Автор: Sam Dodson, Savannah Cooper
Автор перевода: А. А. Шейх
Источник: http://www.worldcoal.com
Sam Dodson, Savannah Cooper. Полезное использование угольной золы. В статье представлены данные по образованию породных отвалов в США, описано их влияние на окружающую среду и на здоровье человека, приведены некоторые направления эффективного использования угольной золы.
Во всем мире развивается направление утилизации и повторного использования отходов. Угольная зола не обязательно должна быть утилизирована как опасные промышленные отходы, она может быть переработана и эффективно использована в качестве вторичного сырья.
Полезное использование — это использование материала, который обеспечивает преимущества для окружающей среды, здоровья человека и экономики. В большинстве случаев, выгодное использование материала заменяет использование альтернативного материала или сохраняет природные ресурсы.
Добыча сырья из земли приводит к потреблению энергии, выбросам парниковых газов и ограничивает доступность целинных природных ресурсов, в дополнение к этому, пагубно влияет на водные ресурсы. Переработка и повторное использование отходов позволяет снизить эти негативные последствия.
Угольная зола, также известная как отходы сжигания угля (CCW) и остатков сжигания угля (CCR), в основном состоит из полезных ископаемых, таких как железо, кремний, алюминий и кальций. Ее годовое образование составляет 130 млн т, и она занимает второе место по образованию промышленных отходов в США.
Угольная зола удаляется примерно из 2000 объектов по всей стране, на ее территории расположено более 600 мокрых золоотвалов и более 300 сухих свалок на электростанциях, 100 породных отвалов, 750 бездействующих отвалов и сотни заброшенных и недействующих шахт.
По оценкам, 36 % углей и золошлаковых отходов, в 2007 году было складировано на породных отвалах, которые зачастую располагаются на территории электростанций, где сжигается уголь. Тем не менее, сухое хранение угольной золы может быть опасным.
Сухая зола может быть рассеяна ветром и унесена на прилегающие участки земли, как летучая пыль
, она является канцерогеном тяжелой пыли, которая может вызвать серьезные проблемы со здоровьем при вдыхании. Породные отвалы также являются опасными для грунтовых вод, особенно, когда они построены не должным образом.
Мокрая угольная зола состоит из породы, смешанной с водой и хранится в больших сооружениях, известных как поверхностные водоемы
, водоемы
или лагуны
. Мокрое удаление является наиболее распространённым методом удаления золы. Мокрое хранение золы состоит в построении большого пруда и наполнении его угольной золой шлама, позволяя воде стечь и испариться из золы с течением времени.
В США в 2007 году доля мокрого хранения составила 21 % золоудаления. К сожалению, токсичные вещества, содержащиеся в угольной золе, могут мигрировать в водные источники вблизи водоемов, растворяться и просачиваться в землю, как сточные воды
. Этот невидимый поток тяжелых металлов и примесей часто попадает в грунтовые воды и заражает рыбу и диких животных токсичными веществами, например, мышьяком.
К счастью, ест и другой способ утилизации угольной золы. Примерно 40 % угольной золы, производимой ежегодно, перерабатывается и повторно используется. Угольная зола обычно вторично используется в качестве структурного наполнения или заполнителя для заброшенных шахт, в качестве верхнего слоя на грунтовых дорогах, как сельскохозяйственная грунтовая добавка, а также в виде ингредиента для бетонных, стеновых панелей и школьных беговых дорожек. Каждый год, примерно 11,5 млн т угольной золы используется как структурный наполнитель, например, для насыпей шоссе или фундаментов зданий.
Угольная зола может использоваться в двух формах: капсулированной (заключенной в капсулу) или инкапсулированной (невскрытой).
Инкапсулированная зола находится в свободной или несвязанной форме частиц или осадка. Инкапсулированная зола связывается в продуктах, таких как стеновые плиты, бетон, кровельные материалы и кирпич. Существует целый ряд экологических преимуществ использования инкапсулированной угольной золы, в том числе снижение выбросов парниковых газов, сохранение энергии, снижение захоронения отходов в землю и ограничение потребности в добыче и переработке природного сырья.
Инкапсулирование угольной золы является ключом к безопасному ее использованию. Американское Экологическое Защитное Агентство (EPA) использует эту технологию на опасных свалках отходов. Она гарантирует безопасность, поскольку токсичные элементы связываются на молекулярном уровне в нерастворимые соединения, в результате чего не происходит вымывание токсичных отходов при контакте с влагой, не загрязняются близлежащие водные источники. Эта же технология используется для инкапсуляции угольной золы в бетон.
В январе этого года, Американское агентство по охране окружающей среды согласилось завершить свой первый в истории регламент по угольной золе в декабре 2014 года. Месяц спустя, в феврале 2014 года EPA установлено, что угольная зола и другие CCR являются безопасными для использования в бетоне в качестве заменителя портландцемента. Эти новые правила заставили владельцев предприятий искать дополнительные способы утилизации или рециркуляции каменноугольной золы. Во всем мире компании поставляют полный спектр оборудования для переработки отходов, в качестве вторичного сырья, оборудования для сушки, сортировки и перемещения угольной золы. Системы сушилок компаний специально разработаны, чтобы высушить угольную золу, делая материал легче, более удобным для транспортировки и обработки. Сушилки могут быть разработаны и построены по специальным проектам, удовлетворяющим определенные потребности клиентов.
Вулкан
— это система сушки состоит из 48 на 9 футов диаметром вращающегося барабана и питается от четырех 3–х фазных электродвигателя 50, 208/230/460 В. Этот аппарат оснащен 72 000 реактивным импульсом двигателя и состоит и двух емкостей сжатого воздуха для импульсной струйной очистки. Во время процесса зола-унос подается во вращающуюся сушилку. После прохождения через сушилку, высушенный материал выгружается на конвейер для дальнейшей сортировки и сепарации. Пар из процесса втягивается через циклон, который специально разработан для борьбы с мелкодисперсной пылью, также разработан высокотемпературный рукавный фильтр, который удаляет все мелкие частицы из парового потока.
Повторное использование угольной золы защищает воздух и воду, а также снижает выбросы парниковых газов за счет сокращения вклада углерода в цемент. С помощью сушки, обжига и термической десорбции на оборудовании, можно снижать опасность от угольной золы.