【内容提要】本文以济宁能源阳城煤电工业园区为例，深入研究如何贯彻党的二十届三中全会精神，围绕煤矸石综合利用、清洁生产、节能减排和发展生态循环经济，探索煤电化建材工业园区新型产业化发展模式。通过分析园区废弃物利用现状及存在问题，提出可利用途径和循环经济体系基本框架，推动 “煤 — 电 — 建材产业链条延伸” 暨资源综合利用新型产业化，为推进中国式现代化在济宁的具体实践提供路径举措。

一、 引言

党的二十届三中全会进一步强调了全面深化改革的重要性和紧迫性，为生态经济园区新型产业化发展指明了方向。全会提出，要以改革创新为动力，推动经济高质量发展，加强生态环境保护，实现可持续发展。习近平在山东考察时强调要大力推动发展方式绿色低碳转型，推进绿色环保科技创新和产业发展。阳城煤电工业园区作为国家“十一五”期间循环经济标准化试点单位，积极响应政策号召，探索新型产业化发展路径。

二、 资源综合利用与生态经济园区新型产业化的形势分析

生态环境是人类赖以生存和发展的基本条件。近年来，我国工业化进程加速，但原始生态环境遭受破坏，经济发展的高产出伴随着高消耗、高排放、高污染。这种生产方式导致自然生态破坏，且恢复困难。生态系统对经济活动有极大制约能力，经济可持续发展必须保护和建设好生态系统，发展生态经济。

生态经济是以保护和发展生态产业为核心的新型经济模式，具有生态系统性、公共性、全球性、持续性的特点。国家将黄河三角洲定位为高效生态经济区开发建设，突破以往以经济发展为主要目标的模式，上升到 “高效生态并存” 的战略高度。济宁作为鲁西南煤炭资源大市，引导辖区各煤炭企业按照低碳经济 “低能耗、低排放、低污染” 的三低标准，以提高能源利用率和创建清洁能源结构为目标，走出一条节能减排、资源综合利用，发展生态循环经济创新之路，实现经济增长模式的转型，是推动黄河流域生态保护和高质量发展，推动发展方式绿色低碳转型，实现资源综合利用与生态经济建设新型产业化的必然选择。

三、阳城煤电矿井伴生物、副产品及煤电园区废弃物利用现状

济宁能源阳城煤电位于山东省济宁市汶上县西北约17km，是国家“十一五”期间循环经济标准化试点单位，隶属于济宁能源发展集团，园区占地面积42.34万平方米，目前年利润稳定在3亿元左右。现有在册职工2300余人。阳城煤矿井田主体位于梁山和汶上两县境内。阳城煤矿和同期建设的洗煤厂，及其坑口电厂同处阳城煤电工业园区内，总投资22.6亿元。阳城煤矿于2004年开工建设，2007年正式投产。设计生产能力180万吨/年，新核定生产能力90万吨/年。井田面积46.1km2，截至2023年底保有资源储量40944.6万吨，可采储量11156.6万吨。煤层埋深在-190～-1300m，主采煤层3煤，平均厚度7.03m，煤种属低灰低硫、高发热量，优质动力煤。与煤矿配套建设的洗煤厂洗选能力为120万吨/年。阳城煤矸石资源综合利用电厂于2008年开工建设，2009年建成投产，装机容量为2×150MW。以阳城煤矿洗煤副产品煤矸石、煤泥、洗中煤等低热值燃料发电，年发电量16.5亿千瓦时。机组配套装备2台480t/h超高压高温中间再热循环流化床锅炉。机组采用220kV电压等级，以2回220kV线路接城都、城梁线，并入山东电网，转型升级为热电联产企业。

阳城煤矿主要的矿井伴生物包括矿井水、建井期和掘进期的矸石、煤层气等；主要的副产品包括煤泥，洗选产生的矸石；园区主要废弃物包括废水、电厂锅炉灰渣、粉煤灰、锅炉废气、余热以及生活垃圾等。

目前阳城煤矿煤矸石主要用于道路回填、制砖和发电；煤泥和中煤也主要用于煤矸石电厂的发电；矿井水主要作为电厂和选煤厂的补充水，基本实现了矿井水的零排放。

阳城煤电矿井伴生物、副产品及废弃物的类型、数量及利用情况下如表。

四、阳城煤电矿井伴生物、副产品及废弃物综合利用存在的问题

综合考虑阳城煤矿矿井副产品及废弃物综合利用，还存在以下问题：

一是煤电副产品和废弃物的利用途径较少。阳城煤矿本身排放的煤泥、煤矸石量基本满足电厂发电需求。一方面电厂蒸汽余热虽然已实现了向汶上城区供暖、向汶上精细化工园区及周边EPS泡沫制品生产线供汽，形成了“煤－电－汽－热－建材”产业链。可是阳城电厂对#2汽轮机进行了高背压改造后，周边用气企业受市场大环境影响反而开工不足，导致蒸汽产能过剩；另一方面尽管山东昌耀新型建材有限公司的投产消耗了电厂的大部分粉煤灰，但白矸石、炉渣并未做深加工，产业链延伸不够，并不能充分发挥其利用潜力。

二是阳城煤矿副产品及废弃物的综合利用未能与周边产业产生良好的联动作用。例如，煤矸石和粉煤灰的深加工不足，余热资源未充分利用等。

党的二十届三中全会提出，要深化供给侧结构性改革，推动经济高质量发展。在阳城煤矿的发展中，应积极响应这一政策，加大对煤电副产品和废弃物的综合利用力度，拓展利用途径，提高资源利用效率。同时，要加强与周边产业的合作，形成良好的产业联动，共同推动区域经济的发展。

五、阳城煤电废弃物的可利用途径

（一）阳城煤矿煤矸石的可利用途径

（见煤矸石综合利用途径一览表）

（二）电厂粉煤灰和灰渣可利用途径

（三）电厂余热可利用途径

六、阳城煤电资源综合利用循环经济体系基本框架

（一）阳城煤电循环经济园区建设现状

目前，阳城煤矿生产的煤，经过洗选加工，优质煤炭供应市场和发展焦煤化工，其煤矸石、煤泥、矿井水等副产品废弃物，直供电厂，转化废弃物为清洁能源。电厂生产的粉煤灰和炉渣等副产品，用来制造加气混凝土板材等新型建材，填充煤矿塌陷区等，从而形成“伴生废料—产品—再生能源”为特征的循环经济发展模式。阳城煤矿煤电循环经济园区如图所示。

（二）阳城煤电循环经济园区新型产业化建设总体框架

借鉴其他煤矿循环经济园区发展模式，阳城煤矿循环经济园区新型产业化建设总体框架如图所示。

（虚线方框内表示规划建设的园区）

由上图可见，阳城煤矿的循环经济园区新型工业化建设总体框架可归纳为两类园区：一是煤电建园区、二是煤化工园区。实线方框内为阳城煤矿已有的煤—电—建循环经济园区，虚线内为可建设的煤—焦—化、煤—气—化和煤—电—化循环经济园区。以下主要分析煤化工园区的循环经济发展模式。

1、煤化工园区发展模式设计

煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及化学品的过程。煤化工循环经济园区包括煤—焦—化、煤—气化、煤—液化，煤—电—化等产业链，其中煤液化的技术壁垒最高。煤化工园区的循环经济模式设计如图所示。

2、煤化工园区产业链设计

在煤—焦—化产业链中，阳城煤矿可引进煤焦化和精细化工产业，选煤厂洗选出的贫瘦煤和外购焦煤供给各焦化厂炼焦。焦化厂的副产品焦油和粗苯分别供给焦油和苯加工厂进行精深加工，生产市场需要的各种高附加值化工产品。

在煤—气—化产业链中，焦化企业产生的焦炉废气，通过气化炉，可用于合成甲醇或二甲醚等。甲醇可进一步衍生到MTO （甲醇制低碳烯烃）、MTP（甲醇制聚丙烯）等化工产品。

在煤—电—化产业链中，煤矸石电厂发的电主要供给电—化园区的源头烧碱厂，烧碱厂生产的HCI用于聚氯乙烯的生产，聚氯乙烯厂生产的PVC树脂供给PVC型材厂。烧碱厂的盐泥及电厂产生的粉煤灰用于生产水泥、陶粒及保温砌块等新型环保建筑材料。园区内工厂产生的废水经过处理后循环回用，废气也经过回收利用，变废为宝。

在阳城煤矿循环经济园区新型产业化建设方面，还应引进化工、焦化、精细加工等产业，延伸产业链条，在现有的煤—电—建材园区的基础上，逐步建成煤—焦—化园区、煤—电—化园区等。加大科研投资，开发高附加值的煤炭转化技术和废弃物资源循环利用技术；完善园区内基础设施的建设，保证园区平稳高效运转。

党的二十届三中全会提出，要加快建设现代化经济体系，推动经济高质量发展。阳城煤矿循环经济园区的建设，符合这一要求。通过构建循环经济体系，实现资源的高效利用和废弃物的零排放，推动产业升级和转型，提高经济发展的质量和效益。在建设过程中，要充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，同时更好地发挥政府的作用，加强政策引导和支持，为循环经济园区的发展创造良好的环境。

七、推动“煤—电—建材产业链条延伸”暨资源综合利用新型产业化

（一）煤矸石提升地面综合开发利用产业化

煤矸石提升地面后主要用来发电、制砖、提取化工产品、制备微晶玻璃，还可做生产水泥等建材产品用的轻骨料、利用煤矸石热能制造保温材料等。

1、煤矸石发电

煤矸石电厂主要利用热值在6. 53 ～8. 37MJ/kg之间的洗矸和掘进矸石。目前，煤炭系统矸石发电多采用循环流化床燃烧技术，采用最多、技术成熟的是35 t/h和75 t/h的循环流化床锅炉。如阳城煤矸石综合利用电厂就是充分利用煤矸石、煤泥等低热值燃料，以煤矸石、煤泥、洗中煤为锅炉设计燃料，采用循环流化床锅炉设计技术。

煤矸石发电生产工艺：阳城煤矿产矸石→皮带运至于煤棚→堆取料机→输煤皮带→一级破碎机→振动筛→二级破碎机→输煤皮带→锅炉原煤仓→给煤机→锅炉炉膛。煤泥发电生产工艺：阳城煤矿洗煤厂产煤泥→煤泥输送皮带→煤泥输送刮板机→搓和机→搅拌仓→预压螺旋→煤泥泵→复合式煤泥输送管→锅炉中部给料器→锅炉炉膛。在运行中，阳城电厂充分发挥循环流化床锅炉燃用劣质燃料的技术优势，按照煤泥：煤矸石：洗中煤≈1：7：2进行混烧，尽可能提高煤泥、煤矸石用量。阳城电厂两台机组，每年可消耗煤矸石94万吨，中煤26万吨，煤泥13万吨。每年可节约标准煤25万吨。

2、煤矸石制砖

目前我国煤矸石制砖技术已成熟，是大宗利用的主要途径，可替代黏土砖。以内燃烧结为主。煤矸石可用来烧结空心砖，其特点是100%利用煤矸石做原料，生产出优质煤矸石空心砖等新型墙体材料，能真正实现“制砖不用土，烧砖不用煤”，是减少污染、节土、节能、利用废弃物的环保实用技术，而且对煤矸石的技术要求低，可以在阳城煤矿推广使用。

泥质和碳质煤矸石质软、易粉碎，是生产煤矸石砖的理想原料。用煤矸石粉料压制成的坯料．要求塑性指数在7～l7之间，塑性指数过高的，要掺加塑化剂；塑性指数过低的砖坯子不能成型，焙烧后的废品率也高。煤矸石的发热量要求在2l00～4200KJ/kg之间，发热量过低需加煤，以免砖欠烧；发热量过高时易造成砖过火。

煤矸石烧制空心砖的具体流程如图所示：

3、煤矸石提取化工产品

阳城煤矿煤矸石主要成分是高岭石，Al2O3含量大约15%左右，是一种潜在的铝资源，因此可从中提取有较高经济价值的氧化铝（Al2O3）或氢氧化铝（Al(OH)3）等。

Al2O3及Al(OH)3是冶金炼铝的重要基本原料。氢氧化铝加热至260℃以上时脱水吸热，具有良好的消烟阻燃性能可广泛用于塑料、合成树脂、聚合物和合成橡胶等高分子材料的无烟阻燃剂；超细Al(OH)3还可用作人造大理石、玛瑙、牙膏生产的填料，用于生产硫酸铝、明矾、氟化铝、水合氯化铝、铝酸钠等多种化工产品，用于生产抗胃酸药片等。氧化铝具有结构致密、硬度强、熔点高、化学性质极不活泼等特点，常用于制作精细瓷器、磨料和耐火材料及其他新功能材料。目前被广泛地应用于航空航天、生物科学、超光电学等领域。由此可见，Al2O3及Al(OH)3的市场前景十分广阔。煤矸石提取氧化铝及氢氧化铝的工艺流程如图所示。

4、煤矸石制备微晶玻璃

煤矸石富含SiO2、Al2O3、K2O、Fe2O3和一定量的Na2O、K2O，可以设计成常见的Cao-Al2O3-SiO2-Na2O系矿渣微晶玻璃。基本原料为煤矸石、粉石英、化学纯碳酸钠、化学纯氧化钙。

煤矸石制备的微晶玻璃制品，具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀、绿色环保、裂口迟钝不伤手、机械强度高、表面硬度大等优点，既适用于建筑装饰材料，如微晶板材；又适用于耐磨结构材料，如陶瓷轴承、机械密封件、管道、阀门、耐磨衬片、研磨介质等，广泛应用在建材、冶金、机械、化工、能源、电力等行业。

煤矸石烧结微晶玻璃的主要工艺是配方、熔制、烧结和析晶，其工艺流程如图所示。

（二）矸石不升井长壁逐巷充填

煤矿矸石不升井长壁逐巷充填开采技术以充填为纽带，将长壁逐巷采煤、井下智能分选、地面料浆制备、材料动态输送等工艺有机结合起来，实现煤炭开采、井下分选和矸石处理全过程高度集约化的井下生产。如阳城煤矿在井下建立TDS智能分选系统，对煤流系统矸石进行分选，在地面洗煤厂内建立充填站，将电厂产生的粉煤灰、洗煤厂洗选的矸石进行处理，向井下输送灰浆和矸石，矸石和灰浆在充填硐室内制备成胶结充填料浆，充填料浆通过管路泵送至待充填区域，采取井下矸石不升井模式，置换回收一采区浅部建筑物下压煤资源，补充矿井产能，实现矿井去矸增效。

（三）粉煤灰综合利用新型产业化

阳城电厂每年有约37万吨粉煤灰，粉煤灰是煤经过燃烧后的剩余物，由于其化学组成中有较高含量的SiO2（约为40%～60%）、Al2O3（约为19%～32%）、Fe2O3（约为4%～10%）以及少量的CaO、MgO、K2O和Na2O等可利用的成分。近年来，粉煤灰已被成功地用作生产玻璃制品以及水泥、砌块、免烧砖、加气混凝土、多孔轻质墙板等建材产品的原料生产空心玻璃微珠、烟气脱硫制备简单化肥、筑路、回填等方面。

1、粉煤灰生产节能新型建筑材料

我国粉煤灰最早用于生产建筑材料，利用率一直保持在25%左右。粉煤灰烧结砖、生产水泥熟料及用作混合材、生产陶粒、砌块、加气混凝土、墙体材料等，都是国家推广的成熟技术。

（1）粉煤灰生产烧结砖。粉煤灰的用量从30%到70%，可将湿排粉煤经自然脱水至含水率在30%左右，按粉煤灰55%、黏土40%和5%的炉渣等工业废渣进行配比。主要工艺和设备与普通黏土砖基本相同。

（2）粉煤灰生产蒸压、蒸养砖。蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰、石膏以及骨料为原料，经坯料制备、压制成型、蒸汽养护等流程生产的实心粉煤灰砖。另一种蒸压粉煤灰砖是不用经过高压蒸养，直接常压蒸汽养护，叫做蒸养粉煤灰砖。两种砖的原料和生产过程基本一致，不同的是养护工艺。蒸压粉煤灰砖是在饱和蒸汽压中养护，使砖中的活性组分水热反应充分，砖的强度高，性能稳定。而蒸养粉煤灰砖的墙体易于出现开裂等现象。蒸压粉煤灰砖的抗压强度一般均较高，可达到20Mpa或15Mpa，至少可达到10Mpa，能经受15次冻融循环的抗冻要求。粉煤灰砖是一种有潜在活性的水硬性材料，在潮湿环境中能继续产生水化反应使砖的内部结构更为密实，有利于强度的提高。粉煤灰蒸养砖的配料除粉煤灰可占65%左右外，还需配入适量的骨料生石灰和石膏，经坯料制备、压制成型，经常压或高压蒸汽养护后烧制成砖。它对粉煤灰的要求是灰的含碳量越低越好，灰的活性越高越好。

（3）粉煤灰制取免烧免蒸砖。粉煤灰制取免烧免蒸砖所需的主要配料是：粉煤灰占70%、炉底渣占15%、生石灰占15%（作为激发剂）。产品可达到75号粉煤灰砖标号，总掺灰量达85%。

（4）粉煤灰生产硅酸盐砌块。利用粉煤灰研究生产的各种砌块有蒸养粉煤灰硅酸盐砌块、蒸压粉煤灰加气混凝土砌块、粉煤灰混凝土小型空心砌块、粉煤灰泡沫混凝土砌块、粉煤灰空心砌块等。粉煤灰硅酸盐砌块以粉煤灰、石灰和石膏和胶结料为原料，在配料中除炉渣为主占55%左右外，粉煤灰用量也可达30%。经加水搅拌，振动成型，蒸汽养护而成。此工艺对粉煤灰质量的要求是其烧失量低于15%。适用于工业及民用建筑，且比黏土砖的保温性能好，自重轻，能满足一般建筑物承重墙的耐火极限要求。

（5）粉煤灰制泡沫玻璃。泡沫玻璃是一种新型建筑材料，它可由粉煤灰（可占70%）为主要原料烧制而成，其密度为0.5～0.8t/m3。具有抗压、隔热、隔音、防水、能浮出水面等性能，是现代高层建筑的优质材料。泡沫玻璃做大型雕塑材料，可制成大块，可任意切割装配。用泡沫玻璃制成的墙体砖，密度仅为普通黏土砖的5%～10%，而强度却高出8～15倍，具有质轻、强度大、节能等优点。

（6）粉煤灰制造加气混凝土。加气混凝土是以硅质材料（如粉煤灰）和钙质材料（石灰和水泥）为原料的新型建筑材料，粉煤灰生产加气混凝土是以粉煤灰为基本原料，配以适量的水泥、石膏及铝粉等添加剂，经配料浇注、发气膨胀、切割养护等工艺制成的轻质保温隔热的混凝土，其粉煤灰用量可占70%左右。如阳城煤电循环经济园区内的山东昌耀新型建材有限公司，就是以阳城电厂粉煤灰、汶上白石石材园区的锯泥等工业废料为原材料，安装智能化加气混凝土板材及装配式建材生产线，生产加气混凝土板材（ALC）、加气混凝土砌块（AAC），年生产能力已达30多万立方米。

（7）粉煤灰生产陶粒。利用粉煤灰为主要原料，加入一定量的胶结料和水，经成球、烧结而成的轻骨料为烧结粉煤灰陶粒。它是一种性能良好的人造轻骨料，其粉煤量用量可达80%左右，可以配制300号混凝土。可广泛地用于工业与民用建筑、制作各种混凝土构件，还可用于桥梁、窑炉和烟囱的砌筑。

（8）粉煤灰在砂浆中代替部分水泥、石灰或砂。砂浆在建筑工程中的用量很大，且对粉煤灰的质量要求不高，可改善混凝土的特性并节约水泥。此项技术可大量利用粉煤灰，每立方米混凝土可用粉煤灰50～100kg，节约水泥50～100kg，用灰比例在10%以上。

（9）粉煤灰代替黏土作生产水泥原料。由于粉煤灰的化学成分和黏土相似，可代替黏土生产水泥。其生产工艺和技术装备与生产普通硅酸盐水泥一样。用粉煤灰生产水泥，主要是用作水泥的混合掺料，其质量必须符合国家有关规定。由于粉煤灰掺量不同，掺配成的水泥具有不同的名称和性能。

（10）粉煤灰作生产水泥的混合材。在用质量合格的粉煤灰做混合材磨制水泥时，可分别生产普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥（掺入量不高于15%）、粉煤灰水泥（掺入量为20%～40%不等），低标号砌筑水泥掺入量为60%～70%。

2、粉煤灰用作井下回填和充填矿井塌陷区

如阳城煤矿矸石不升井长壁逐巷充填项目中，利用粉煤灰注浆充填采空区可达到防火效果，同时还能较大幅度地减少地表移动值，粉煤灰充填采空区后对围岩和煤柱起到了加强的作用，增强了煤柱的强度，有利于巷道维护，亦有利于厚煤层分层开采，提高煤炭回收率。

3、粉煤灰用于筑路工程

用于公路的路面基层，用二灰石（石灰、粉煤灰、石子）代替传统的碎石，可使公路质量大大提高并提高了施工速度，降低造价。现粉煤灰已大量用于高等级公路的路堤，质量高于使用黏土并大量节约了土地。近几年筑路用灰的比例上升很快，已达到30%左右。比如，仅沪宁高速公路就使用粉煤灰700万吨。

4、从粉煤灰提取多种化学、化工原料

（1）碱法提取氢氧化铝。煤灰中的Al2O3含量高达25%～40%以上，我国则多研究采用常压蒸养、低温（900℃左右）脱水的工艺，其优点是能耗低。

（2）回收铁或磁珠。粉煤灰中的铁主要以Fe2O3、Fe3O4和硅酸铁等形态存在。铁的回收一般采用磁选法。可先经旋流器预选后，再用弱磁选矿机分选，富集得到高品位精铁矿，铁回收率可达50%左右。

（3） 回收空心微珠。空心微珠根据珠璧薄厚不同，分为漂珠和沉珠。漂珠一般采用浮选提纯的方法获得。沉珠一般采用重力分选法获得，如采用水力旋流器三段开路分级，获得沉珠含量可达85%～95%、回收率大于75%的分选效果。

此外，由于粉煤灰的比表面积大，吸附能力强，具有高分子缩聚的特性，因此它易吸附、还原和富集锗、镓等某些稀散元素，国内外均有成熟的工艺和经验。

5、粉煤灰生产磁性复混化肥

目前，用粉煤灰制备的化肥品种较多，主要有硅钾肥、硅钙钾肥、粉煤灰磁化肥和粉煤灰磷肥等。粉煤灰硅钾肥是以粉煤灰作硅源，配加一定比例的KOH，在700℃—800℃ 煅烧，制成粉煤灰硅钾肥（K2SiO3）；粉煤灰硅钙钾肥利用电厂旋风炉，在煤粉中掺入一部分钾盐，可进一步生产出适合于水稻生长需要的粉煤灰硅钙钾肥。这种肥料能明显地增强水稻抗病、抗旱、抗倒伏性能，有利于提高稻谷品质，缩短成熟期，增产效果一般为10%左右；粉煤灰磁化肥以粉煤灰为原料，按不同作物和土壤的需要，配加一定比例的N、P、K成分，在强磁场内处理，可以制得，这种肥料具有调节生物生长的磁性，刺激作物生长，活化土壤，改善土壤结构，使作物增产；粉煤灰磷肥利用电厂旋风炉，在煤粉中掺入一定比例的磷灰石粉，经过高温煅烧和急冷处理，再经粉碎，可以制得，这种肥料的主要营养成分为Ca4P2O9，以及植物生长所需的微量元素，对作物、蔬菜，食用菌类都有增产效果。

6、用粉煤灰处理废水，形成废水处理产业链

由于粉煤灰的化学组成和多孔性结构，使其具有一定的吸附能力。可有效地去除废水中的COD、BOD5、色度和重金属等污染物质，在废水处理中得到较多的应用。

粉煤灰处理城市污水，对城市废水中的COD可去除30%—40%，色度可去除90%—98%，重金属可去除30%—90%。

粉煤灰处理印染废水，脱色效果很好，脱色率为90%—99%。

粉煤灰处理含油废水，去除率＞90%。

粉煤灰处理酸性废水，粉煤灰中的CaO、MgO等碱性成分可中和酸性废水。

粉煤灰处理重金属废水。当PH=4～7之间，粉煤灰对废水中的Hg2+、Pb2+、 Cu2+、 Ni2+等吸附效果较好，去除率为30%～90%。

粉煤灰中的Al2O3，CaO等活性组分，能与氟生成络合物或生成对氟有絮凝作用的胶体离子，从而具有较好的除氟能力。

7、粉煤灰用于烟气脱硫

粉煤灰中主要成分SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO在常温有水存在的情况下，细粉末状的火山灰能与碱金属的和碱土金属发生“凝硬反应”的特性，被认为是粉煤灰循环利用过程中提高钙基吸收剂利用率的原因所在。用粉煤灰制成的脱硫剂的脱硫效率要高于纯的石灰脱硫剂，在适当的灰/石灰比和反应温度时，脱硫率可达到90%以上。

（三）电厂余热资源利用产业化

阳城电厂对于余热资源的利用主要采取厂内自行消耗的形式，电厂余热可利用途径主要有循环水供暖、浴池加热蒸汽、返回电厂回热系统辅助煤矸石锅炉、溴化锂制冷等。

1、供暖

针对锅炉启停和汽轮机组启停时排出的各种疏水及运行时锅炉的排污水中所蕴含的热能，设计通过水源热泵进行回收。水源热泵是一种利用地下浅层地热资源（包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统，通常水源热泵消耗1KW的能量，用户可以得到4KW以上的热量或冷量。

设计在电厂锅炉附近安装一台全热回收热泵机组，该通过管道等设施分别向厂区及生活区，回收的热能通过管道进行输送，用作循环水供暖、职工洗浴系统供热之用。机组系统原理：低温气态制冷剂R22由压缩机吸气阀经压缩机压缩，变成高温高压制冷剂气体，然后进入冷凝器将热量传递给冷却水产生供暖热水，R22冷凝为常温高压液态制冷剂。从冷凝器出来的液态制冷剂经干燥过滤器去除水分和杂质，流经电磁阀，经热力膨胀阀节流降压后变成低温低压液态制冷剂进入蒸发器。在蒸发器中低温低压液态制冷剂吸收疏水及排污水中所蕴含的热量不断蒸发，到达蒸发器出口时已全部变成低温低压的过热干蒸汽，再回到压缩机吸气阀。降温后的冷水达到使用要求，由蒸发器冷水出口排出。如此反复循环，达到供热目的。目前阳城电厂已完成#2机组汽轮机高背压改造，向汶上县城集中供热面积达到800万平方米，成为汶上县城民生供暖的唯一热源厂，为保障汶上民生事业发挥了积极作用。

2、供汽

电厂灰渣排出炉膛时，有较高的温度，流化床炉的灰渣温度一般在900℃左右，并且量比较大；汽轮机组做完功后的排气中也蕴含较多热能，针对这两部分热能，结合矿区周边规划，设计通过减温减压器等设备进行简单处理之后给附近汶上精细化工园、郭楼镇和谐家园、多家EPS泡沫制品企业供汽。

（1）向汶上精细化工园区供汽。阳城电厂为超高压、纯凝、湿冷发电机组，具备140t/h对外供热能力。可向化工区提供中压及低压两种参数的蒸汽。阳城电厂厂内改造工程总投资2000余万元，建设锅炉补给水处理设施一套和厂区蒸汽管网，并对两台机组进行打孔抽汽改造，实现对化工园区最大供汽能力120吨/小时。

（2）向郭楼镇和谐家园供汽。用气负荷约为10t/h。根据建筑物采暖热负荷，设计选用三台换热量为2.8MW双纹管换热器，即使一台换热器检修，仍能满足75%以上的热负荷需求。利用换热设备产出95/70℃热水，通过管网向整个社区供汽及采暖热水，主管道为D273X7无缝钢管。由于蒸汽凝结水量较少，故凝结水进补水箱做系统补水用，不考虑回收。电厂在基本不影响正常发电的条件下对区域进行集中供暖，不仅大大增加电厂经济效益。同时提高了资源利用率，消除了建设小锅炉房造成的污染，改善环境状况，社会环境效益也十分显著。

阳城电厂供热改造及厂内综合升级改造项目，可实现节省标准煤100102吨，减排二氧化硫424吨、氮氧化物218吨、烟尘102吨。

（四）工业废水、生活污水封闭循环实现零排放

矿区生活污水主要是指工业广场生活污水，包括煤矿工人班后洗浴污水和矿区居民生活污水，主要污染物为悬浮物。生活污水经工业场地管网收集后汇入生活污水处理站，采用物化－生化相结合的污水处理工艺，全部回用于泥浆站用水，回用率为100%。

阳城煤矿投资151万元建设了采用曝气生物滤池处理工艺、处理规模为30 m3/h的生活污水处理站。随着职工人员的逐渐增加，生活污水水量已远远超过了现有生活污水处理能力。为满足矿井污水处理能力，提高生活污水处理质量，在对原有处理系统大修改造的基础上，新增一套70 m3/H 污水处理设施，并对地面管网进行改造。扩大生活污水处理规模，在生活污水扩容工程中，结合原有生活污水处理设施的使用情况，增加水质再处理工艺设备，如纤维球过滤器、生物炭塔、二氧化氯发生器、加药装置等设备，改进生活污水处理的工艺，提高污水处理后的水质。

按照“清污分流、雨污分流”的原则，完善建设矿井水、工业废水、生活污水、雨水各自独立的排水系统分流系统。生活污水经生活污水下水道汇集后进入阳城煤矿生活污水处理站，处理后出水达到Ⅳ类地表水标准COD≤20mg/lNH3-N≤3mg/l；各类工业废水经过各自的处理系统处理后回用于矿区绿化或喷洒灰渣调湿，电厂循环水排污水部分用于煤场除灰、主厂房冲洗、洗煤厂用水、输煤系统用水、卫生间冲洗用水等，矿区内水资源综合利用封闭循环实现零排放。

八、结论

贯彻党的二十届三中全会精神，推动阳城煤电工业园区新型产业化发展，是实现绿色低碳转型、推动经济高质量发展的重要举措。通过资源综合利用、技术创新和政策引导，阳城煤电工业园区将构建完善的循环经济体系，实现经济效益与生态效益的双赢。济宁市和汶上县两级政府提供的政策支持和资金扶持，将为园区的持续健康发展提供有力保障，园区的发展前景会更美好。

作者单位：山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿