粉煤灰的燃烧过程:煤粉在炉膛中呈悬浮状态燃烧,燃煤中的绝大部分可燃物都能在炉内烧尽,而煤粉中的不燃物(主要为灰分)大量混杂在高温烟气中。专业混凝土粉煤灰这些不燃物因受到高温作用而部分熔融。专业混凝土粉煤灰同时由于其表面张力的作用,形成大量细小的球形颗粒。
利用粉煤灰作为原料生产墙体材料在我国已有几十年历史和经验,先后研制和生产了粉煤灰泡沫混凝土制品、蒸养粉煤灰中型密实砌块、小型粉煤灰空心砌块、蒸养、蒸压粉煤灰砖,蒸养、蒸压加气混凝土制品、粉煤灰烧结陶粒。 为了处理工业固体废弃物粉煤灰、保护环境,早在20世纪50年代中后期,国内就开展了大量利用粉煤灰的研究,首先生产了粉煤灰泡沫混凝土板,用于北京首都机场的机库屋面。60年代,粉煤灰中型密实砌块在上海市公共住宅建筑普遍应用,在上海城市建设中发挥了重大作用。受上海启发和影响,苏州、无锡、常州、南京、济南、成都、攀枝花等地相继建设了近30条生产线,一直生产到80年代中后期,后因块型大、块太重、施工麻烦,而逐渐改产、停产。当在蒸压灰砂砖在我国开发成功,并普遍推广后,受其启发,研究用粉煤灰和炉渣代替砂子做原料生产蒸养和蒸压粉煤灰砖,并获得成功,随即在全国推广相继建成近40条生产线,因性能、价格、市场问题经营销售一些年以后陆续萎缩、停产,但也有部分企业至今仍继续生产,并取得不错的效益,如武汉硅酸盐制品厂等,目前也有些新的生产线在建设。70年代在引进消化蒸压加气混凝土技术的基础上,研究成功用粉煤灰代替砂子生产粉煤灰加气混凝土制品,目前用粉煤灰做原料的加气混凝土产品的产量已占全国加气混凝土总产量的80 %。70年代又进行了利用粉煤灰做原料生产烧结陶粒的研究,在天津硅酸盐制品厂建成了我国惟一的一条采用烧结机和燃煤粉烧结粉煤灰陶粒生产线,成功生产出粉煤灰陶粒用于天津市建筑和建筑构件生产,如预制混凝土大板,至90年代因城市的拓展,该厂场地改作房地产开发用地,而被迫停产。同期很多单位以粉煤灰代替部分粘土生产烧结实心砖和空心砖,并探索不断提高粉煤灰掺加量,力求最大限度地利用粉煤灰。
山西省在发展煤电行业的同时,也通过加快技术创新, 积极努力地推进粉煤灰综合利用产业的发展,使得专业混凝土粉煤灰综合利用率稳步增长,利用领域逐渐拓宽,技术水平不断提升。近年来山西省专业混凝土粉煤灰利用量呈持续上升趋势,从2000 年的145 万t 增加到2013年的2 687 万t, 综合利用率从18 %增加到56%,但仍低于全国68 %的平均水平12 个百分点。此外, 由于全省缺乏具有较强市场竞争力的跨区域大集团,企业资源整合能力差,无法对全省的粉煤灰资源进行合理调配。加之受地域资源、经济发展水平和城市建设规模等因素的影响, 全省各地市粉煤灰综合利用情况差异较大。
当前粉煤灰治理中存在的问题主要可以概括为下列三个方面的问题:一是粉煤灰污染防治重视不够,一方面表现在政府的政策指引重资源利用,轻环境保护。另一方面是目前地方政府牺牲环境追求经济效益的观念尚未完全转变。当前有些地方领导环境意识薄弱,对可持续发展战略认识不足,在任期内只考虑近期的、局部的经济发展需要,在发展规划中,尤其在火电厂选址上,缺乏对保护环境的长远考虑。二是专业混凝土粉煤灰处置场所防治措施不足。三是专业混凝土粉煤灰综合利用政策缺乏监管。由于缺乏对粉煤灰综合利用率的统计监管,实践中的粉煤灰综合利用率一直饱受公众的质疑。尽管据中国资源综合利用协会测算,2009年我国综合利用粉煤灰约4亿吨,综合利用率达到68%,但根据绿色和平组织的调查后,我国目前粉煤灰综合利用率实际不足30%。
为了节省投资,不少研究者探索发展蒸汽养护,甚至自然养护生产粉煤灰陶粒。其中以安徽省建筑科学研究设计院坚持多年做了比较多的工作,也取得一定的成果。荷兰霍高文能源及环保服务公司开发了蒸汽养护粉煤灰陶粒生产技术,并在荷兰及在美国建立了生产线。它是用7 %的熟石灰与粉煤灰充分搅拌混合后经成球盘造粒送进大筒仓,在筒仓中通入80~85 ℃蒸汽经预热、恒温、冷却而成。由于堆积密度偏高,筒压强度偏低,耐久性较差,只能用于较低标号的非配筋混凝土制品或非承重砌块。蒸汽养护粉煤灰陶粒,甚至自然养护粉煤灰陶粒可以适度发展,但要应用确当,严格控制。混凝土粉煤灰厂家