宁东能源化工基地燃煤电厂粉煤灰的矿物学及元素地球化学特征

粉煤灰的类型、元素及矿物组成等理化性质是决定粉煤灰资源化利用途径的基础。为实现宁东能源化工基地周边燃煤电厂粉煤灰的潜在高值化利用,以马莲台电厂和银星电厂原煤、炉渣、粗灰、细灰为研究对象,用X射线荧光广谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)手段分析粉煤灰化学组成及微量元素含量,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜分析粉煤灰矿物组成与形态特征。结果表明:马莲台电厂和银星电厂的粗灰、细灰氧化物化学组成以SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)和CaO为主,含少量TiO_(2)、MnO、MgO、Na_(2)O、K_(2)O、P_(2)O_(5);两电厂粉煤灰中CaO质量分数均小于10%、w(SiO_(2))+w(Al_(2)O_(3))+w(Fe_(2)O_(3))>75.39%,均属F型低钙粉煤灰;结晶矿物相均以石英、莫来石、赤铁矿、生石灰、钙长石、硬石膏、白云石、方解石等为主,玻璃质主要由SiO_(2)和Al_(2)O_(3)组成,且以SiO_(2)/Al_(2)O_(3)高质量比(2.18~2.36)为特征;粗灰和细灰中大多微量元素含量均低于欧洲飞灰中对应元素最大值,B、V、Co、Cu、Ga、Sn、Cs、Ti、Pb、Zn、Sn等挥发性强且冷凝性相对高的元素易在飞灰中富集,Mg、Ca、Sr、Fe、Mn、Cr、Ni等挥发性弱的元素易在炉渣中富集;两电厂粉煤灰中微量元素含量低、淋滤能力低、玻璃质含量高、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)质量比高,表明其在资源化利用过程中利用价值高、环境风险低。

能源化工基地碳捕集利用与封存技术优化研究

针对碳捕集利用方式单一,碳减排规模较小问题,提出一种新的能源化工基地碳捕集利用与封存技术。混合不同特性的有机胺吸收剂,并添加金属离子得到新型吸收剂,应用到添加分相器的碳捕集工艺装置中,采集能源化工基地排放烟气中包含的CO_(2),提出CO_(2)多元利用方式。以最小CO_(2)管道输送费用为目标,构建碳捕集与利用封存供应链模型,求解后得到CO_(2)管道输送超结构,CO_(2)经过输送管道转移到利用节点和封存节点,完成CO_(2)驱油封存方案制定,实现CO_(2)消耗。实验结果表明,所提碳捕集利用与封存技术应用到新疆能源化工基地中120d,碳减排规模达到了15.41×10^(6)t,有效推动了基地的碳中和发展。

基于绿色低碳经济理念的化工园区发展分析——评《能源化工基地绿色发展概论》

化工产业作为经济发展的支柱,为我国的经济建设带来了坚实的保障。随着经济的快速发展,化工产业在经济发展中的比重也在逐渐增加。化工园区作为化工产业的聚集地,随着化工设备不间断的进行化工作业,以及产生的污染情况的不断加剧,化工园内的污染问题也随之加重。所以从经济可持续角度来看,以绿色低碳的理念来发展化工园区,已成为我们进行经济发展的新路线。

宁东能源化工基地用水需求及水权指标解决途径探讨

随着宁东能源化工基地经济社会的发展,水资源匮乏成为制约宁东地区可持续发展的主要因素。文章通过梳理宁东地区水资源及开发利用现状,分析宁东地区用水需求,对比“十四五”管控指标和已落实黄河水权指标,有针对性提出水权指标解决的措施和途径,为宁东基地发展和管理提供参考。

宁东能源化工基地:以煤为“索引”擘画蓝图

滔滔黄河,九曲迂回,孕育了美丽富饶的宁夏平原。宁东能源化工基地(简称宁东基地)位于宁夏中东部,规划总面积4450平方千米,是国家重要能源基地,与陕西榆林、内蒙古鄂尔多斯共同构成国家能源化工“金三角”。7月7日,石油和化工产业基地高质量发展及黄河流域能源化工产业高质量发展主题调研组走进宁东基地。

陕北能源化工基地采煤对地下水资源的影响及对策

陕北能源化工基地侏罗纪煤田是中国煤炭工业战略西移的首选基地,采煤引起的地下水资源及生态环境响应的研究是一个不可逾越的课题。从分析水文地质工程地质条件入手,将煤田区划分为7个水文地质结构类型和5个含水系统,按照排泄基准面进一步将含水系统划分若干地下水流子系统。在经验公式和数值法预测结果的基础上,综合考虑研究区实际,提出了本区能够保障生态、水资源和采煤安全的冒裂带高度为240 m,"三带"安全高度为300 m,并据此将煤采区划分为非导水区、无水导水区、贫水导水区和富水导水区。从水资源的角度提出了"保水采煤"、"煤水共采"和"含水层再造"的煤炭资源开发近期和中远期对策。

陕北能源化工基地地下水开发的植被生态效应及对策

为了建立陕北能源基地基于生态良性循环的地下水开发利用模式,依据生态学和水文地质学原理,采用生态-水文地质调查与遥感定量分析相结合的方法,在研究陕北植被生态空间分布特征、近30年来的演化趋势和影响因素的基础上,从植物类型、植物根系、植被指数与潜水埋深对比分析入手,建立了本区地下水位埋深与植被生态的依存关系,确定了影响植被生态的地下水位阈值,开展了地下水开发的植被生态环境效应敏感性区划,提出了基于生态良性循环的地下水资源开发利用对策。

陕北能源化工基地潜水易污性评价

随着陕北能源化工基地的建设和发展,地下水污染问题日益突出。为了预防基地地下水的污染,保护水资源,依据陕北能源化工基地地下水勘查、地下水污染调查、野外包气带原位污水垂直入渗、水平运移试验等基础资料,选取潜水位埋深(D)、降雨入渗补给量(R)、含水层岩性(A)、土壤类型(S)、地形坡度(T)、包气带介质(I)和含水层渗透系数(C)7个指标,运用DRAS-TIC指标叠加法,建立了陕北能源化工基地潜水易污性评价指标体系,对陕北能源化工基地潜水进行了易污性评价。依据评价结果,将研究区潜水区划分为易污性高、中、低3个区,并针对3个区提出了相应的防污建议。

宁东能源化工基地粉煤灰重金属赋存特征及生态风险评价

为拓展粉煤灰的资源化利用,以宁夏宁东能源化工基地鸳鸯湖电厂粉煤灰为研究对象,使用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等测试方法对粉煤灰理化特性进行表征和分析,并采用酸消解法、DTPA浸提法和Tessier五步提取法,对粉煤灰中铅(Pb)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、镉(Cd)和砷(As)6种重金属的全量、有效态、不同形态含量进行了测定。采用风险评价编码法(RAC)、次生相与原生相比值法(RSP)和潜在生态风险指数法评估粉煤灰重金属生态风险。结果表明:(1)粉煤灰微观结构良好,密度小,速效钾和速效磷含量丰富。(2)粉煤灰中6种重金属元素全量和平均值均超过宁夏地区土壤环境背景值,但未超过其他农用地土壤污染风险筛选值(基本项目),超标倍数大小顺序为Pb、Cu、Cr、As、Cd、Ni。6种重金属元素有效态含量均未超过宁夏地区土壤环境背景值和其他农用地土壤污染风险筛选值。(3)RAC评价结果表明,As具有极高生态风险,Cd、Cu和Ni具有中高风险,Cr、Pb分别为低风险和无风险。RSP评价结果表明,重金属As为轻度污染,Pb、Cr、Ni、Cu、Cd均为无污染。潜在生态风险指数法结果表明,粉煤灰中6种元素全量和有效态潜在生态危害指数(RI)处于Ⅰ级,轻微生态危害水平,其中Cd是生态风险的主要贡献元素。因此,粉煤灰可以作为煤矿胶结充填材料进行大规模资源化利用。

宁东能源化工基地规划产业布局的生态适宜性分析

基于遥感和地理信息系统技术,在宁东地区土壤侵蚀敏感性评价的基础上,对宁东能源化工基地规划的产业布局进行了生态适宜性分析。结果表明,宁东能源化工基地规划的煤炭、电力和煤化工三大主导产业布局与该区生态环境不相适宜。在规划的12座煤矿、7个电厂和3个煤化工园区中,有3座煤矿、2个电厂和1个化工园区位于土壤侵蚀的高度敏感区内;有2座煤矿、3个电厂和1个化工园区位于土壤侵蚀的中度敏感区内。为更好的促进区域生态环境与经济社会的协调发展,探索性地提出了宁东能源化工基地产业布局规划的优化调整建议。

植被生态对气候变化和人类活动的响应——以陕西省榆林能源化工基地为例

全球气候变化和人类活动双重作用对生态环境的影响是当今研究的热点问题。本文以国家级榆林能源化工基地为研究区,以MODIS遥感数据为依据,以归一化差值植被指数NDVI为参数,研究了植被生态的时空分布规律,分析了植被生态与降水、地貌、地下水、包气带岩性等自然条件的关系,揭示了人类活动对植被生态正负两方面的影响。研究结果表明,自然条件控制着植被生态的格局,植被生态具有明显的水平分带性,由东南向西北,随着降水量的减少、蒸发量和干燥度的增加,植被状况由好变差;2000年以来区内植被状况总体呈现好转的趋势,其中71.22%的区域好转,28.43%的区域基本维持不变,0.35%的区域退化。植被生态对气候变化尤其是降水量的年际变化具有敏感的响应,煤炭和地下水资源开采等人类活动对植被生态总体上造成负面影响,退耕还林(草)、限耕禁牧政策的实施是研究区植被生态总体呈现好转趋势的根本原因。

宁东能源化工基地水资源优化配置研究

宁东能源化工基地水资源极为贫乏,合理配置基地内的水资源对能源基地的发展极其重要。论文采用线性规划模型对宁东能源化工基地的联合供水方案进行了优化研究,提出了地表水和地下水联合供水方案,确定了供水方案中地下水的实际配额和供水路线,得到下述结论:陶乐傍河水源地可向平罗精细化工基地供水0.065×10~8m^3/a;骆驼井应急水源地向横城和鸳鸯湖工矿区供水0.019×10~8m^3/a;吴忠平原2号和3号备选水源地向灵武工矿区供水0.089×10~8m^3/a和0.067×10~8m^3/a;大泉地区的1号水源地向南部的马家滩和积家井工矿区供水0.054×10~8m^3/a。按地下水总供水量0.294×10~8m^3/a和最佳供水路线联合配置地下水,地表水配额只需供水3.136×10~8m^3/a,既能满足宁东能源化工基地2020年规划对水资源需求,又可实现社会经济和环境效益的最大化。

宁东能源化工基地规划生态环境影响评价研究

本文对宁东能源化工基地规划实施可能带来的生态影响进行了评价分析。结果表明,实施规划后,宁东地区景观破碎化程度将加大,煤炭开采引发的地表沉陷、路网建设对宁东地区生态环境和与规划区毗邻的白芨滩自然保护区都将产生一定的影响,区域生态破坏风险将增加。据此提出了调整工业布局,把生态建设与保护相结合等建议和防治措施,以期控制规划将产生的生态影响。

陕北能源化工基地可持续发展的最佳模式及对策研究

根据陕北能源化工基地可持续发展系统的复杂性和动态性,分析了陕北能源化工基地可持续发展的五大子系统,构建了陕北能源化工基地可持续发展的系统动力学模型.按照经济、社会、环境等发展的侧重点不同,分别设定传统型、产业型、环保型、协调型仿真方案,通过仿真得出经济环境协调发展方案是实现陕北能源化工基地可持续发展的最佳模式.提出了发展循环经济、节约集约利用资源、优化产业结构、加强生态建设与保护是实现基地可持续发展的对策.

宁东能源化工基地生态环境脆弱性评价研究

以宁东能源化工基地为研究对象,生态环境脆弱性评价为研究目标。依据主客观因素,利用主成分分析法选取11个符合宁东基地实情的评价指标,构建生态环境脆弱性评价的SVM模型。将GA嵌入SVM中以优化其结构及参数,利用SVM良好的泛化能力和高精度的分类性能进行评价。再利用已有的BP-ANN模型进行评价并加以比较分析。结果表明:宁东基地的生态环境脆弱性为Ⅱ级,属于中度脆弱;SVM模型简单、通用、精度高,可在生态环境脆弱性评价中推广应用。最后对脆弱性形成的原因进行了分析。

宁东能源化工基地的环境保护与生态建设

为了促进宁东能源化工基地开发建设与生态修复、环境保护的协调发展,保证宁东能源化工基地实现可持续发展,以主体功能区划新理念为指导,将宁东能源化工基地划分为重点开发区、禁止开发区、限制开发区3个主体功能区,并提出了基地区域开发建设与环境保护分区管治的政策和规则.概括了构建环境友好型基地的5种建设模式,即发展循环经济的工业、城镇建设模式,点线面结合的林地拓展模式,以生态恢复、提高质量为主的草地封育改造模式,以提高集约水平为重点的耕地改良模式,严加保护、禁止开发的保护区模式,为宁东能源化工基地的资源开发、经济建设与生态环境协调可持续发展奠定重要基础.

陕北能源化工基地岩溶水赋存条件及其影响因素

岩溶水是解决陕北能源化工基地用水的重要水源之一。为了合理地开发岩溶水资源,依据大量的勘探钻孔和抽水试验资料,分析了区域和陕北能源化工基地岩溶水的赋存条件,认为研究区岩溶水的赋存和富集主要受地层岩性、构造条件和水文网的影响。岩溶水主要赋存于奥陶系中统上马家沟组和下马家沟组碳酸盐岩中,其他层位岩溶发育程度低,岩溶水贫乏。受断裂、褶皱构造的控制和黄河排泄基准面的影响,岩溶水在黄河沿岸的府谷县天桥至清水川口段富集,可建成清水川、浪湾和天桥3个集中供水的岩溶水源地。

能源化工基地可持续发展中的利益关系

基于对陕北榆林能源化工基地建设与发展中利益分配失衡的量化分析,揭示了利益分配失衡构成陕北榆林能源化工基地可持续发展的深层制约。从资源地居民自然依赖关系淡化、体制缺陷和机制障碍等方面剖析了陕北榆林能源化工基地建设与发展中利益分配失衡与冲突的原因,并提出重塑利益分配观念、改革资源开发管理体制、顺畅利益表达渠道、转变财税政策、建立资源开发生态补偿机制等协调利益关系的有效举措。

宁东能源化工基地大环境绿化有害生物危害现状及防控对策

通过对宁夏宁东能源化工基地林业有害生物的监测调查,找出了近年来在该地区出现的柠条、沙蒿死亡主要原因,提出了初步防控建议,对宁东"一号工程"生态环境保护和改善具有积极作用.

宁东能源化工基地土地变化及其对生境质量的影响

以宁夏宁东能源化工基地为例,利用土地利用转移流和活跃度分析土地利用时空动态变化,InVEST模型评价生境质量,将其划分为优、良、中和低4个等级,探究区域土地转移对生态环境质量时空格局的影响.研究结果表明:研究区土地利用变化呈现城镇快速扩张和工业用地集聚特征,不同开发建设时期的土地转移关系、转移流净值和单一动态度特征存在显著差异;综合动态度特征保持较高水平,开发建设初期-中期-后期呈现逐渐降低趋势;不同时段土地利用信息熵特征保持较高水平(稳定在0.33及以上),证明研究区土地系统不稳定,特征随开发建设时期的发展呈现降低趋势,表明研究区土地系统在向较稳定状态发展;宁东能源化工基地生物多样性功能具有较高水平,以优等级和一般等级为主,差等级面积逐年增加,人为扰动对生态环境的破坏更加强烈;InVEST模型在新型工业园区生态环境质量评价、生态恢复及重建研究中具有普适性.研究结论能够为当地生态恢复和重建提供理论依据和科学指导.