КРАТКАЯ ВЫДЕРЖКА ИЗ МАГИСТРСКОЙ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ "Обоснование выбора процессов и оборудования утилизации зольных остатков термолиза твёрдых отходов"

научный руководитель:
Парфенюк А.С.

1 Прогрессивные технологии утилизации зольных остатков

В [1] показано, что введение 12…15% молотых золошлаковых отходов Приднепровской ГРЭС, 3…5% пиритных огарков и 0,75…1,25% электролитов способствует улучшению физико-механических характеристик и рекомендуется при производстве глиняного кирпича.

В [2] установлено, что введение в состав шихты зол ТЭС от сжигания донецких углей увеличивает влагоотдачу и снижает перепад влагосодержания по сечению изделий. сокращает срок сушки на 20…25%. Установлено также, что оптимальное количество золы сотавляет 20…30%. Приведен химический и гранулометрический составы исследованной золы.

В [3] установлено, что для улучшения качества кирпича при использовании высокочувствительной к сушке глины в состав шихты вместо 15% опилок добавляется 30% золы-уноса. В результате обеспечен стабильный выпуск кирпича марок "125"…"150", повышалась морозостойкость. Снизилась себестоимость единицы продукции.

В [4] приведены результаты лабораторных исследований и производственного опыта. Технико-экономические расчеты показывают, что использование золошлаковых отходов ТЭС в производстве бетонных и железобетонных изделий позволяет сократить расход цемента на 10…20%; улучшить физико-механические свойства бетонов; сократить расходы на создание и эксплуатацию отвалов; высвободить земли, занимаемые отвалами; исключить загрязнение воздушного и водного бассейнов.

В [5] сообщается об использовании процессов гидратации портландцемента с добавкой 40% золы-уноса ТЭС, выявленных физико-технических свойств цементозольного камня, целесообразности замены в бетонах значительной части клинкерного компонента золой. Повышенное содержание золы ТЭС в тяжелых бетонах(в количестве 200 кг/м3), как показали исследования и заводской опыт, позволяет сократить расход портландцемента до 100 кг на 1м3 бетона(до 25%), повысить удобоукладываемость смеси и качество изделий.

1.1 Пористые заполнители из отходов ТЭС

Исходным сырьем для производства зольного гравия служат золы ТЭС, удоляемые не только сухим золоотбором, но и по системе гидроудаления, в том числе отвальные ЗШС. Содержание в золе несгоревших частиц должно быть, как правило, не более 10%. Если их больше, технология усложняется. Содержание в золе трехвалентного железа Fe2O3 должно быть не менее 7%, а оксидов кальция и магния- не более 8%.

Технология получения зольного гравия разработана ВНИИтеплопроектом [6].Она предусматривает такие технологические переделы(при содержании в золе несгоревших частиц более 10%) : золошлаковую смесь подсушивают в сушильном барабане и направляют в шаровую мельницу для помола. Сюда же, при необходимости, подают в строго дозированном количестве связующие добавки(например, глину и др.). Размолотую массу подают в смеситель и на тарельчатый гранулятор, где производится окомкование зольных гранул. Сырцовые гранулы направляют в сушило, а затем в печь для прокаливания и уменьшения количества несгоревшего угля. Первичный обжиг производят при темпратуре 800…1000oС. Прокаленные гранулы охлаждают и вновь направляют в шаровую мельницу, где размалывают вместе с корректирующими добавками. Измельченная масса снова поступает на тарельчатый гранулятор и увлажняется раствором сульфитно-спиртовой барды(ССБ) или сульфитно-дрожжевой бражки(СДБ).

Окомкованные гранулы вновь подвергаются сушке и вторичному обжигу при темпиратуре 1150…1250oС в короткой вращающейся печи прямого действия. После охлаждения зольный гравий фракционируют.

Если в сырье несгоревшего топлива менее 10%, первичный обжиг гранул из технологического процесса исключается и производство зольного гравия несколько упрощается. Технологическая схема в этом случае включает следующие этапы: подготовку шихты(подсушка и помол с добавками), грануляцию, подсушивание, обжиг и рассев по фракциям.

1.2 Строительные растворы с применением зол ТЭС

В "Указаниях по приготовлению и применению строительных растворов" СН290-64 предусматривается возможность введения в состав строительных растворов од 20% тонкодисперсных зол-уноса ТЭС с целью экономии портландцемента высоких марок. В данном случае золе отводится роль минерального микронаполнителя цементов, способствующего увеличению пластичности растворов. Исследована [6] возможность применения в кладочных растворах ЗШС одновременно и как тонкодисперсной добавки, и как мелкозернистого заполнителя. Для этой цели была выбрана ЗШС Кировоградской ТЭЦ, которая по своему гранулометрическому составу как раз соответствует принятому назначению. В частности полный остаток на сите 2,5 мм составляет 1,25%, зёрна крупностью более 5 мм отсутствуют, модуль крупности равен 1,12 , содержание пылевидных частиц(зёрен мельче 0,14 мм) - 38%. Как известно, в песке содержание таких частиц допускается до 20%. Однако там они представляют инертную сотавляющую. В ЗШС тонкодисперсные частицы выполняют роль активной минеральной добавки и поэтому их общее содержание может быть выше 20%.

1.3 Вяжущее на основе зол и шлаков ТЭС

К высокоэффективным строительным материалам, при производстве которых возможно использовать многотоннажные отходы промышленности, как известно, относятся шлакощелочные вяжущие(ШЩВ). Основным сырьём для производства этих вяжущих являются металлургические шлаки. Топливные шлаки и золы в этом качестве используются мало. Это объясняется, прежде всего, их низкой основностью и замедленной скоростью набора прочности [12].

Важное значение с точки зрения использования топливных шлаков и зол при производстве строительных материалов имеет и способ удаления этих отходов с территории ТЭС. В настоящее время на большинстве действубщих ТЭС золу и шлак удаляют совместно гидротранспортированием. Применение получаемых при этом полидисперсных систем- ЗШС- в производстве строительных материалов затруднительно. Однако исли учесть, что ЗШС имеются во всех районах страны и накопление их в отвалах год от года растёт, то необходимость использования этих отходов для производства местных вяжущих становится очевидной. Кроме этого, разработка составов и технологии получения ШЩВ на ЗШС внесёт определённый вклад и в решение проблемы предотвращения загрязнения окружающей среды.

1.4 Бетоны на основе зол

Опыт работы заводов ряда стран показал, что экономически целесообразно вводить золу в состав обычного бетона

Исследователям давно известео, что при замене части цемента золой улучшается удобоукладываемость бетонной смеси. Это происходит, главным образом, за счёт гладкой поверхности и сферической формы зольных частиц [16], количество которых тем больше, чем тоньше зола. В соответствии с этим уменьшается и количество воды для получения необходимой консистенции бетонной смеси и улучшаются её показатели [17]: повышается пластичность, однородность и плотность бетонной смеси. Зола позволяет улучшить гранулометрию песка, в котором отсутствуют мелкие фракции. Особенно целесообразно её добавлять в труднообрабатываемые бетонные смеси смалым количеством цемента.

2 Экспериментальные исследования физико-механических свойств зольных остатков термолиза твёрдых отходов

Приминительно к определению свойств зольного остатка в лабораторных условиях была получена и испытана зола от сжигания смеси промбытотходов ( состав смеси, % : шлам углеобогащения – 70, ил отстойника – 5, бытовые отходы – 25 ).

Полученная зола имеет плотность 555 кг/м3 (относится к классу легких сыпучих материалов), угол естественного откоса 35o . Для каждой фракции была определена ее плотность и процентное содержание от общей массы.

более подробно анализ свойств золы см.к обоснованию параметров техники для утилизации зольных остатков термолиза твёрдых отходов

Дополнительно к этому были определены сдвиговые характеристики данного материала, а также изменение эквивалентного диаметра материала в зависимости от времени измельчения.Исследована возможность данного зольного материала в производстве строительных материалов,изделий и конструкций.

пречень ссылок

вернуться на главную страницу