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能源小博士

煤灰及脫硫石膏再利用

煤灰和脫硫石膏皆是經燃煤發電後所產生的副產物。煤灰為煤炭燃燒後所產生的副產物,除作為混合材料,廣泛運用於土木工程,還可作為空心磚、防火磚、人工骨材,甚至是陶瓷、塑木的原料。108年度煤灰再利用率達86.7%;另石膏為經電廠排煙脫硫設備所產出之副產物,可再利用於水泥業及防火板材業。108年度脫硫石膏產量約35.6公噸,再利用率為100%。

火力發電廠副產品產生之示意圖

圖1火力發電廠副產品產生之示意圖

煤炭經鍋爐燃燒發電後較重的塵粒會於鍋爐下方排出,此稱為底灰,較輕的塵粒則會被煙氣攜帶至靜電集塵設備(ESP),藉由高壓直流電將其吸附於集塵板上以達煙氣淨化功能,其中靜電集塵設備收集到的塵粒則為飛灰。

  • 底灰顆粒較粗,外表像細砂,顏色多呈灰或灰黑色,形狀多角且表面有孔隙。可利用作為工程填地、製磚、人工骨材及建材使用。
  • 飛灰的外觀像水泥是很細的灰色粉末,可添加於混凝土改善工程性質,如水壩工程中添加飛灰可避免混凝土龜裂,強化壩體結構強度。而河海、橋樑及隧道工程也都摻入飛灰,以提高抵抗海水或土壤中鹽類的侵蝕。
  • 飛灰也可與水泥直接混合使用,取代部分水泥,達到節能減碳的成效。
掃描式電子顯微鏡下的飛灰(2000X)

掃描式電子顯微鏡下的飛灰(2000X)

掃描式電子顯微鏡下的底灰(500X)

掃描式電子顯微鏡下的底灰(500X)

台電燃煤發電產生的煤灰皆符合國家檢測標準,過往多轉售民營業者,用以取代混凝土生產過程所需水泥,由於台電工程多,開挖皆需使用回填材料CLSM(控制性低強度材料,Control Low Strength Materials);而既有CLSM多以水泥、砂石粒料與水等材料組成,由於煤灰部分特性與水泥類似,台電因而開啟全煤灰回填材料研發計畫,藉由煤灰再利用降低回填工程水泥用量,並取代天然砂石,進而減少自然資源開採及二氧化碳排放。
全煤灰回填材料仍具工程所需的高流動特性,有助節省施工時間,同時維持一定強度,台電自99年起,開始將來自林口、台中、興達與大林電廠的煤灰應用於管溝回填工程,當年即再利用15萬噸煤灰、減少2萬5千噸碳排放,後續也延伸應用至台中電廠附近的海岸築堤工程,也克服水上施工面臨的水壓、沖刷侵蝕等挑戰,驗證其耐久性。
投入煤灰再利用至今,已用於上百件管溝回填工程、累計超過上百萬噸煤灰獲再利用,未來也可擴大到海事工程應用;而台電在107年也結合循環經濟概念創立文創品牌,希望利用自身資源多元實踐循環經濟,也讓循環經濟可以成為一種與民眾生活緊密連結的生活方式及態度。108年,獲中華經濟研究院頒發首屆「臺灣循環經濟獎」。
(註:一般CLSM的主要用途是替代傳統土石,作為結構填方或回填用,因為傳統土石若滾壓不夠確實, 經長期車輛行駛後容易造成地面沉陷的情形)

煤灰CLSM應用:線西灰塘中隔堤

高煤灰摻量混凝土製作之實體消波塊

高煤灰摻量混凝土做為離岸風機基礎填埔與防掏刷塊體

台電公司歷年煤灰產量集利用量

台電公司歷年煤灰再利用情形