态沉降和动态沉降之分。静态沉降需要几个沉灰池循环使用。操作方法是先将灰水注满沉灰池，使其静态自然沉降，沉降终止后放出澄清水，然后再注满灰水沉降，经过几次循环，待灰层达到一定高度后，即可挖灰。优点是操作简单，缺点是灰场占地大。动态沉降是在一个沉降池中，灰水从一端进入。灰粒在池中边流动边沉降，澄清水从另一端流出。该方法的优点是占地少，且可以在滥流口处回收漂珠，作为塑料、橡胶、交通标志涂料的填料；缺点是脱水不彻底，脱水后的含水率一般不低于50％。

（2）自然沉降-真空脱水法　是在自然脱水的基础上，通过真空力加快或进一步脱水。其灰池结构中真空管道由主管和支管组成，支管上钻有直径5mm的小孔，管外包以100目和24目的双层铜丝网。真空度一般为500mm汞柱，可使粉煤灰的含水率由100％降至40％以下。

（3）浓缩真空过滤脱水法　是一种机械化的连续脱水方法。操作时先将粉煤灰悬浮液通过脱水筛筛除粒径大于2mm的煤渣，然后送入耙式浓缩机进行浓缩。浓缩池底部的灰浆经管道自动流入灰浆池。后经砂泵扬至真空过滤机上方的搅拌筒内。当输送量大于处理量时，多余的灰浆由溢流管自动回到灰浆池或浓缩机。搅拌筒中的灰浆经管道进入真空过滤机的料浆槽后，在转筒内外压力差的作用下将固相和液相分开。滤液经气轴和管道流入气水分离器，而吸附于滤布上的粉煤灰则用刮刀刮下用胶带送走。经处理后，粉煤灰的含水率可以降到35％。

干排灰是将除尘器收集下来的粉煤灰，通过气力输送装置输送于储灰仓中，直接贮存的粉煤废，由于含有部分黏聚在一起的颗粒或未燃尽的碳粒，在使用时会增加拌和需水量，影响制品的强度。再者，即使颗粒极细的粉煤灰，在渗入胶凝材料后也会使胶凝材料的早期强度降低。为此，进行适当的加工处理是必要的。

对煤粉灰的分选，主要是将颗粒粒度不一的粉煤灰，按照要求分成不同的粒级。常用的分选设备为旋风式粗细分离器。其工作原理是，粉煤灰与气流一道沿拔风管进入外锥体中，首先碰到内锥体下部的菱锥体，粗颗粒在惯力的作用下撞落到粗粉出料管中，气流继续上升，按一定角度旋转进入内锥形体。较粗的颗粒又有一部分在惯性离心力的作用下与壁碰撞消能。沿内壳壁流入粗粉出料管。合格的细粉随气流由排风管进入选风分离器收集下来。通过分选可以得到细度符合要求的粉煤灰。然而，粉煤灰的活性不独与细度有关，还与粉煤灰的成分、结构和表面性质密切相关。且前，对粉煤灰的活化处理一般采用两条渠道：一是增钙处理。即在电厂磨煤时有意掺入一定量的石灰或石灰岩。在燃烧过程中与煤灰中的氧化硅、氧化铝反应，生成具有水硬性的硅酸钙、铝硅酸钙。二是用球磨机或立磨机进行磨细，使其在细增加的同时产生具有活性的新鲜断面。如果在磨细的同时，再掺入一部分化学活性剂，则活化效果更好，被称为物理-化学联合活化。

1.4.2　排放量

粉煤灰是火力发电的必然产物，平均每消耗4t的煤就会产生1t粉煤灰。我国的火电装机容量从2002年起呈现出爆炸式的增长。一般来说，现代化电厂如果使用低灰分的优质煤，煤能比较充分燃烧，则1×10⁴kW装机容量的年粉煤灰排放量为（0.1～0.2）×10⁴t；但如果使用的是劣质煤，煤又不能充分燃烧，则粉煤灰的排放量可高达1×10⁴t，按火力电厂的效率为42％～61％，煤耗210～307g/（kW·h）。因此，粉煤灰的排放量也在逐年快速大量地增长。

2010年9月15日，国际环保组织绿色和平在北京发布《2010中国粉煤灰调查报告》指出，2009年，我国粉煤灰排放量达到了3.75亿吨，相当于当年我国城市生活垃圾总量的2倍多，其体积可达到4.24亿立方米，相当于每2.5min就倒满一个标准游泳池，或每天一个水立方。2011年，我国粉煤灰排放量达到4.98亿吨，同比增长3.75％；2012年，我国粉煤灰排放量达到5.20亿吨，同比增长4.12％；2013年，我国粉煤灰排放量达到5.32亿吨，同比增长2.31％。2010～2013年我国粉煤灰排放量的平均增长率为3.39％，因此，可以预测2014～2018年的排放量大约为5.50亿吨、5.68亿吨、5.87亿吨、6.08亿吨、6.29亿吨，见图1-5。