火電廠廢物綜合利用技術

第1章綜述1
1.1火力發(fā)電概況1
1.1.1分類及特點1
1.1.2主要系統(tǒng)及設備2
1.1.2.1系統(tǒng)概述2
1.1.2.2鍋爐3
1.1.2.3汽輪機7
1.2中國火電行業(yè)發(fā)展情況12
1.2.1發(fā)電行業(yè)發(fā)展概況12
1.2.1.1裝機容量及構成12
1.2.1.2發(fā)電量及構成14
1.2.1.3非化石能源發(fā)電17
1.2.2火電行業(yè)發(fā)展情況18
1.2.2.1裝機及發(fā)電量18
1.2.2.2火電機組類型19
1.2.2.3火電機組等級19
1.2.2.4火電工程造價20
1.2.3火電節(jié)能減排情況22
1.2.3.1節(jié)能降耗水平22
1.2.3.2主要大氣污染物排放及控制情況26
1.2.3.3火電廠廢水排放與控制32
1.2.3.4固體廢棄物排放與綜合利用32
1.2.3.5溫室氣體控制情況33
1.3火電廠廢物綜合利用范圍35
參考文獻36
第2章粉煤灰綜合利用37
2.1粉煤灰的產(chǎn)生及處理37
2.1.1燃煤分類及組分37
2.1.1.1煤的分類37
2.1.1.2煤的組分38
2.1.2粉煤灰的產(chǎn)生39
2.1.3粉煤灰的收集41
2.1.3.1靜電除塵器41
2.1.3.2袋式除塵器43
2.1.3.3電袋除塵器47
2.1.4粉煤灰的輸送48
2.1.4.1輸灰48
2.1.4.2除渣51
2.1.5粉煤灰的加工處理51
2.1.5.1分選52
2.1.5.2磨細52
2.1.6粉煤灰的貯存53
2.2粉煤灰的基本性能54
2.2.1物理性質54
2.2.2化學性質55
2.2.2.1化學成分55
2.2.2.2性能影響56
2.2.3顆粒組成58
2.2.4品質參數(shù)58
2.2.5粉煤灰分類66
2.2.6基本特性68
2.3粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀71
2.3.1綜合利用現(xiàn)狀71
2.3.1.1國內情況71
2.3.1.2國外情況73
2.3.2綜合利用途徑分類75
2.4在建材中的利用77
2.4.1燒結粉煤灰磚77
2.4.2蒸壓粉煤灰磚79
2.4.3混凝土83
2.4.4陶粒99
2.4.5水泥103
2.4.6巖棉106
2.4.7蒸汽養(yǎng)護磚107
2.4.8粉煤灰硅酸鈣板107
2.4.9免燒粉煤灰磚108
2.4.10粉煤灰砂漿108
2.4.11微晶玻璃109
2.5在筑路中的利用110
2.5.1利用途徑110
2.5.1.1道路基層110
2.5.1.2填筑路堤111
2.5.1.3替代礦粉做瀝青混合料中的填充料112
2.5.2典型斷面及穩(wěn)定性分析113
2.5.2.1典型斷面及防排水113
2.5.2.2路堤穩(wěn)定性114
2.5.3巖土材料應力變形分析115
2.5.4工程應用情況115
2.5.4.1國外應用研究現(xiàn)狀115
2.5.4.2國內應用研究現(xiàn)狀116
2.6在建工中的利用117
2.6.1混凝土摻合料117
2.6.1.1基本性能117
2.6.1.2應用實例118
2.6.2處理地基121
2.6.3砂漿摻合料123
2.7在回填中的利用123
2.7.1回填材料123
2.7.2品質要求123
2.7.3應用現(xiàn)狀124
2.7.4應用實例125
2.8在農業(yè)中的利用131
2.8.1改良土壤131
2.8.2覆土造田135
2.9在環(huán)境工程中的利用141
2.9.1處理生活污水141
2.9.2處理含氟廢水142
2.9.3處理焦化廢水143
2.9.4用于煙氣脫硫143
2.9.5用于防治噪聲143
2.10成分回收及再利用144
2.10.1提取氧化鋁及生產(chǎn)硅鋁鈦合金145
2.10.1.1技術進展145
2.10.1.2技術方法145
2.10.1.3應用實例149
2.10.2空心微珠分選151
2.10.3碳的提取152
2.10.3.1粉煤灰中碳的理化性質152
2.10.3.2粉煤灰脫碳技術153
2.10.4鐵的提取156
2.10.5粉煤灰活化技術研究156
2.10.6粉煤灰改性技術研究157
2.11脫硫灰渣的利用159
2.11.1干法（半干法）脫硫灰渣的利用159
2.11.2循環(huán)流化床脫硫灰渣的利用160
2.12技術發(fā)展趨勢161
參考文獻162
第3章脫硫石膏綜合利用164
3.1脫硫石膏的生成164
3.1.1石膏分類164
3.1.2脫硫石膏164
3.1.2.1脫硫石膏定義164
3.1.2.2脫硫石膏產(chǎn)生165
3.2脫硫石膏的基本特性171
3.2.1與天然石膏的差異171
3.2.2化學成分172
3.2.3顆粒特性172
3.2.4物相分析174
3.2.5熱分析177
3.2.6性能分析178
3.2.6.1技術性能178
3.2.6.2安全性能178
3.2.7主要影響因素179
3.3脫硫石膏綜合利用現(xiàn)狀180
3.3.1中國脫硫石膏綜合利用180
3.3.1.1產(chǎn)生量與利用量180
3.3.1.2綜合利用途徑182
3.3.1.3綜合利用案例183
3.3.2國外脫硫石膏綜合利用185
3.4脫硫石膏應用通用處理工藝及設備189
3.4.1建筑石膏的制備189
3.4.2高強石膏的制備190
3.4.3石膏加工設備193
3.4.3.1常用煅燒方式及設備簡述193
3.4.3.2主要特點196
3.4.3.3工藝技術198
3.5脫硫石膏在傳統(tǒng)建筑制品中的應用201
3.5.1紙面石膏板201
3.5.1.1發(fā)展情況201
3.5.1.2主要特點201
3.5.1.3紙面石膏板的質量標準202
3.5.1.4生產(chǎn)工藝204
3.5.1.5雜質對紙面石膏板性能的影響204
3.5.1.6紙面石膏板生產(chǎn)對脫硫石膏品質的要求204
3.5.1.7應用實例204
3.5.2石膏砌塊207
3.5.2.1發(fā)展情況207
3.5.2.2主要特點208
3.5.2.3石膏砌塊的質量標準和技術性能209
3.5.2.4生產(chǎn)工藝210
3.5.2.5應用實例210
3.5.3石膏空心條板211
3.5.3.1主要特點212
3.5.3.2石膏空心條板的規(guī)格、質量標準和技術性指標212
3.5.3.3生產(chǎn)工藝213
3.5.4石膏刨花板213
3.5.4.1發(fā)展情況214
3.5.4.2主要特點214
3.5.4.3石膏刨花板的技術要求215
3.5.4.4生產(chǎn)工藝216
3.5.5裝飾石膏板218
3.5.5.1產(chǎn)品介紹218
3.5.5.2主要特點219
3.5.5.3種類與應用219
3.5.5.4裝飾石膏板的規(guī)格、質量標準和技術性指標220
3.5.6纖維石膏板221
3.5.6.1產(chǎn)品介紹221
3.5.6.2主要特點221
3.5.6.3生產(chǎn)工藝及設備222
3.5.7建筑砂漿227
3.5.7.1粉刷石膏227
3.5.7.2特種干粉砂漿229
3.5.7.3復合膠凝材料230
3.5.7.4配制粉刷石膏231
3.5.7.5內墻膩子232
3.5.8防火中的應用232
3.5.8.1防火密封232
3.5.8.2 防火涂料233
3.6脫硫石膏在水泥和混凝土中的應用233
3.6.1水泥緩凝劑233
3.6.1.1作用機理233
3.6.1.2脫硫石膏做水泥緩凝劑234
3.6.1.3應用實例235
3.6.2酸聯(lián)產(chǎn)水泥237
3.6.3普通混凝土243
3.6.3.1用作膠凝材料243
3.6.3.2用作激發(fā)劑243
3.6.3.3用作膨脹劑244
3.6.4加氣混凝土246
3.6.4.1研究現(xiàn)狀246
3.6.4.2水化機理247
3.6.4.3制備工藝研究248
3.7脫硫石膏在新型建材中的應用249
3.7.1高強石膏粉249
3.7.1.1蒸壓時間的影響250
3.7.1.2蒸壓溫度的影響250
3.7.1.3干燥溫度的影響253
3.7.1.4轉晶劑的影響254
3.7.1.5粉磨時間的影響256
3.7.2制備自流平材料258
3.7.2.1發(fā)展情況258
3.7.2.2外加劑260
3.7.2.3配制工藝262
3.7.3制備新型墻體材料268
3.7.3.1產(chǎn)品介紹268
3.7.3.2石膏膨脹珍珠巖保溫墻材271
3.7.3.3發(fā)泡石膏墻材277
3.7.3.4石膏基相變墻材280
3.8脫硫石膏在筑路及回填中的利用286
3.8.1路基材料286
3.8.2采空區(qū)充填材料287
3.9脫硫石膏在農業(yè)中的利用287
3.9.1改良酸性土壤287
3.9.2改良堿性土壤289
3.9.3作為肥料使用300
參考文獻300
第4章廢污水處理及回用301
4.1火電廠廢污水來源及特性301
4.1.1主要來源301
4.1.2各類廢污水特性301
4.2火電廠廢污水綜合利用情況304
4.2.1法規(guī)政策分析304
4.2.2火電廠耗水情況及特點305
4.2.3火電廠節(jié)水及回用情況306
4.3火電廠廢污水處理306
4.3.1主要處理技術及設備306
4.3.1.1物理處理方法306
4.3.1.2化學處理方法310
4.3.1.3生物處理方法312
4.3.1.4膜分離方法314
4.3.2各類廢污水處理技術318
4.3.2.1循環(huán)冷卻排污水的處理318
4.3.2.2化學酸堿廢水的處理319
4.3.2.3沖灰廢水的處理322
4.3.2.4煙氣脫硫廢水的處理323
4.3.2.5煤場廢水、沖渣水、車間沖洗水的處理324
4.3.2.6含油廢水的處理325
4.3.2.7鍋爐清洗廢液的處理325
4.3.2.8生活污水的處理327
4.4火電廠水務管理328
4.4.1背景及意義328
4.4.2現(xiàn)代水務管理328
4.4.3現(xiàn)狀及問題329
4.4.4應用實例329
4.5火電廠空冷技術333
4.5.1技術發(fā)展333
4.5.2技術分析334
4.6火電廠海水利用技術340
4.6.1海水冷卻與淡化技術340
4.6.1.1海水冷卻技術340
4.6.1.2海水淡化技術341
4.6.2海水脫硫技術342
4.6.2.1技術分析342
4.6.2.2海水脫硫系統(tǒng)343
4.6.2.3主要環(huán)境影響344
4.6.2.4應用實例345
4.7電廠其他用水優(yōu)化348
4.8發(fā)展趨勢與展望353
參考文獻354
第5章余熱回收利用355
5.1工業(yè)余熱概述355
5.1.1工業(yè)余熱分類355
5.1.2余熱利用途徑355
5.1.3回收利用技術356
5.1.3.1熱交換技術356
5.1.3.2熱功轉換技術357
5.1.3.3制冷（熱）技術357
5.1.3.4低溫余熱發(fā)電技術358
5.2鍋爐排煙余熱利用359
5.2.1鍋爐熱損失及計算360
5.2.1.1鍋爐熱效率360
5.2.1.2各項熱量損失分析361
5.2.1.3影響鍋爐排煙溫度的因素362
5.2.1.4相關燃燒計算363
5.2.2煙氣余熱利用技術364
5.2.2.1預熱凝結水364
5.2.2.2提高空預器入口溫度365
5.2.2.3干燥褐煤365
5.2.2.4區(qū)域供冷供熱365
5.2.2.5技術難點與解決方案366
5.2.3排煙余熱回收技術366
5.2.3.1煙氣冷卻器366
5.2.3.2熱管換熱器369
5.2.3.3低溫省煤器377
5.2.4煙氣冷凝潛熱利用技術400
5.2.4.1天然氣煙氣冷凝潛熱400
5.2.4.2褐煤煙氣冷凝潛熱402
5.2.4.3燃氣鍋爐排煙熱回收技術403
5.3余熱利用407
5.3.1機組冷卻水407
5.3.2余熱利用途徑409
5.3.3熱泵技術410
5.3.3.1技術原理411
5.3.3.2技術發(fā)展415
5.3.3.3技術參數(shù)415
5.3.3.4余熱回收系統(tǒng)417
5.3.3.5循環(huán)水源熱泵系統(tǒng)418
5.3.3.6蒸汽噴射熱泵技術420
5.3.3.7吸附式熱泵技術421
5.3.3.8循環(huán)冷卻水余熱回收供熱節(jié)能技術421
5.3.3.9熱泵回收循環(huán)系統(tǒng)424
5.3.3.10應用實例425
5.3.4濕冷塔勢能利用技術435
5.3.4.1技術原理435
5.3.4.2工藝系統(tǒng)435
5.3.4.3應用實例435
5.3.5鍋爐汽水余熱利用技術437
5.3.5.1鍋爐深度降低排煙溫度技術437
5.3.5.2鍋爐余熱深度利用及尾部受熱面優(yōu)化技術441
5.3.5.3鍋爐高溫爐渣余熱回收利用技術451
5.3.5.4應用實例456
5.4汽輪機低真空運行460
5.4.1運行方式460
5.4.2技術特點461
5.4.3應用實例464
參考文獻470
第6章煙氣凈化中的資源利用471
6.1氨法脫硫471
6.1.1工藝原理471
6.1.2技術特點474
6.1.3應用實例476
6.2活性焦脫硫483
6.2.1工藝原理483
6.2.2技術特點483
6.2.3應用實例485
6.3有機胺脫硫技術486
6.3.1工藝原理486
6.3.2技術特點487
6.3.3應用實例488
6.4其他脫硫工藝490
6.4.1磷銨肥法脫硫技術490
6.4.2雙堿法脫硫技術490
6.4.3鎂法脫硫技術492
6.4.4韋爾曼洛德脫硫技術492
6.4.5有機酸鈉石膏脫硫技術493
6.5失效催化劑處理493
6.5.1催化劑介紹493
6.5.1.1主要成分493
6.5.1.2催化劑分類495
6.5.2催化劑失活及運行管理496
6.5.2.1催化劑失活與處理496
6.5.2.2典型運行管理方案497
6.5.3失效催化劑處理498
6.5.3.1催化劑回收和清洗498
6.5.3.2催化劑再生500
6.5.3.3廢棄催化劑處置502
6.6除塵破舊布袋處理503
6.6.1布袋及其濾料503
6.6.1.1聚苯硫醚（PPS）504
6.6.1.2聚四氟乙烯（PTFE）504
6.6.2工況對濾料的影響504
6.6.2.1溫度的影響504
6.6.2.2氧含量的影響505
6.6.2.3燃料種類及燃燒方式的影響506
6.6.2.4水蒸氣含量的影響507
6.6.2.5煙氣成分的影響507
6.6.2.6其他因素影響507
6.6.3破舊布袋處理508
6.7膜法回收煙氣中水分509
6.7.1技術分類509
6.7.2技術應用512
6.7.2.1燃用褐煤電站煙氣熱能利用及水分回收512
6.7.2.2高水蒸氣含量煙氣水分的捕集517
6.7.2.3燃煤電站鍋爐煙氣余熱與水分聯(lián)合回收技術518
6.7.3技術展望521
參考文獻522
第7章煙氣二氧化碳捕集、利用與封存523
7.1技術概述523
7.1.1碳捕集、利用與封存技術簡介523
7.1.2技術長期減排潛在作用分析524
7.1.2.1世界主要機構估算的CCUS減排潛力526
7.1.2.2發(fā)展低碳能源體系的過渡策略526
7.1.2.3發(fā)達國家發(fā)展CCUS技術的有關考量526
7.1.2.4發(fā)展中國家戰(zhàn)略需求526
7.1.3碳捕集、利用與封存技術的爭議527
7.2二氧化碳捕集技術527
7.2.1二氧化碳吸收分離技術529
7.2.1.1化學吸收技術529
7.2.1.2物理吸收技術532
7.2.1.3物理化學吸收技術535
7.2.1.4技術應用535
7.2.2二氧化碳吸附分離技術539
7.2.2.1變溫吸附法（TSA法）539
7.2.2.2變壓吸附法（PSA法）540
7.2.2.3吸附劑540
7.2.2.4技術應用544
7.2.3二氧化碳膜分離和膜吸收技術546
7.2.3.1膜分離技術546
7.2.3.2膜吸收技術551
7.2.3.3技術應用553
7.2.4富氧燃燒技術555
7.2.4.1基本原理與類型555
7.2.4.2煤粉鍋爐富氧燃燒技術559
7.2.4.3循環(huán)流化床鍋爐富氧燃燒技術565
7.2.4.4增壓富氧燃煤流化床鍋爐整體化發(fā)電技術567
7.2.4.5氧氣與空氣混合富氧燃燒技術568
7.2.4.6蒸汽調溫的富氧燃燒技術570
7.2.5化學鏈燃燒技術571
7.2.5.1技術原理571
7.2.5.2關鍵問題571
7.2.5.3相關研究579
7.2.6燃燒前控制二氧化碳排放的動力系統(tǒng)582
7.2.6.1IGCC系統(tǒng)二氧化碳分離582
7.2.6.2控制二氧化碳排放的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)584
7.2.6.3控制二氧化碳分離的IGCC能源動力系統(tǒng)589
7.3二氧化碳輸送技術593
7.3.1罐車運輸593
7.3.2船舶運輸594
7.3.3管道運輸595
7.3.3.1輸送原理596
7.3.3.2關鍵技術597
7.3.3.3其他相關問題597
7.3.4二氧化碳輸送系統(tǒng)工業(yè)應用599
7.3.4.1管道直徑599
7.3.4.2管道壁厚599
7.3.4.3二氧化碳初壓縮所需的功率600
7.3.4.4中間壓氣站間的最大距離601
7.3.4.5二氧化碳管道運輸?shù)某杀?01
7.4二氧化碳利用技術602
7.4.1二氧化碳強化驅油603
7.4.1.1混相驅油技術603
7.4.1.2非混相驅油技術604
7.4.1.3吞吐技術605
7.4.2二氧化碳驅煤層氣605
7.4.2.1發(fā)展現(xiàn)狀605
7.4.2.2驅煤層氣機制606
7.4.3其他資源化利用途徑606
7.4.3.1合成有機高分子化合物607
7.4.3.2無機化工產(chǎn)品607
7.4.3.3焊接保護608
7.4.3.4煙絲膨化608
7.4.4技術應用608
7.4.4.1Weyburn碳封存與驅油項目608
7.4.4.2吉林油田EOR項目610
7.5二氧化碳封存技術611
7.5.1二氧化碳油氣藏封存611
7.5.1.1枯竭油氣藏封存611
7.5.1.2原油開采中封存612
7.5.2咸水層封存613
7.5.2.1封存機制613
7.5.2.2封存和監(jiān)測614
7.5.3化學固定614
7.5.3.1工業(yè)利用614
7.5.3.2礦物碳酸化固定615
7.5.3.3生物固定617
7.5.4技術應用620
7.5.4.1挪威的Sleipner與Snohvit氣田620
7.5.4.2阿爾及利亞艾因薩拉赫氣田實驗項目621
7.6CCUS示范工程622
7.6.1國外主要CCUS示范工程622
7.6.1.1咸水層封存項目623
7.6.1.2油氣田封存項目624
7.6.1.3煤層封存624
7.6.2國內主要的CCS示范工程625
7.6.2.1咸水層封存項目625
7.6.2.2油氣田封存項目626
7.6.2.3煤層封存626
參考文獻626
第8章相關法規(guī)政策627
8.1我國資源綜合利用法律政策分析627
8.1.1綜合利用主要法律法規(guī)體系627
8.1.2火電廠粉煤灰綜合利用法規(guī)、政策分析630
8.2相關法律法規(guī)634
8.2.1中華人民共和國環(huán)境保護法634
8.2.2中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法641
8.2.3中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟法645
8.3規(guī)劃與方案651
8.3.1《粉煤灰綜合利用管理辦法》(國家發(fā)展改革委2013年第19號公告)651
8.3.2關于印發(fā)《“十二五”資源綜合利用指導意見》和《大宗固體廢物綜合利用實施
方案》的通知(發(fā)改環(huán)資\\[2011\\]2919號)654
8.3.3《中國資源綜合利用技術政策大綱》(2010年第14號公告)664
8.3.4關于印發(fā)《國家鼓勵的資源綜合利用認定管理辦法的通知》(發(fā)改環(huán)資\\[2006\\]
1864號)669
8.3.5《廢物資源化科技工程“十二五”專項規(guī)劃》673
8.3.6關于印發(fā)《大宗工業(yè)固體廢物綜合利用“十二五”規(guī)劃的通知》(工信部\\[2011\\]
600號)686
8.3.7關于印發(fā)《節(jié)能技術改造財政獎勵資金管理辦法的通知》(財建\\[2011\\]367號)697
參考文獻699