Technoservice aloittaa ainutlaatuisten tuhkalannoitteiden tuotannon. Integroitu teknologia lämpövoimalaitosten kuivan lentotuhkan käsittelyyn, jossa lentotuhkaa käytetään

Energiayhtiöt Krasnojarskin alue ja Hakassian tasavalta, jotka kuuluvat Siberian Generating Company -konserniin, myivät vuonna 2013 ja toivat taloudelliseen liikkeeseen 662,023 tuhat tonnia tuhka- ja kuonajätettä (ASW).

Vuoden aikana SGC:n Krasnojarskin haara lisäsi ASW:n osallistumisen määrää taloudelliseen liikevaihtoon 4 % - 637 848 tuhannesta tonnista vuonna 2012 662 023 tuhanteen tonniin vuonna 2013.

Tuhkan ja kuonajätteen (lämpövoimalaitosten hiilen polton sivutuote) taloudellisen liikevaihdon kasvu mahdollistaa vähentää kuormaa päällä ympäristöön kaupungeissa, joissa yritys toimii. On huomattava, että pääosa tuhka- ja kuonajätteestä (625,5 tuhatta tonnia) viime vuonna suunnattiin suuren jätteen myyntiin. ympäristöprojekti Nazarovskaya GRES:n tuhkakaatopaikan nro 2 kunnostamiseen. Chulym-joen alueella sijaitsevan 160 hehtaarin pinta-alaltaan tyhjentyneen tuhkakaatopaikan talteenotto mahdollistaa näiden maiden palauttamisen taloudelliseen liikkeeseen. Esimerkiksi muutaman jälkeen saattaa ilmestyä vihertilat.

Lisäksi SGC:n Krasnojarskin sivuliike jatkaa tuhkan ja kuonajätteen myyntiä rakennusalan yrityksille. Yritys aloitti kuivatuhkan ja kuonan myynnin ensimmäistä kertaa vuonna 2007. Sitten vain 7 tuhatta tonnia jätettä myytiin. Vuonna 2013 myyntimäärät olivat 36 525 tuhatta tonnia tuhka- ja kuonajätettä. Siten tuhka- ja kuonajätteen myynnin keskimääräiset vuotuiset määrät ovat kasvaneet kuuden toimintavuoden aikana näillä markkinoilla yli viisi kertaa. T Tämä kysynnän kasvu osoittaa, että rakentajat arvostivat korkeasti tämäntyyppistä raaka-ainetta. Samaan aikaan tuhkaa ja kuonajätettä ostavat paitsi Krasnojarskin alueen yritykset myös Venäjän muilta alueilta.

SGC:n tämänsuuntaisen aktiivisen työn ansiosta myydyn ja taloudelliseen liikevaihtoon osallistuvan ASW:n määrä (662 023 tuhatta tonnia) osoittautui viime vuonna 34 % korkeammaksi kuin vuoden energiayritysten tuottaman tuhkan ja kuonajätteen määrä. haara (495 tuhatta tonnia).

Vuonna 2014 SGC:n Krasnojarskin haara jatkaa työskentelyä tuhkan ja kuonajätteen ottamiseksi mukaan taloudelliseen liikevaihtoon, mikä vähentää niiden kertymistä ja vähentämällä kuormaa ympäristöstä. Töitä jatketaan Nazarovskaya GRES:n tuhkakaatopaikan nro 2 kunnostamiseksi. Lisäksi yhtiö harkitsee mahdollisuuksia ja laajenevat markkinat kuivan tuhkan ja kuonan myyntiin sekä rakennusteollisuuden, vaan myös muiden teollisuudenalojen tarpeisiin.

Lämpövoimalaitosten tuhkan ja kuonajätteen käyttö rakentamisessa

Tuhka- ja kuonajätettä syntyy paljon sähkövoimateollisuuden yritysten toiminnassa. Vuotuinen tuhkavirtaus tuhkakaatopaikoille Primorskyn alueella on 2,5-3,0 miljoonaa tonnia vuodessa, Habarovskissa - jopa 1,0 miljoonaa tonnia (kuva 1). Ainoastaan ​​Habarovskin kaupungissa yli 16 miljoonaa tonnia tuhkaa varastoidaan tuhkakaatopaikoille.

Tuhka- ja kuonajätettä (ASW) voidaan käyttää erilaisten betonien, laastien, keramiikan, lämpö- ja vedeneristysmateriaalien valmistuksessa, tienrakennuksessa, jossa niitä voidaan käyttää hiekan ja sementin sijasta.
CHPP-3:n sähkösuodattimien kuivaa lentotuhkaa käytetään enemmän. Mutta tällaisten jätteiden käyttö taloudellisiin tarkoituksiin on edelleen rajallista, myös niiden myrkyllisyyden vuoksi. Ne keräävät huomattavan määrän vaarallisia elementtejä.
Kaatopaikat tuottavat jatkuvasti pölyä, liikkuvat elementit huuhtoutuvat aktiivisesti sateen vaikutuksesta, saastuttaen ilmaa, vettä ja maaperää.
Tällaisen jätteen käyttö on yksi yleisimmistä todellisia ongelmia. Tämä on mahdollista poistamalla tai uuttamalla tuhkasta haitalliset ja arvokkaat komponentit ja käyttämällä jäljelle jäävää tuhkamassaa rakennusteollisuudessa ja lannoitteiden tuotannossa.

Lyhyt kuvaus tuhka- ja kuonajätteestä

Tutkituissa lämpövoimalaitoksissa hiiltä poltetaan 1100-1600o C:n lämpötilassa.
Hiilen orgaanisen osan palamisen aikana muodostuu haihtuvia yhdisteitä savun ja höyryn muodossa, ja polttoaineen palamaton mineraaliosa vapautuu kiinteiden polttojäännösten muodossa, jolloin muodostuu pölyinen massa (tuhka), samoin kuin kokkareiset kuonat.
Kiinteiden jäämien määrä kovassa ja ruskohiilessä vaihtelee välillä 15 - 40 %.

Hiili murskataan ennen polttamista ja palamisen parantamiseksi polttoöljyä lisätään usein pieni määrä 0,1-2 %.
Murskatun polttoaineen palamisen aikana savukaasut kuljettavat pois pieniä ja kevyitä tuhkahiukkasia, ja niitä kutsutaan lentotuhkaksi. Lentotuhkan hiukkaskoko vaihtelee välillä 3-5-100-150 mikronia. Suurempien hiukkasten määrä ei yleensä ylitä 10-15 %.

Tuhkankeräilijät pyydystävät lentotuhkaa.
Khabarovskin CHPP-1:ssä ja Birobidzhanskajan CHPP:ssä tuhkan keräys tehdään märkäpesureilla Venturi-putkilla, Vladivostokin CHPP-3:ssa ja CHPP-2:ssa tuhkan keräys tehdään sähkösuodattimilla.
Raskaammat tuhkahiukkaset laskeutuvat tulipesän päälle ja sulautuvat kokkareiksi kuonaiksi, jotka ovat aggregoituneita ja yhteensulautuneita tuhkahiukkasia, joiden koko vaihtelee välillä 0,15-30 mm.
Kuonat murskataan ja poistetaan vedellä. Lentotuhka ja murskattu kuona poistetaan ensin erikseen, sitten sekoitetaan, jolloin muodostuu tuhkan ja kuonan seos.

Tuhka- ja kuonaseoksen koostumuksessa on tuhkan ja kuonan lisäksi jatkuvasti palamattoman polttoaineen (alipoltetun) hiukkasia, joiden määrä on 10-25%. Lentotuhkan määrä kattiloiden tyypistä, polttoainetyypistä ja sen polttotavasta riippuen voi olla 70-85 painoprosenttia seoksesta, kuonaa 10-20 prosenttia.
Tuhka- ja kuonamassa siirretään tuhkakaatopaikalle putkistoja pitkin.
Tuhka ja kuona vesikuljetuksen aikana ja tuhkakaatopaikalla ovat vuorovaikutuksessa veden ja hiilidioksidin kanssa.
Ne käyvät läpi samanlaisia ​​prosesseja kuin diageneesi ja litifikaatio. Ne taipuvat nopeasti sään vaikutuksille ja tyhjennettäessä tuulen nopeudella 3 m/s, ne alkavat pölytellä.
ASW:n väri on tummanharmaa, leikkauksessa kerroksittainen, johtuen epätasaisten raekerrosten vuorottelusta sekä alumiinisilikaattiontoista mikropalloista koostuvan valkoisen vaahdon kerrostumista.
Tutkittujen CHPP-laitosten ASW:n keskimääräinen kemiallinen koostumus on esitetty seuraavassa taulukossa 1.

Taulukko 1. ASW:n pääkomponenttien keskimääräisen pitoisuuden rajat

Ni-, Co-, V-, Cr-, Cu-, Zn-pitoisuus on enintään 0,05 % kustakin alkuaineesta.
Säännöllisen pallomaisen muotonsa ja pienen tiheytensä ansiosta mikropalloilla on erinomaisen täyteaineen ominaisuudet monissa eri tuotteissa. Lupaavia alumiinisilikaattimikropallojen teollisia käyttöalueita ovat pallomuovien, tiemerkintäkestomuovien, saumaus- ja porausnesteiden, lämpöä eristävän radioläpinäkyvän ja kevyen rakennuskeramiikan, lämpöä eristävän polttamattoman materiaalin ja lämmönkestävän betonin valmistus.

Ulkomailla mikropalloja käytetään laajasti eri teollisuudenaloilla. Maassamme onttojen mikropallojen käyttö on erittäin rajoitettua ja ne yhdessä tuhkan kanssa kaadetaan tuhkakaappiin.
Lämpövoimalaitoksille mikropallot ovat "haitallista materiaalia", joka tukkii kiertovesihuollon putket. Tästä syystä putket on vaihdettava kokonaan 3-4 vuodessa tai suoritettava monimutkainen ja kallis työ niiden puhdistamiseksi.

Aluminosilikaattikoostumuksen inertti massa, joka on 60-70 % ASW:n massasta, saadaan sen jälkeen, kun kaikki edellä mainitut konsentraatit ja hyödylliset komponentit sekä raskas fraktio on poistettu (uutto) tuhkasta. Koostumukseltaan se on lähellä tuhkan yleistä koostumusta, mutta se sisältää suuruusluokkaa vähemmän rauhasia sekä haitallisia ja myrkyllisiä.
Sen koostumus on pääasiassa alumiinisilikaattia. Toisin kuin tuhka, sillä on hienojakoisempi tasainen granulometrinen koostumus johtuen jauhamisesta raskaan fraktion uuttamisen yhteydessä.
Ekologisten ja fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksiensa perusteella sitä voidaan käyttää laajasti rakennusmateriaalien valmistuksessa, rakentamisessa ja lannoitteena - kalkkijauhon korvikkeena (meliorantti).

CHPP-laitoksilla poltetut hiilet, jotka ovat luonnollisia sorbentteja, sisältävät monien arvokkaiden alkuaineiden epäpuhtauksia (taulukko 2, mm. harvinaiset maametallit ja jalometallit. Poltettaessa niiden pitoisuus tuhkassa kasvaa 5-6-kertaiseksi ja saattaa olla teollisuuden kannalta kiinnostavaa.
Kehittyneillä rikastimilla painovoimalla talteen otettu raskas jae sisältää raskasmetallit mukaan lukien jalometallit. Hienosäätämällä jalometallit irrotetaan raskaasta fraktiosta ja niiden kerääntyessä muita arvokkaita komponentteja (Cu, harvinainen jne.).
Yksittäisistä tutkituista tuhkakaatopaikoista kultaa saadaan 200-600 mg tonnia ASW:tä kohti.
Kulta on ohutta, eikä sitä saada talteen perinteisillä menetelmillä. Sen purkamiseen käytetään osaamisteknologiaa.

Monet ihmiset ovat mukana ASW:n hävittämisessä. Niiden käsittelyyn ja käyttöön tunnetaan yli 300 teknologiaa, mutta ne ovat enimmäkseen omistettu tuhkan käyttöön rakentamisessa ja rakennusmateriaalien tuotannossa vaikuttamatta sekä myrkyllisten ja haitallisten että hyödyllisten ja arvokkaiden komponenttien erottamiseen.

Olemme kehittäneet ja testannut laboratorio- ja puoliteollisissa olosuhteissa ASW:n käsittelyn ja täydellisen hävittämisen perusjärjestelmän.
Käsitellessäsi 100 tuhatta tonnia ASW:tä saat:
- toissijainen kivihiili - 10-12 tuhatta tonnia;
- rautamalmirikaste - 1,5-2 tuhatta tonnia;
- kulta - 20-60 kg;
- rakennusmateriaali (inertti massa) - 60-80 tuhatta tonnia.

Vladivostokissa ja Novosibirskissä on kehitetty samantyyppisiä ASW-käsittelyteknologioita, laskettu mahdolliset kustannukset ja hankittu tarvittavat laitteet.
Hyödyllisten komponenttien louhinta ja tuhkan ja kuonajätteen täydellinen hyödyntäminen hyödyllisten ominaisuuksien ja rakennusmateriaalien tuotannon avulla vapauttavat käytössä olevaa tilaa ja vähentävät haitallisia ympäristövaikutuksia. Voitto on toivottavaa, mutta ei ratkaiseva tekijä.
Teknogeenisten raaka-aineiden käsittelykustannukset tuotteiden valmistuksen ja samanaikaisen jätteen neutraloinnin kanssa voivat olla korkeammat kuin tuotteiden kustannukset, mutta menetys ei saisi tässä tapauksessa ylittää kustannuksia, jotka aiheutuvat jätteen kielteisten ympäristövaikutusten vähentämisestä. Ja energiayrityksille tuhkan ja kuonajätteen hyödyntäminen vähentää päätuotannon teknologisia kustannuksia.

Kirjallisuus

1. Bakulin Yu.I., Cherepanov A.A. Kulta ja platina Habarovskin CHPP:n tuhkassa ja kuonajätteessä // Malmit ja metallit, 2002, nro 3, s. 60-67.
2. Borisenko L.F., Delitsyn L.M., Vlasov A.S. Näkymät hiilivoimaloiden tuhkan käyttöön./JSC "Geoinformmark", M.: 2001, 68s.
3. Kizilshtein L.Ya., Dubov I.V., Spitsgauz A.P., Parada S.G. Lämpövoimalaitosten tuhkan ja kuonan komponentit. Moskova: Energoatomizdat, 1995, 176 s.
4. Lämpövoimalaitosten tuhkan ja kuonan komponentit. Moskova: Energoatomizdat, 1995, 249 s.
5. Lämpövoimalaitosten tuhkan ja kuonan koostumus ja ominaisuudet. Ohje-opas toim. Melentyeva V.A., L.: Energoatomizdat, 1985, 185 s.
6. Tselykovsky Yu.K. Joitakin ongelmia Venäjän lämpövoimalaitosten tuhkan ja kuonajätteen käytössä. Sähköinsinööri. 1998, nro 7, s. 29-34.
7. Tselykovsky Yu.K. Kokemus lämpövoimalaitosten tuhkan ja kuonajätteen teollisesta käytöstä // Uutta Venäjän energiasektorilla. Energoizdat, 2000, nro 2, s. 22-31.
8. Arvokkaat ja myrkylliset alkuaineet Venäjän kaupallisissa hiileissä: Käsikirja. M.: Ne-dra, 1996, 238 s.
9. Tšerepanov A.A. Tuhka- ja kuonamateriaalit// Kaukoidän talousalueen mineraaliraaka-aineiden tutkimuksen ja louhinnan pääongelmat. FER:n mineraalivarakompleksi vuosisadan vaihteessa. Kohta 2.4.5. Khabarovsk: Publishing House of DVIM-Sa, 1999, s. 128-120.
10. Tšerepanov A.A. Jalometallit Kaukoidän lämpövoimaloiden tuhkassa ja kuonajätteessä // Pacific Geology, 2008. V. 27, No. 2, s. 16-28.

V.V. Salomatov, teknisten tieteiden tohtori Lämpöfysiikan instituutti SB RAS, Novosibirsk

Kuznetskin hiilen lämpövoimaloiden tuhka ja kuonajätteet ja niiden laajamittaisen hyödyntämisen tavat

Käsittelyasteikko kiinteä jäte Hiililämpövoimalaitokset ovat nykyään äärimmäisen alhaisia, mikä aiheuttaa valtavien määrien tuhkaa ja kuonaa kerääntyvän tuhkakaappiin, mikä edellyttää suurten alueiden poistamista kierrosta.

Samaan aikaan Kuznetskin kivihiilen tuhka ja kuona sisältävät arvokkaita komponentteja, kuten Al, Fe, harvinaisia ​​metalleja, jotka ovat muiden teollisuudenalojen raaka-aineita. Kuitenkin milloin perinteisiä menetelmiä näiden hiilen poltto ei käytä tuhkaa ja kuonaa suuressa mittakaavassa, koska mulliitin muodostumisen vuoksi niillä on korkea hankauskyky ja ne ovat kemiallisesti inerttejä monille reagensseille. Yritykset käyttää tällaisen mineralogisen koostumuksen tuhkaa ja kuonaa rakennusmateriaalien tuotannossa johtavat teknisten laitteiden intensiiviseen kulumiseen ja tuottavuuden laskuun, koska tuhkakomponenttien ja reagenssien vuorovaikutuksen fysikaaliset ja kemialliset prosessit hidastuvat.

On mahdollista välttää Kuznetskin kivihiilen tuhkan mullitaatio muuttamalla niiden palamisen lämpötilaolosuhteita. Siten leijukerroksen käyttö hiilen polttamiseen 800–900 °C:ssa mahdollistaa vähemmän hankaavan tuhkan saamisen, ja sen päämineralogiset faasit ovat metakaoliniitti, ?Al2O3; kvartsi, lasifaasi.

CHP-laitosten tuhkan ja kuonajätteen hyödyntäminen CHP:n alhaisessa lämpötilassa

Tyypillisimmän lämpövoimalaitoksen, jonka sähköteho on 1295/1540 MW ja lämpöteho 3500 Gcal/h, tuhkan ja kuonajätteen määrä on noin 1,6...1,7 miljoonaa tonnia vuodessa.

Kuznetskin kivihiilen tuhkan kemiallinen koostumus:

Si02 = 59 %; A1203 = 22 %; Fe203 = 8 %; CaO = 2,5 %; MgO = 0,8 %; K20 = 1,4 %; Na20 = 1,0 %; Ti02 = 0,8 %; CaS04 = 3,5 %; C = 1,0 %.

Kuznetskin kivihiilen tuhkan käyttö on tehokkainta alumiinisulfaatin ja alumiinioksidin tuotannossa Kazakstanin tekniikoilla ammattikorkeakoulu. KU-tuhkan materiaalikoostumuksen ja sen määrän perusteella kierrätyskaavio on esitetty kuvassa 1.

Venäjällä valmistetaan vain 6 erikoistyyppistä alumiinioksidia, kun taas vain Saksassa - noin 80. Niiden sovellusalue on erittäin laaja - puolustusteollisuudesta kemian-, rengas-, kevyt- ja muiden teollisuudenalojen katalyyttien valmistukseen. Alumiinioksidin tarvetta maassamme ei ole katettu omia varoja, minkä seurauksena osa bauksiitista (raaka-aine alumiinioksidin valmistukseen) tuodaan Jamaikalta, Guineasta, Jugoslaviasta, Unkarista ja muista maista.

Kuznetskin kivihiilen tuhkan käyttö mahdollistaa tilanteen korjaamisen jossain määrin alumiinisulfaatin puutteella, joka on keino jätteiden ja jätteiden käsittelyyn. juomavesi, sekä käytetään suuria määriä sellu- ja paperiteollisuudessa, puunjalostuksessa, kevyessä, kemianteollisuudessa ja muilla teollisuuden aloilla. Alumiinisulfaatin puute vain alueella Länsi-Siperia on 77...78 tuhatta tonnia.

Lisäksi rikkihappokäsittelyn jälkeen saatu alumiinioksidin dispergoitu koostumus mahdollistaa erityyppisten erikoisalumiinioksidien saamisen, jonka tarve tyydytetään jossain määrin, jos niitä valmistetaan 240 tuhatta tonnia.

Alumiinisulfaatin ja alumiinioksidin tuotannossa syntyneet jätteet ovat raaka-aineena vesilasin, valkosementin, louhittujen kaivosalueiden täyttöaineiden, kontti- ja ikkunalasien valmistukseen.

Näiden materiaalien tarve kasvaa ja niiden kysyntä ylittää nyt merkittävästi niiden tuotantomäärät. Näiden toimialojen likimääräiset tekniset ja taloudelliset indikaattorit on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1. Tärkeimmät tekniset ja taloudelliset indikaattorit Kuznetskin kivihiilen tuhkan käsittelylle

Nimi tuotannot	Voimaa, tuhat tonnia	Hinta USD/t	itse, USD/t	Korkki. liitteet, milj.	Ek Vaikutus, milj.	Termi maksaa pois vuotta
Erikoistuotanto alumiinioksidi	240	33	16	20	4	5
Sulfaattien tuotanto alumiini	50	12	7	1	0,25	4
Tuotanto rautaseokset	100	27	16	5	1	5
Nesteen tuotanto lasi-	500	11	8	6	2	3
valkoista tuotantoa sementti	1000	5	4	3	0.65	4,6
Sideaineiden tuotanto materiaaleja	600	3	2	3	0,6	5
Lasin tuotanto	300	18	15	5	1	5
KAIKKI YHTEENSÄ				42	9	4,7

Lisäksi KU:n tuhkasta on tarkoituksenmukaista valmistaa harvinaisia ​​ja hajaantuneita metalleja, ensisijaisesti galliumia, germaniumia, vanadiinia ja skandiumia.

Koska CHPP toimii aikataulunsa ehtojen mukaisesti vaihtelevalla kuormituksella ympäri vuoden, tuhkatuotanto on epätasaista. Tuhkan käsittelylaitosten tulee toimia rytmikkäästi. Kuivan tuhkan varastointi aiheuttaa tiettyjä vaikeuksia. Tältä osin ehdotetaan, että osa tuhkasta lähetetään talvella rakeistamiseen Uralmashin valmistamilla pelletointilaitteilla. Rakeet poltetaan pelletoinnin ja kuivauksen jälkeen kattilan uunissa, jonka jälkeen ne lähetetään pneumaattisella kuljetuksella väliaikaiseen varastointiin kuivaan varastoon. Tuhkapellettejä voidaan myöhemmin käyttää rakennusteollisuuden raaka-ainepohjana tai tienrakennuksessa.

Pellettien varastointi avoimessa kuivavarastossa ei vaadi erityisiä suojatoimenpiteitä eikä aiheuta pölyämisvaaraa. Tällaisen tuhkakaapin kapasiteetti on noin 350...450 tuhatta tonnia, pinta-ala noin 300-300 m2. Siksi se voi sijaita CHP-alueen välittömässä läheisyydessä.

Parhaimmillaan hyötysuhde on CFB:n polton jälkeen kiertoleijupetiyksiköissä (CFB) syntyvä tuhka- ja kuonajäte, jota Venäjä ei vielä tuota. CFB-kattilat eivät ainoastaan ​​vähennä jyrkästi typen ja rikin oksidien päästöjä, vaan tuottavat myös tuhka- ja kuonajätettä, jota voidaan menestyksekkäästi käyttää teollisuudessa alumiinioksidin ja rakennusmateriaalien valmistukseen. Tämä mahdollistaa voimalaitoksen kustannusten alentamisen tuhkan varastointipinta-alojen jyrkän pienenemisen vuoksi ja ympäristön saastumisen vähentämisen. Pölyn vähentäminen CHPP-laitoksissa CFB-kattiloilla johtuu ensinnäkin tuhkakaapin alueen pienenemisestä ja toiseksi siitä tosiasiasta, että Kuznetskin hiiltä CFB:ssä polttamalla saatu tuhka sisältää kipsiä ja sillä on supistavat ominaisuudet. Tällaista tuhkaa kostutettaessa se kovettuu, mikä eliminoi pölyämisen, vaikka tuhkakaappi kuivuisi.

Koska tuhka kuljetetaan teollisuusyritykset pneumaattinen kuljetus, myös vedenkulutus pienenee hieman. Tuhkakaatopaikalta ei myöskään tule jätevettä, joka perinteisillä hiilipölykattiloilla varustetuilla CHPP-laitoksilla sisältää raskasmetallien suoloja ja muita haitallisia aineita.

Alumiinisulfaatin ja alumiinioksidin tuotanto

Teknologia alumiinisulfaatin ja alumiinioksidin valmistamiseksi matalan lämpötilan polttotuhkan pohjalta on esitetty kuvassa 2.

Optimaaliset olosuhteet tämän tekniikan toteuttamiselle ovat seuraavat:

• hiilen poltto ( lämpötilajärjestelmä 800…900 °C);
• jauhatus (hionta hienous - 0,4 mm (vähintään 90%));
• rikkihapon aukko (lämpötila 95 ... 105 ° C, kesto 1,5 ... 2 tuntia, rikkihappopitoisuus 16 ... 20%);
• nestemäisten ja kiinteiden faasien erotus (suodatinkangastuote L-136, harvennus 400…450 mm Hg, imusuodatin 0,37…0,42 m3/m2?h);
• kaksivaiheinen lietteen pesu;
• hydrolyyttinen hajoaminen (lämpötila 230 °C, aika 2 tuntia);
• lämpöhajoaminen (lämpötila 760…800 °C).

Tuloksena oleva alumiinisulfaatti (50 tuhatta tonnia vuodessa) rakeistamisen ja muovipusseihin pakkaamisen jälkeen lähetetään kuluttajille. Tehty toteutettavuustutkimus osoittaa alumiinisulfaatin tuotannon kannattavuuden matalan lämpötilan polttotuhkan perusteella.

Tuhkaperäinen alumiinisulfaatti on hyvä koagulantti teollisuuden jätevesien käsittelyyn.

Sishtof rikkihappokäsittelyn jälkeen vähäisen rautaoksidipitoisuuden vuoksi (alle 0,5 ... 0,7%) korvaa hiekan valkosementin tuotannossa, ja 4 ... 6% kipsin läsnäolo siinä voimistuu. itse sementin tuotantoprosessit.

Rautaseosten ja rakennusmateriaalien valmistus

Hiilen mineraaliosaan perustuvien ferroseosten tuotantoa on kehitetty perusteellisesti. Suoritettiin teollisten teknologioiden testaus ferrosilikoalumiinin ja ferrosipiin tuottamiseksi tuhkasta ja kuonajätteestä, koostumukseltaan samanlainen kuin Kuznetskin kivihiilen tuhka ja sen magneettinen komponentti, joka voidaan eristää magneettierotusmenetelmillä. Saadut seokset testattiin teollisessa mittakaavassa maan metallurgisissa tehtaissa teräksen hapettumisen varalta ja ne antoivat positiivisia tuloksia.

Sishtof-pohjaisten rakennusmateriaalien hankinta ei vaadi muutoksia näiden teollisuudenalojen olemassa oleviin teknologioihin. Sishtofia käytetään raaka-aineena ja se korvaa kvartsia ja muita piitä sisältäviä tuotteita, joita käytetään rakennusmateriaalien valmistuksessa. Lisäksi piioksidi, jonka pitoisuus sistofissa on 75–85 %, esiintyy pääasiassa amorfisena piidioksidina, jolla on korkea kemiallinen aktiivisuus, mikä mahdollistaa sementin ja sideaineiden suorituskyvyn ja laadun paranemisen. Vähimmäismäärä rautapitoisia ja muita väriaineita sistofissa mahdollistaa valkoisen sementin saamisen sen pohjalta, jonka tarve on erittäin suuri.

Myös teollisuudessa on kehitetty tekniikoita sementin, sideaineiden ja nestemäisen lasin valmistamiseksi.

Johtopäätös

Tuhka- ja kuonajätteet, jotka saadaan polttamalla Kuznetskin hiiltä voimahöyrynkehittimissä Venäjälle uutta kiertoleijuteknologialla, ovat kysyttyjä laajamittaiseen loppusijoitukseen. Hyvin niukkoja rautaseoksia, alumiinisulfaattia, erikoislaatuisia alumiinioksidia, nestemäistä lasia, valkosementtiä ja sideaineita on taloudellisesti tehokasta valmistaa alalla jo hallitulla tekniikalla.

Bibliografia Salomatov V.V. Ympäristöteknologiat lämpö- ja ydinvoimaloissa: monografia / V.V. Salomatov. - Novosibirsk: NSTU:n kustantamo, - 2006. - 853 s.

74rif.ru/zolo-kuznezk.html, energyland.info/117948

G. Habarovsk



Sähkövoimayritysten toiminnan aikana paljon tuhka ja kuonajätteet. Vuotuinen tuhkavirtaus tuhkakaatopaikoille Primorskyn alueella on 2,5-3,0 miljoonaa tonnia vuodessa, Habarovskissa - jopa 1,0 miljoonaa tonnia (kuva 1). Ainoastaan ​​Habarovskin kaupungissa yli 16 miljoonaa tonnia tuhkaa varastoidaan tuhkakaatopaikoille.

Tuhka- ja kuonajätettä (ASW) voidaan käyttää erilaisten betonien ja laastien valmistukseen. Keramiikka, lämpövedeneristysmateriaalit, tienrakennus, jossa niitä voidaan käyttää hiekan ja sementin sijasta. CHPP-3:n sähkösuodattimien kuivaa lentotuhkaa käytetään enemmän. Mutta tällaisten jätteiden käyttö taloudellisiin tarkoituksiin on edelleen rajallista, myös niiden myrkyllisyyden vuoksi. Ne keräävät huomattavan määrän vaarallisia elementtejä. Kaatopaikat tuottavat jatkuvasti pölyä, liikkuvat elementit huuhtoutuvat aktiivisesti sateen vaikutuksesta, saastuttaen ilmaa, vettä ja maaperää. Tällaisen jätteen käyttö on yksi kiireellisimmistä ongelmista. Tämä on mahdollista poistamalla tai uuttamalla tuhkasta haitalliset ja arvokkaat komponentit ja käyttämällä jäljelle jäävää tuhkamassaa rakennusteollisuudessa ja lannoitteiden tuotannossa.

Lyhyt kuvaus tuhka- ja kuonajätteestä

Tutkituissa lämpövoimalaitoksissa kivihiiltä poltetaan lämpötilassa 1100-1600 C. Hiilen orgaanisen osan palamisen aikana muodostuu savun ja höyryn muodossa haihtuvia yhdisteitä ja palamaton mineraaliosa. polttoaineesta vapautuu kiinteinä polttojäännöksinä, jotka muodostavat pölyisen massan (tuhkan), sekä kokkareina kuonaina. Kiinteiden jäämien määrä kovassa ja ruskohiilessä vaihtelee välillä 15 - 40 %. Hiili murskataan ennen polttamista ja palamisen parantamiseksi siihen lisätään usein pieni (0,1-2 %) määrä polttoöljyä.
Murskatun polttoaineen palamisen aikana savukaasut kuljettavat pois pieniä ja kevyitä tuhkahiukkasia, ja niitä kutsutaan lentotuhkaksi. Lentotuhkan hiukkaskoko vaihtelee välillä 3-5-100-150 mikronia. Suurempien hiukkasten määrä ei yleensä ylitä 10-15 %. Tuhkankeräilijät pyydystävät lentotuhkaa. Habarovskin CHPP-1:ssä ja Birobidzhanskaja CHPP:ssä tuhkankeräys on märkä pesureilla, joissa on Venturi-putkia, CHPP-3:ssa ja CHPP-2:ssa Vladivostokin se on kuivaa sähkösuodattimissa.
Raskaammat tuhkahiukkaset laskeutuvat tulipesän päälle ja sulautuvat kokkareiksi kuonaiksi, jotka ovat aggregoituneita ja yhteensulautuneita tuhkahiukkasia, joiden koko vaihtelee välillä 0,15-30 mm. Kuonat murskataan ja poistetaan vedellä. Lentotuhka ja murskattu kuona poistetaan ensin erikseen, sitten sekoitetaan, jolloin muodostuu tuhkan ja kuonan seos.
Tuhka- ja kuonaseoksen koostumuksessa on tuhkan ja kuonan lisäksi jatkuvasti palamattoman polttoaineen (alipoltetun) hiukkasia, joiden määrä on 10-25%. Lentotuhkan määrä kattiloiden tyypistä, polttoainetyypistä ja sen polttotavasta riippuen voi olla 70-85 painoprosenttia seoksesta, kuonaa 10-20 prosenttia. Tuhka- ja kuonamassa siirretään tuhkakaatopaikalle putkistoja pitkin.
Tuhka ja kuona vesikuljetuksen aikana ja tuhkakaatopaikalla ovat vuorovaikutuksessa veden ja hiilidioksidin kanssa. Ne käyvät läpi samanlaisia ​​prosesseja kuin diageneesi ja litifikaatio. Ne taipuvat nopeasti sään vaikutuksille ja tyhjennettäessä tuulen nopeudella 3 m/s, ne alkavat pölytellä. ASW:n väri on tummanharmaa, leikkauksessa kerroksittainen, johtuen epätasaisten raekerrosten vuorottelusta sekä alumiinisilikaattiontoista mikropalloista koostuvan valkoisen vaahdon kerrostumista.
Tutkittujen CHPP-laitosten ASW:n keskimääräinen kemiallinen koostumus on esitetty seuraavassa taulukossa 1.

pöytä 1

ASW:n pääkomponenttien keskimääräisen pitoisuuden rajat

Komponentti			Komponentti
Si02	51- 60	54,5		3,0 – 7,3
TiO2	0,5 – 0,9	0,75	Na2O	0,2 – 0,6	0,34
Al2O3	16-22	19,4	K2O	0,7 – 2,2	1,56
Fe2O3	5 -8		SO 3	0,09 – 0,2	0,14
	0,1 – 0,3	0,14	P2O5	0,1-0,4	0,24

Kivihiiltä käyttävien CHPP-laitosten tuhkalle on tyypillistä korkeampi SO3- ja p.p.p-pitoisuus sekä pienempi piin, titaanin, raudan, magnesiumin ja natriumin oksidipitoisuus. Kuonat - korkea piin, raudan, magnesiumin, natriumin oksideja ja pelkistettyjä rikin oksideja, fosforia, p.p.p. Yleensä tuhkat ovat korkeapiidioksidipitoisia, ja niissä on melko korkea aluminaattipitoisuus.
ASW:n epäpuhtausalkuaineiden pitoisuus tavallisten ja ryhmänäytteiden spektraalisen semikvantitatiivisen analyysin mukaan on esitetty taulukossa 2. Teollinen arvo on viitekirjan mukaan kultaa ja platinaa. enimmäisarvot Yb ja Li lähestyvät tätä. Haitallisten ja myrkyllisten alkuaineiden pitoisuus ei ylitä sallittuja arvoja, vaikka enimmäispitoisuudet Mn, Ni, V, Cr lähestyvät myrkyllisyyden "kynnystä".

taulukko 2

Elementti	CHPP-1		CHPP-3			CHPP-1			CHPP-3
	Keskim.	Max.	Keskim.			Keskim.	Max.		Keskim.
Ni	40-80			60-80	Ba	1000	2000-3000		800-1000
co		60- 1 00			Olla
Ti	3000	6000	3000	6000	Y	10-80
V	60-100				Yb
Cr		300- 2000	40-80	100-600	La
Mo					Sr		600-800				300-1000
W					Ce
Huom					sc
Zr	100-300	400-600		600-800	Li
Cu	30-80			80-100	B
Pb	10-30	60-100	30-60		K	8000		10000-30000		6000-8000		10000
Zn		80-200		1 00
sn		3-40			Au	0,07	0,5-25,0		0,07		0,5-6,0
Ga	10-20				Pt mg/t	10-50	300-500

ASW koostuu kiteisistä, lasimaisista ja orgaanisista komponenteista.

Kiteistä ainetta edustavat sekä polttoaineen mineraaliaineen primaarimineraalit että uudet muodostelmat, jotka syntyvät palamisprosessissa sekä hydratoituessa ja säässä tuhkakaatopaikassa. ASW:n kiteisestä komponentista löytyy yhteensä jopa 150 mineraalia. Vallitsevia mineraaleja ovat meta- ja ortosilikaatit sekä aluminaatit, ferriitit, aluminoferriitit, spinellit, dendriittiset savimineraalit, oksidit: kvartsi, tridymiitti, kristobaliitti, korundi, -alumiinioksidi, kalsiumin oksidit, magnesium ja muut. Usein todettu, mutta pieninä määrinä, malmimineraalit - kasiteriitti, volframiitti, staniini ja muut; sulfidit - pyriitti, pyrrotiitti, arsenopyriitti ja muut; sulfaatit, kloridit, hyvin harvoin fluoridit. Hydrokemiallisten prosessien ja sään seurauksena tuhkakaatopaikoille ilmestyy sekundäärisiä mineraaleja - kalsiittia, portlandiittia, rautahydroksidia, zeoliitteja ja muita. Erittäin kiinnostavia ovat alkuperäiset alkuaineet ja intermetallit, joista löytyy: lyijy, hopea, kulta, platina, alumiini, kupari, elohopea, rauta, nikkelirauta, kromiferridit, kuparikulta, erilaiset kuparin seokset, nikkeli, kromi piin kanssa ja muut.

Löytää nestemäistä elohopeaa siitä huolimatta korkea lämpötila hiilen palaminen on melko yleinen ilmiö, erityisesti rikastustuotteiden raskaan jakeen koostumuksessa. Tämä todennäköisesti selittää maaperän elohopeakontaminaation, kun ASW:tä käytetään lannoitteena ilman erityiskäsittelyä.

Lasimainen aine - palamisen aikana tapahtuneiden epätäydellisten muutosten tuote, muodostaa merkittävän osan pahoista. Sitä edustavat eriväriset, enimmäkseen mustat metallikiiltoiset lasit, erilaiset pallomaiset lasimaiset helmiäismikropallot (pallot) ja niiden aggregaatit. Ne muodostavat suurimman osan ASW:n kuonakomponentista. Koostumuksessa nämä ovat alumiinin, kaliumin, natriumin ja vähemmässä määrin kalsiumin oksideja. Niihin kuuluu myös joitain savimineraalien lämpökäsittelytuotteita. Usein mikropallot ovat sisältä onttoja ja muodostavat vaahtoisia muodostelmia tuhka- ja valuma-altaiden pinnalle.

Orgaanista ainetta edustavat palamattomat polttoainehiukkaset (alipoltto). Uunissa muunnettu orgaaninen aines eroaa suuresti alkuperäisestä ja on koksin ja puolikoksin muodossa, jolla on erittäin alhainen hygroskooppisuus ja haihtuva saanto. Alipolton määrä tutkitussa ASW:ssä oli 10-15 %.

ASW:n arvokkaita ja hyödyllisiä komponentteja

ASW-komponenteista rautaa sisältävä magneettirikaste, sekundaarinen kivihiili, alumiinisilikaattiontot mikropallot ja inertti alumiinisilikaattikoostumuksen massa, raskas jae, joka sisältää jalometallien, harvinaisten ja hivenaineiden seoksen, ovat tuhkassa käytännön kiinnostavia.

Monivuotisen tutkimuksen tuloksena on saatu myönteisiä tuloksia arvokkaiden komponenttien erottamisessa tuhka- ja kuonajätteestä (ASW) ja niiden täydellisestä hyödyntämisestä (kuva 2).

Luomalla johdonmukainen teknologinen ketju erilaisista laitteista ja laitteista on mahdollista saada ASW:stä sekundaarihiiltä, ​​rautaa sisältävää magneettirikastetta, raskasta mineraalifraktiota ja inerttiä massaa.

toissijainen kivihiili. Teknologisen tutkimuksen aikana eristettiin vaahdotusmenetelmällä kivihiilirikaste, jota kutsuimme sekundaarihiileksi. Se koostuu palamattoman kivihiilen hiukkasista ja sen lämpökäsittelytuotteista - koksista ja puolikoksista, joille on ominaista kohonnut lämpöarvo (> 5600 kcal) ja tuhkapitoisuus (jopa 50-65 %). Polttoöljyn lisäyksen jälkeen sekundäärihiiltä voidaan polttaa lämpövoimalaitoksella tai siitä brikettejä valmistamalla myydä väestölle polttoaineeksi. Se uutetaan ASW:stä vaahdottamalla. Saanto jopa 10-15 % käsitellyn ASW:n painosta. Hiilihiukkasten koko on 0-2 mm, harvemmin jopa 10 mm.

Tuhka- ja kuonajätteestä saatu rautapitoinen magneettirikaste koostuu 70-95 % pallomaisista magneettisista aggregaateista ja kattilakivistä. Muita mineraaleja (pyrrhotiitti, limoniitti, hematiitti, pyrokseenit, kloriitti, epidootti) esiintyy määrinä yksittäisistä rakeista 1-5 painoprosenttiin rikasteesta. Lisäksi rikasteessa on satunnaisesti havaittavissa harvinaisia ​​platinoidien rakeita sekä rauta-kromi-nikkeliseoksia.

Ulkoisesti se on mustaa ja tummanharmaata hienorakeista jauhemaista massaa, jonka päähiukkaskoko on 0,1-0,5 mm. Yli 1 mm:n hiukkaset enintään 10-15 %.

Rautapitoisuus rikasteessa vaihtelee välillä 50 - 58 %. CHP-1-tuhkakaatopaikan tuhkasta ja kuonajätteestä peräisin olevan magneettikonsentraatin koostumus: Fe - 53,34%, Mn - 0,96%, Ti - 0,32%, S - 0,23%, P - 0,16%. Spektrianalyysin mukaan konsentraatti sisältää Mn:a enintään 1 %, Ni:a ensimmäiset kymmenesosat, Co:ta 0,01-0,1 %, Ti -0,3-0,4 %, V - 0,005-0,01 %, Cr - 0,005-0,1 (harvoin). jopa 1 %), W - alkaen w. jopa 0,1 %. Koostumus on hyvä rautamalmi ligatoivilla lisäaineilla.

Magneettisen jakeen tuotto magneettierotuksen mukaan laboratorio-olosuhteissa vaihtelee välillä 0,3 - 2-4 paino-% tuhkasta. Kirjallisuuden tietojen mukaan tuhkaa ja kuonajätettä käsiteltäessä magneettierottelulla tuotanto-olosuhteissa magneettirikasteen saanto saavuttaa 10-20 painoprosenttia tuhkasta, uuttamalla Fe2O3:a 80-88 prosenttia ja rautapitoisuutta 40-46. %.

Tuhka- ja kuonajätteestä saatua magneettirikastetta voidaan käyttää ferropiin, valuraudan ja teräksen valmistukseen. Se voi toimia myös jauhemetallurgian raaka-aineena.

Ontot alumiinisilikaattimikropallot ovat dispergoitua materiaalia, joka koostuu ontoista mikropalloista, joiden koko vaihtelee välillä 10 - 500 mikronia (kuva 3). Materiaalin irtotiheys on 350-500 kg/m3, ominaispaino 500-600 kg/m3. Mikropallojen faasimineraalikoostumuksen pääkomponentit ovat alumiinisilikaattilasifaasi, mulliitti ja kvartsi. Hematiittia, maasälpää, magnetiittia, vesimikkaa, kalsiumoksidia esiintyy epäpuhtauksina. Niiden hallitsevat komponentit kemiallinen koostumus ovat piitä, alumiinia, rautaa (taulukko 3). Eri komponenttien mikroepäpuhtaudet ovat mahdollisia määrinä, jotka ovat alle myrkyllisyyden tai teollisen merkityksen kynnyksen. Luonnollisten radionuklidien pitoisuus ei ylitä sallittuja rajoja. Suurin ominaisvaikutus on 350-450 Vk / kg ja se vastaa toisen luokan rakennusmateriaaleja (740 Vk / kg asti).

Si02

52-58

Na2O

0,1-0,3

TiO2

0,6-1,0

K2O

Al2O3

SO 3

enintään 0,3

Fe2O3

3,5-4,5

P2O5

0,2-0,3

Kosteus

Enintään 10

kelluvuus

Ainakin 90

Ni-, Co-, V-, Cr-, Cu-, Zn-pitoisuus on enintään 0,05 % kustakin alkuaineesta
Säännöllisen pallomaisen muotonsa ja pienen tiheytensä ansiosta mikropalloilla on erinomaisen täyteaineen ominaisuudet monissa eri tuotteissa. Lupaavia alumiinisilikaattimikropallojen teollisia käyttöalueita ovat pallomuovien, tiemerkintäkestomuovien, saumaus- ja porausnesteiden, lämpöä eristävän radioläpinäkyvän ja kevyen rakennuskeramiikan, lämpöä eristävän polttamattoman materiaalin ja lämmönkestävän betonin valmistus.
Ulkomailla mikropalloja käytetään laajasti eri teollisuudenaloilla. Maassamme onttojen mikropallojen käyttö on erittäin rajoitettua ja ne yhdessä tuhkan kanssa kaadetaan tuhkakaappiin. Lämpövoimalaitoksille mikropallot ovat "haitallista materiaalia", joka tukkii kiertovesihuollon putket. Tästä syystä putket on vaihdettava kokonaan 3-4 vuodessa tai suoritettava monimutkainen ja kallis työ niiden puhdistamiseksi.
Aluminosilikaattikoostumuksen inertti massa, joka on 60-70 % ASW:n massasta, saadaan sen jälkeen, kun kaikki edellä mainitut konsentraatit ja hyödylliset komponentit sekä raskas fraktio on poistettu (uutto) tuhkasta. Koostumukseltaan se on lähellä tuhkan yleistä koostumusta, mutta se sisältää suuruusluokkaa vähemmän rauhasia sekä haitallisia ja myrkyllisiä. Sen koostumus on pääasiassa alumiinisilikaattia. Toisin kuin tuhka, sillä on hienojakoisempi tasainen granulometrinen koostumus (johtuen jauhamisesta raskaan fraktion uuttamisen yhteydessä). Ekologisten ja fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien mukaan sitä voidaan käyttää laajasti rakennusmateriaalien valmistuksessa, rakentamisessa ja lannoitteena - kalkkijauhon korvikkeena (meliorantti).
Lämpövoimalaitoksella poltetut hiilet, jotka ovat luonnollisia sorbentteja, sisältävät monien arvokkaiden alkuaineiden epäpuhtauksia (taulukko 2), mukaan lukien harvinaiset maametallit ja jalometallit. Poltettaessa niiden pitoisuus tuhkassa kasvaa 5-6-kertaiseksi ja saattaa olla teollisuuden kannalta kiinnostavaa.
Kehittyneillä rikastamoilla painovoimalla talteenotettu raskas jae sisältää raskasmetalleja, mukaan lukien jalometalleja. Hienosäätämällä jalometallit irrotetaan raskaasta fraktiosta ja niiden kerääntyessä muita arvokkaita komponentteja (Cu, harvinainen jne.). Yksittäisistä tutkituista tuhkakaatopaikoista kultaa saadaan 200-600 mg tonnia ASW:tä kohti. Kulta on ohutta, eikä sitä saada talteen perinteisillä menetelmillä. Sen purkamiseen käytetään osaamisteknologiaa.
Monet ihmiset ovat mukana ASW:n hävittämisessä. Niiden käsittelyyn ja käyttöön tunnetaan yli 300 teknologiaa, mutta ne ovat enimmäkseen omistettu tuhkan käyttöön rakentamisessa ja rakennusmateriaalien tuotannossa vaikuttamatta sekä myrkyllisten ja haitallisten että hyödyllisten ja arvokkaiden komponenttien erottamiseen.
Olemme kehittäneet ja testanneet laboratorio- ja puoliteollisissa olosuhteissa ASW:n käsittelyn ja täydellisen hävittämisen perusjärjestelmän (kuva).
Käsitellessäsi 100 tuhatta tonnia ASW:tä saat:
- toissijainen kivihiili - 10-12 tuhatta tonnia;
- rautamalmirikaste - 1,5-2 tuhatta tonnia;
- kulta - 20-60 kg;
- rakennusmateriaali (inertti massa) - 60-80 tuhatta tonnia.
Vladivostokissa ja Novosibirskissä on kehitetty samantyyppisiä ASW-käsittelyteknologioita, laskettu mahdolliset kustannukset ja hankittu tarvittavat laitteet.
Hyödyllisten komponenttien louhinta ja tuhkan ja kuonajätteen täydellinen hyödyntäminen hyödyllisten ominaisuuksien ja rakennusmateriaalien tuotannon avulla vapauttavat käytössä olevaa tilaa ja vähentävät haitallisia ympäristövaikutuksia. Voitto on toivottavaa, mutta ei ratkaiseva tekijä. Teknogeenisten raaka-aineiden käsittelykustannukset tuotteiden valmistuksen ja samanaikaisen jätteen neutraloinnin kanssa voivat olla korkeammat kuin tuotteiden kustannukset, mutta menetys ei saisi tässä tapauksessa ylittää kustannuksia, jotka aiheutuvat jätteen kielteisten ympäristövaikutusten vähentämisestä. Ja energiayrityksille tuhkan ja kuonajätteen hyödyntäminen vähentää päätuotannon teknologisia kustannuksia.

Kirjallisuus

1. Bakulin Yu.I., Cherepanov A.A. Kulta ja platina Habarovskin CHPP:n tuhkassa ja kuonajätteessä // Malmit ja metallit, 2002, nro 3, s. 60-67.
2. Borisenko L.F., Delitsyn L.M., Vlasov A.S. Näkymät hiilivoimaloiden tuhkan käyttöön./JSC "Geoinformmark", M.: 2001, 68s.
3. Kizilshtein L.Ya., Dubov I.V., Spitsgauz A.P., Parada S.G. Lämpövoimalaitosten tuhkan ja kuonan komponentit. Moskova: Energoatomizdat, 1995, 176 s.
4. Lämpövoimalaitosten tuhkan ja kuonan komponentit. Moskova: Energoatomizdat, 1995, 249 s.
5. Lämpövoimalaitosten tuhkan ja kuonan koostumus ja ominaisuudet. Viiteopas, toim. Melentyeva V.A., L.: Energoatomizdat, 1985, 185 s.
6. Tselykovsky Yu.K. Joitakin ongelmia Venäjän lämpövoimalaitosten tuhkan ja kuonajätteen käytössä. Sähköinsinööri. 1998, nro 7, s. 29-34.
7. Tselykovsky Yu.K. Kokemus lämpövoimalaitosten tuhkan ja kuonajätteen teollisesta käytöstä // Uutta Venäjän energiasektorilla. Energoizdat, 2000, nro 2, s. 22-31.
8. Arvokkaat ja myrkylliset alkuaineet Venäjän kaupallisissa hiileissä: Käsikirja. M.: Nedra, 1996, 238 s.
9. Tšerepanov A.A. Tuhka- ja kuonamateriaalit// Kaukoidän talousalueen mineraaliraaka-aineiden tutkimuksen ja louhinnan pääongelmat. FER:n mineraalivarakompleksi vuosisadan vaihteessa. Kohta 2.4.5. Khabarovsk: Publishing House of DVIM-Sa, 1999, s. 128-120.
10. Tšerepanov A.A. Jalometallit Kaukoidän lämpövoimaloiden tuhkassa ja kuonajätteessä // Pacific Geology, 2008. V. 27, No. 2, s. 16-28.

Lista piirustuksista
A.A.Cherepanovin artikkeliin
Lämpövoimalaitosten tuhkan ja kuonajätteen käyttö rakentamisessa

Kuva 1. CHPP-1:n tuhkakaapin täyttö, Habarovsk
Kuva 2. piirikaavio monimutkainen käsittely lämpövoimaloiden tuhka ja kuonajäte.
Kuva 3. Ontot alumiinisilikaattimikropallot ASW.

Yksi tärkeimmistä syistä tähän on tuotetun tuhkan koostumuksen heterogeenisuus ja epävakaus, joka ei anna luotettavaa hyödyllistä vaikutusta, kun se hävitetään rakennusteollisuudessa, joka on tärkein mahdollinen kuluttaja. Pääkaupunkiseudulla tuotettujen jättimäisten määrien tuhkaprosessointi tunnetuilla laitteilla - luokittelijoilla ja myllyillä on alhaisten kulutuskustannusten ja tuotannon ja kulutuksen suuren eron vuoksi taatusti kannattamatonta tuotantoa.

Tuhka on niukka hyödyke

Tuotetun tuhkan epätäydellinen kuluminen aiheuttaa ongelmia vain energiainsinööreille, koska tällöin on tarpeen ylläpitää kahta tuhkanpoistojärjestelmää. Tuhkan poisto ja kaatopaikkojen ylläpito oli noin 30 % CHP:n energian ja lämmön kustannuksista. Kuitenkin, jos otamme huomioon menetettyjen maiden markkina-arvon megakaupunkien lähellä, maan ja kiinteistöjen kustannusten lasku huomattavan etäisyyden päässä asemista ja tuhkakaatopaikoista, ihmisten terveydelle ja luonnolle aiheutuvat suorat vahingot, erityisesti pölysaasteet. vesistöjen ilmaallas ja liukoiset suolat ja alkalit sekä pohjavesi, tämän osuuden pitäisi itse asiassa olla paljon suurempi.

Lentotuhka on kehittyneissä maissa samaa hyödykettä ja niukasti kuin lämpö ja sähkö. Laadukas, standardien mukainen lentotuhka, joka soveltuu käytettäväksi betonissa ylimääräistä kalkkia sitovana ja veden tarvetta vähentävänä lisäaineena, maksaa esimerkiksi USA:ssa portlandsementin tasolla ~60$/t.

Ajatus kierrätetyn kivihiilen tuhkan viemisestä Yhdysvaltoihin saattaa olla järkevä. Huonolaatuista lentotuhkaa, kuten matalan lämpötilan "ympäristöystävällisistä" leijukerroskattiloista, jotka polttavat korkean rikkipitoisuuden omaavaa heikkolaatuista hiiltä (Zeranjin asema Varsovassa), tarjotaan luokkaa -5 negatiivisella hinnalla. $ / t, mutta sillä ehdolla, että kuluttaja ottaa kaiken. Australiassa tilanne on samanlainen. Tuhkan käsittely voi siis olla kannattavaa vain, jos tekniikan ansiosta ilmaantuu joukko parempia tuotteita, jotka löytävät kuluttajat täysimääräisinä tai lähes täysimääräisinä rajoitetulla alueella tuotantopaikan läheisyydessä. Lentotuhkan vakiokäytöllä betonin tai rakennuskeramiikan lisäaineena ongelmaa ei periaatteessa voida ratkaista paikallisten markkinoiden rajallisen kapasiteetin vuoksi. Lisäksi epästabiilin koostumuksen tuhkan lisääminen betoniin on mahdollista ilman laadun heikkenemistä vain hyvin rajoitetussa määrin, mikä tekee koko yrityksestä merkityksettömän.

Käsittelynäkymät

Kemiallisesti katsottuna lentotuhkan käyttämättä jättäminen on absurdia. On mahdollista erottaa ainakin 3 lupaavaa tyyppiä pahan käsittelyssä:
1) ruskohiilen (BUZ) poltosta syntyvä korkeakalsiumtuhka, esimerkiksi Kansk-Achinsk-hiilialtaalta, jossa on korkea kalsiumoksidi- ja sulfaattipitoisuus, eli se on koostumukseltaan samanlainen kuin portlandsementti ja jossa on korkea kemikaali. potentiaali - varastoitu energia;
2) poltosta syntyvä hapantuhka kivihiiltä(HUS), joka koostuu pääasiassa lasista, mukaan lukien mikropallot;
3) tuhka, jossa on korkea harvinaisten maametallien pitoisuus.

On huomattava, että luonnossa ei ole kahta identtistä hiiltä, ​​joten ei ole identtisiä pahoja. Meidän tulee aina puhua paikallisesta lentotuhkan käsittelytekniikasta tietyllä alueella, koska tärkeimpien kuluttajien tulisi sijaita lähellä tuhkalähdettä. Mikä tahansa merkittävin teknologia toteutuu vain, jos paikalliset markkinat pystyvät "nielemään" kaiken tai lähes kaiken käsitellyn tuhkan massan.

Lentotuhkan monimutkaiseen käsittelyyn ehdotetaan käytettäväksi uuden teknologialuokan - niin sanottujen sähkömassaluokittajien (EMC) - ominaisuuksia. Tämä tekniikka perustuu suhteellisen hiljattain löydettyyn uuteen ilmiöön - tiheään varautuneiden aerosolien (kaasu-pölyplasman) muodostumiseen pyörivissä pyörteissä kaasuvirroissa ja niiden erottumiseen sisäisissä sähkökentissä.

Hiukkasten tribovarautuminen kitkan tai iskujen aikana on ollut ihmiskunnan tiedossa ammoisista ajoista lähtien, mutta toistaiseksi tiede ei pysty edes ennustamaan varauksen merkkiä.

EMC:n edut

Huolimatta ilmiön äärimmäisestä monimutkaisuudesta, EMC-tekniikka on ulkoisesti hyvin yksinkertainen ja sillä on kaikissa suhteissa etuja verrattuna tavanomaisiin ilmanerottimiin tai suihkumyllyihin, hajottimiin.

Yksi tärkeimmistä eduista on täydellinen ympäristöystävällisyys, koska prosessit suoritetaan suljetussa tilavuudessa, eli EMC ei tarvitse lisälaitteita, kuten kompressoreja tai pölynkeräysjärjestelmiä - sykloneita tai suodattimia, edes nanojauheiden kanssa työskennellessä. Pieni osa yhdellä merkillä ladattua aerosolia poistetaan aerosolista Coulombin voiman vaikutuksesta keskustan kautta Stokes-viskositeettivoiman ja keskipakovoiman vaikutusta vastaan. Hiukkaset purkautuvat sieppauskammion seinille tai ilmakehässä olevien varautuneiden ionien kautta ja varaus palautetaan aerosolin muodostuskammioon.

Siten EMC-tekniikassa suoritetaan prosessi, jossa jauheet erotetaan rajoittamattomaan määrään fraktioita latausjaksolla. Heterogeenisiä systeemejä, mukaan lukien tuhka, erotettaessa on mahdollista erottaa paitsi hiukkaskoon, myös muiden fysikaalisten ominaisuuksien perusteella.

muu tärkeä etu EMC - kyky toteuttaa samanaikaisesti useita eri toimintoja yhdellä kertaa (esim. erotus mekaanisella aktivoinnilla tai hiomalla), sekä jatkuvassa että erillisessä versiossa. Valtavia tuhkamassoja, joissa on paljon hienojakoisia hiukkasia, ei voida erottaa tunnetulla tekniikalla, koska se on tehotonta pölynkeräystä täsmälleen hienoista hiukkasista, joilla on suurin arvo ja samalla suurin vaara ihmisille ja ympäristölle.

Hienojakeen erottaminen lentotuhkasta EMC:llä mahdollistaa karkean jakeen tehokkaan ja jatkuvan erottamisen muiden parametrien, kuten hiukkaskoon, magneettisen suskeptibiliteettin, tiheyden, hiukkasten muodon ja sähköisten ominaisuuksien mukaan. EMC-tekniikan suorituskykyalueella ei ole analogeja: 1 gramman annoksesta 10 tonniin / tunti jatkuvassa tilassa roottorin halkaisijalla enintään 1,5 m. Myös erotettujen materiaalien leviämisalue on laaja: sadoista mikronista ~ 0,03 mikroniin - ylittää selvästi kaikki tunnetut lajit tekniikkaa, lähestyen märkäerotusta sentrifugeja käyttäen.

Tuhkan käsittelytekniikat

EMC:n ominaisuudet mahdollistavat joustavan "älyteknologian" toteuttamisen tuhkan käsittelyyn keskittyen sen yksittäisten komponenttien markkinapotentiaaliin. Yksityiskohtainen tutkimus useista lentotuhkasta, mukaan lukien CHPP-3 ja CHPP-5 Novosibirskissa, teki mahdolliseksi kehittää optimaaliset suunnitelmat niiden käsittelyyn sekä tarjota teknologioita rakennusmateriaalien tuotantoon, jossa suurin osa tuotteista hyödynnetään tuhkasta.

BUZ, jota saadaan erityisesti CHPP-3:sta, koostuu pääasiassa lasipallomaisista hiukkasista, joiden kalsium- ja rautapitoisuudet vaihtelevat. Näillä hiukkasilla on supistavat ominaisuudet ja ne reagoivat veden kanssa hitaammin kuin portlandsementti, mutta muodostavat sementtikiven. Niiden mukana on kuitenkin koksin muodossa olevia palamattoman kivihiilen hiukkasia, joiden pitoisuus voi olla jopa 7 %, kalsiumoksidin CaO (5-30 %) ja kalsiumsulfaatti CaSO4 (5-15 %) rakeita, peitetty lasilla, inaktiivisilla mineraaleilla - kvartsilla ja magnetiitilla. Koksi muuttuu yksiselitteisesti Negatiivinen vaikutus kiven lujuudella, samanlainen kuin makrohuokoset.

Mutta kaikkein negatiivisin rooli on CaO-jyvillä, erityisesti suurilla. Nämä jyvät reagoivat veden kanssa merkittävästi lisäämällä tilavuutta ja huomattavasti hitaammin kuin suurin osa tuhkasta, myös lasikapseloinnin vuoksi.

Suurten CaO-hiukkasten toimintaa voidaan verrata aikapommiin. Tuhkapohjaisen kiven lujuus on yleensä alhainen ja on keskimäärin noin 10 MPa (100 kg/cm2), mutta epävakaan koostumuksen vuoksi se vaihtelee välillä 0-30 MPa. Kulutusarvon määrää alaraja, eli se on nolla. Sopivan koostumuksen tuhkan valintaan tarvitaan pikaanalyysi, joka vaatii kalliin spektrometrin. Valinta hävitettäväksi vain osa tuhkasta ei ole kiinnostavaa.

Tuhkan mekaaninen käsittely EMC:ssä hiukkasen pinnan mekaanisen aktivoinnin tilassa, jolloin erotetaan samanaikaisesti noin 50 % alle 60 μm:n hienosta fraktiosta, ratkaisee yllä olevat ongelmat.

Aktivoidun hienon tuhkafraktion optimaalinen säilyvyysaika kiven lujuuden lisäkasvulla ~5 MPa on 1 5 vrk, jonka jälkeen halkeamat sulkeutuvat aktiivisuuden alenemalla alkuperäistä alapuolelle.

Tämä tuhkan sideaineen ominaisuus edellyttää tuhkan käsittelyä pääasiassa kuluttajien itsensä toimesta. Kiven lujuus optimaalisissa aktivointi- ja säilytysolosuhteissa ei enää putoa alle 10 MPa:n ja pienillä, 10 %:n sementtilisäyksillä ja noin 1 %:n kalsiumkloridi CaCl2:lla (ns. talvi-lisäaine, joka aktivoi reaktio pienten hiekkarakeiden kanssa), tuhkan sideaineesta tulee täysimittainen, mutta halpa materiaali kutistumattoman matalalaatuisen betonin M100-M300 valmistukseen.

Betonin merkki määräytyy sen lujuuden perusteella 28 päivän altistuksen jälkeen, mutta tuhkasideaineella varustettu betoni saa lujuutta edelleen lisäämällä sitä 2-3 kertaa (tavallisessa betonissa vain 30%). Karkea jae on helposti kierrätettävissä: erottelemalla hiukkaskoolla tai tribosähköisellä erottimella saadaan karkea jae koksia, joka voidaan palauttaa kattilaan, jae pallomaisista magnetiittihiukkasista erotetaan magneettierottimella, jota voidaan käyttää, esimerkiksi erikoispigmenttina. 1-2 viikon veteen sekoituksen jälkeen jäännös on laastia tai laastia.

Ash Bion

Kuvassa on esitetty kiven lujuus sementin ja tuhkan sideaineen eri suhteilla. Kolme aluetta voidaan erottaa: heikkolaatuinen betonipohjainen tuhkasideaine, johon on lisätty pieniä lisäyksiä sementtiä, tavallinen betoni, jossa on pieniä lisäyksiä 10-20 % tuhkasideainetta ja maksimilujuus betoni, johon on lisätty tuhkasideainetta 25-50 %. Jos tuhkan sideainetta käytetään lisäaineena, koko metropolin markkinat pystyvät kuluttamaan vain pienen osan tuotetusta tuhkasta.

Betonin valmistus, johon on lisätty runsaasti tuhkasideainetta jopa 50 %, houkuttelevuudesta huolimatta on korkean riskin alue. Tämä johtuu siitä, että kalsiumsulfaatin CaSO4-osuus tuhkassa vaihtelee 5:n sisällä ja sen korkea pitoisuus voi johtaa ettringiitin muodostumiseen, kun se reagoi sementin alumiinikomponentin kanssa suurella tilavuuden kasvulla jo sementin muodostumisen jälkeen. vahva kivi. Tässä suhteessa ettringiitin muodostumista kutsutaan betonin rutoksi.

Heikkolaatuiselle betonille on suhteellisen helpompi löytää käyttöä. Tällöin tuhkan sideaineen enimmäismäärä esimerkiksi CHPP-3-tuhkasta on 60 tuhatta tonnia vuodessa, josta voidaan valmistaa 200 tuhatta kuutiometriä. m betonia. Riittää rakentaa 3000 pientä omakotitaloa tai kattaa 200 kilometriä paikallisia teitä, joiden leveys on 8 m. Tuhkaa voidaan varastoida kuivissa olosuhteissa mielivaltaisen pitkään, joten tuotannon ja kulutuksen välinen epäsuhta jää. eivät vaikuta tuhkan käsittelyn laatuun rakennustyömaalla.

Happamien HSC:iden, jotka ovat pääasiassa lasipallomaisia ​​hiukkasia, mukaan lukien onttoja mikropalloja, ja polttamattomien hiilijäännösten käsittely koksina jopa 5 % on myös helposti toteutettavissa EMC-tekniikalla. Mikropalloissa, jotka muodostavat noin 5 % tuhkasta, on monia erityisalueita sovelluksia lääketieteeseen asti.

KUZ:n pääkuluttajat ovat betonintuottajien lisäksi tiilitehtaita. Valitettavasti savet Venäjällä ovat yleensä vähärasvaisia ​​eikä tuhkan lisäyksiä tarvita. HPU-tuotteiden aluemarkkinoiden potentiaalinen kapasiteetti on edelleen useita kertoja pienempi kuin tuotetun tuhkan määrä. Vie vaihtoehto kohteeseen kehittyneet maat tuhkatuotteet on laskettava.

Isossa-Britanniassa teiden perustuksille laitetaan huonolaatuista jätettä. Jopa 10-20 % tuotetusta HPU:sta voidaan hyödyntää hyödyllisesti flokkulointiaineena maalohkojen valmistuksessa organisoidussa rakentamisessa puoliautonomisissa ekokylissä, joissa on yksittäinen matala kerrostalo. Kokonaisvaltainen konsepti rakentaa kohtuuhintaisia ​​viihtyisiä asuntoja paikallisten resurssien ja jätteiden pohjalta on esitetty New Low-rise Russia -hankkeessa ja on saatavilla Internetissä. Yleensä HPU:ille markkinat on muodostuttava muutaman vuoden sisällä, jos investointeja on.

Miksi kierrätystä tarvitaan?

Valitettavasti sekä tienrakennus- että yksilöllinen rakentaminen maasuhteiden kautta on täysin riippuvainen virkamiehistä. Nämä alueet ovat perinteisesti vähiten läpinäkyviä, mikä mahdollistaa korruption kukoistavan. Innovointi näillä alueilla on todella mahdotonta ilman viranomaisten poliittista tahtoa.

Fossiilisten hiilen jätteetön käyttö on valtiolle erityisen edullista strategisesta näkökulmasta, sillä sideaineiden tuotantomäärä kaksinkertaistuu ilman lisäkustannuksia ja lisäksi hiilen ansiosta maan sisäinen kaasunkulutus vähenee merkittävästi, mikä lisää sen myyntiä ulkomaille. Tuhkapohjaisen vaihtoehtoisen sideaineen tuotanto tarjoaa kilpailua heikkolaatuisen betonin alalla alueellisille sementtimonopoleille.

Zyrjanov Vladimir Vasilievich,

Venäjän energia ja teollisuus

Kaikki tietävät, että puutuhka on yksi monipuolisimmista ja ikivanhimmista lannoitteista. Se ei ainoastaan ​​lannoita ja alkalisoi maaperää, vaan luo suotuisat olosuhteet maaperän mikro-organismien, erityisesti typpeä sitovien bakteerien, elintärkeälle toiminnalle. Se lisää myös kasvien elinvoimaa. Sillä on suotuisin vaikutus satoon ja sen laatuun kuin teollisilla kaliumlannoitteilla, koska se ei sisällä juuri lainkaan klooria.

Technoservice-yritys pystyi järjestämään kuoren ja puujätteen syvähyödyntämisen ja sai sen seurauksena ympäristöystävällisen pitkävaikutteisen monimutkaisen lannoitteen - rakeisen puutuhkan (DZG).

DZG:n tärkeimmät edut:

• Tämän tuotteen houkutteleva ominaisuus on sen uusi rakeinen muoto. Rakeiden koko on 2 - 4 mm, se on kätevä pakkaamiseen ja kuljetukseen, se on helppo kuljettaa millä tahansa kuljetusvälineellä säiliöissä tai pusseissa, se on kätevä levittää maaperään kaikenlaisilla laitteilla . Rakeinen muoto edistää osaltaan henkilöstön suotuisampia työoloja.
• Pölyisen tuhkan käsittely ja levitys on erittäin monimutkainen prosessi. Pölyämisen vähentämiseksi maatalouslannoitteita levitettäessä on tehokkaampaa käyttää rakeista tuhkaa. Rakeistus helpottaa tuhkan levitysprosessia ja myös hidastaa tuhkan liukenemista maaperään. Hidas liukoisuus on etu, koska maatalousmaa ei altistu happamuuden ja ravintoaineen muutoksista aiheutuville iskuille.
• Rakeistetun puutuhkan käyttöönotto - maksimi tehokas tapa maaperän happamoitumista vastaan. Lisäksi maaperän rakenne palautuu - se löystyy.
• Rakeistettu puutuhka sisältää typpeä lukuun ottamatta kaiken kasveille välttämättömät ravinteet. DZG ei käytännössä sisällä klooria, joten on hyvä käyttää sitä kasveille, jotka reagoivat negatiivisesti tähän kemialliseen alkuaineeseen.
• Rakeistettu puutuhka varastoidaan ja varastoidaan toistaiseksi vakiokuivissa varastoissa mineraalilannoitteiden varastointia varten luonnollisessa kosteudessa ja ilmanvaihdossa.

Maainvestointi

Technoservicen tuhkalannoitteet ovat paras sijoitus maallesi. Puutuhkarakeistettu on tehokas, ympäristöystävällinen ja tuloja tuottava elementti vastuulliselle viljelijälle.

Ottamalla käyttöön DZG:n takaat maittesi arvon nousun ja niiden turvallisuuden tuleville sukupolville. Näin voit käyttää maaperääsi kannattavasti pitkän aikavälin investointikohteena. Hyvän kohdevalinnan ansiosta kannattamattomastakin maasta tulee täysin rajattu osa maatilakiinteistöä. Ravinteiden luonnolliset suhteet, pitkä altistuksen kesto, hidas liukoisuus ja tasainen jakautuminen tekevät Technoservice DZG:stä erinomaisen ratkaisun sekä maatalouden että ympäristön kannalta!

DZG - lisätä tuottavuutta!

Kenttätutkimuksen yhteydessä Leningradin alueella kehitetyn ohjelman mukaisesti vuosina 2008-2011. noin 5 vuotta aiemmin maatalouskäytöstä poistetulla happamalla kalja-podzolic-maalla oli mahdollista tehdä seuraavat johtopäätökset:

• Kattilatalojen puutuhka soveltuu lisäämään hedelmällisyyttä ja poistamaan sota-podzolic-maaperän korkeaa happamuutta.
• Sadon kokonaislisäys 25-64 % kolmen vuoden viljelykierron aikana saavutettiin vain yhdestä toimenpiteestä: lievästi happaman soo-podzolic-maan kalkittamisesta kattilahuoneiden puutuhkalla.
• Monimutkaisella maanmuokkauksella yhdessä mineraali- ja orgaanisten lannoitteiden kanssa voidaan saavuttaa huomattavasti suurempia satoja.
• Kattilatalojen puutuhkaa suositellaan käytettäväksi kemiallisena parannusaineena happaman soo-podzolisen maaperän määräaikais- ja ylläpitokalkituksessa.

Koko Venäjän maatalouskemian tutkimuslaitoksen D.N. Pryanishnikovin mukaan DZG:tä voidaan käyttää parantavia ominaisuuksia omaavana mineraalilannoitteena pääasialliseen käyttöön viljelykasveille ja koristeistutuksille happamassa ja lievästi happamassa maaperässä avoimessa ja suojatussa maassa.

Likimääräiset normit ja soveltamisehdot maataloustuotannossa:

• kaikki viljelykasvit - pää- tai kylvöä edeltävä levitys määrällä 1,0-2,0 t/ha;
• kaikki viljelykasvit - pääkäyttö (parannusaineena maaperän happamuuden vähentämiseksi) 7,0-15,0 t/ha 1 kerran 5 vuodessa.

Likimääräiset annokset, ehdot ja menetelmät maatalouskemikaalien levittämiseksi henkilökohtaisilla sivupalstoilla:

• vihannes-, kukka-, hedelmä- ja marjakasvit - levitys maanmuokkauksen aikana syksyllä tai keväällä tai kylvön (istutuksen) aikana 100-200 g/m2;
• vihannes-, kukka-, hedelmä- ja marjakasvit - levitys maanmuokkauksen aikana syksyllä tai keväällä (parannusaineena maaperän happamuuden vähentämiseksi) nopeudella 0,7-1,5 kg / m2 1 kerran 5 vuodessa.

Polttoaineen palamisen aikana muodostuu jätetuotteita, joita kutsutaan lentotuhkaksi. Uunien viereen on asennettu erityisiä laitteita näiden hiukkasten vangitsemiseksi. Ne ovat dispersiomateriaalia, jonka komponentit ovat pienempiä kuin 0,3 mm.

Mikä on lentotuhka?

Lentotuhka on hienojakoista materiaalia, jonka hiukkaskoko on pieni. Se muodostuu kiinteiden polttoaineiden palamisen aikana korotetuissa lämpötiloissa (+800 astetta). Se sisältää jopa 6 % palamatonta ainetta ja rautaa.

Lentotuhkaa muodostuu polttoaineessa olevien mineraaliepäpuhtauksien palamisen aikana. Eri aineilla sen sisältö ei ole sama. Esimerkiksi polttopuussa lentotuhkapitoisuus on vain 0,5-2 %, polttoturpeessa 2-30 % ja ruskeassa ja kivihiilessä 1-45 %.

Kuitti

Lentotuhkaa muodostuu polttoaineen palamisen aikana. Kattiloissa saadun aineen ominaisuudet eroavat laboratoriossa syntyneistä. Nämä erot vaikuttavat fysikaalis-kemiallisiin ominaisuuksiin ja koostumukseen. Erityisesti uunissa poltettaessa polttoaineen mineraaliaineet sulavat, mikä johtaa palamattoman komposiitin komponenttien ilmestymiseen. Tällainen prosessi, jota kutsutaan mekaaniseksi alipotukseksi, liittyy uunin lämpötilan nousuun 800 asteeseen tai sen yläpuolelle.

Lentotuhkan talteenottamiseksi tarvitaan erityisiä laitteita, joita voi olla kahdenlaisia: mekaanisia ja sähköisiä. GZU:n käytön aikana kuluu suuri määrä vettä (10-50 m 3 vettä 1 tonnia tuhkaa ja kuonaa kohti). Tämä on merkittävä haitta. Tästä tilanteesta selviämiseksi käytetään kiertojärjestelmää: vesi, kun se on puhdistettu tuhkahiukkasista, palaa päämekanismiin.

Pääpiirteet

• Työkyky. Mitä hienompia hiukkaset ovat, sitä suurempi on lentotuhkan vaikutus. Tuhkan lisäys lisää betoniseoksen homogeenisuutta ja sen tiheyttä, parantaa levitystä ja vähentää samalla työstettävyyden omaavan sekoitusveden kulutusta.
• Nesteytyslämmön vähentäminen, mikä on erityisen tärkeää kuumana vuodenaikana. Liuoksen tuhkapitoisuus on verrannollinen hydrataatiolämmön vähenemiseen.
• kapillaari imeytyminen. 10 % lentotuhkan lisääminen sementtiin lisää kapillaarista veden imeytymistä 10-20 %. Tämä puolestaan ​​vähentää pakkaskestävyyttä. Tämän puutteen poistamiseksi on tarpeen lisätä hieman ilman kulkeutumista erityisten lisäaineiden vuoksi.
• Kestää aggressiivista vettä. Sementit, jotka sisältävät 20 % tuhkaa, kestävät paremmin upotusta aggressiiviseen veteen.

Lentotuhkan käytön plussat ja miinukset

Lentotuhkan lisääminen seokseen tuo mukanaan useita etuja:

• Klinkkerin kulutus pienenee.
• Jauhaminen paranee.
• Vahvuus lisääntyy.
• Parempi työstettävyys, mikä helpottaa kuorimista.
• Kutistuminen vähenee.
• Vähentää lämmön muodostumista kosteutuksen aikana.
• Aika ennen halkeamien ilmaantumista kasvaa.
• Parantaa vedenkestävyyttä (sekä puhdasta että aggressiivista).
• Liuoksen massaa pienennetään.
• Lisää palonkestävyyttä.

Etujen lisäksi on joitain haittoja:

• Tuhkan lisääminen kohteesta hienoa sisältöä alipoltto muuttaa sementtiliuoksen väriä.
• Vähentää alkulujuutta alhaisissa lämpötiloissa.
• Vähentää pakkaskestävyyttä.
• Seoksen komponenttien määrä, joita on valvottava, kasvaa.

Lentotuhkan tyypit

Lentotuhka voidaan jakaa useiden luokkien mukaan.

Poltettavan polttoaineen tyypin mukaan tuhka voi olla:

• Antrasiitti.
• Hiilipitoinen.
• Ruskohiili.

Koostumuksensa mukaan tuhka on:

• Hapan (kalsiumoksidipitoisuus enintään 10 %).
• Perus (sisältö yli 10 %).

Laadusta ja jatkokäytöstä riippuen erotetaan 4 tuhkatyyppiä - I - IV. Lisäksi jälkimmäistä tuhkaa käytetään betonirakenteissa, joita käytetään vaikeissa olosuhteissa.

lentotuhkan käsittely

Teollisiin tarkoituksiin käytetään useimmiten käsittelemätöntä lentotuhkaa (ilman jauhamista, seulontaa ja niin edelleen).

Polttoainetta poltettaessa muodostuu tuhkaa. Kevyet ja pienet hiukkaset kulkeutuvat pois uunista savukaasujen liikkeen vuoksi, ja ne vangitaan erityisillä suodattimilla tuhkankeräilijöissä. Nämä hiukkaset ovat lentotuhkaa. Loput kutsutaan kuivaksi valintatuhkaksi.

Ilmoitettujen fraktioiden välinen suhde riippuu polttoaineen tyypistä ja itse uunin suunnitteluominaisuuksista:

• kiinteän aineen poiston yhteydessä kuonaan jää 10-20% tuhkasta;
• nestemäisen kuonanpoistolla - 20-40%;
• syklonityyppisissä uuneissa - jopa 90%.

Käsittelyn aikana kuona-, noki- ja tuhkahiukkaset voivat päästä ilmaan.

Kuiva lentotuhka lajitellaan aina jakeisiin suodattimissa syntyvien sähkökenttien vaikutuksesta. Siksi se on sopivin käytettäväksi.

Vähentääksesi ainehävikkiä kalsinoinnin aikana (jopa 5 %), lisää lentotuhkaa ilman epäonnistumista homogenisoidaan ja lajitellaan fraktioihin. Heikkoreaktiivisten hiilen polton jälkeen muodostuva tuhka sisältää jopa 25 % palavasta seoksesta. Siksi sitä rikastetaan lisäksi ja käytetään energiapolttoaineena.

Missä lentotuhkaa käytetään?

Tuhkaa käytetään laajasti elämän eri aloilla. Se voi olla rakentaminen, maatalous, teollisuus, sanitaatio

Lentotuhkaa käytetään tietyntyyppisten betonien valmistuksessa. Sovellus riippuu sen tyypistä. Rakeista tuhkaa käytetään tienrakennuksessa parkkipaikkojen, kiinteän jätteen varastointipaikkojen, pyöräteiden, penkereiden perustukseen.

Kuivaa lentotuhkaa käytetään maaperän vahvistamiseen itsenäisenä sideaineena ja nopeasti kovettuvana aineena. Sitä voidaan käyttää myös patojen, patojen ja muiden rakentamiseen

Tuotannossa tuhkaa käytetään sementin korvikkeena (jopa 25 %). Täyteaineena (hieno ja karkea) tuhkaa sisältyy prosessiin seinien rakentamisessa käytettävän tuhkabetonin ja -harkkojen valmistuksessa.

Käytetään laajasti vaahtobetonin valmistuksessa. Tuhkan lisääminen vaahtobetoniseokseen lisää sen aggregatiivista stabiilisuutta.

Maataloudessa tuhkaa käytetään potaskalannoitteina. Ne sisältävät kaliumia potaskan muodossa, joka liukenee helposti veteen ja on kasvien saatavilla. Lisäksi tuhka sisältää runsaasti muita hyödyllisiä aineita: fosforia, magnesiumia, rikkiä, kalsiumia, mangaania, booria, mikro- ja makroelementtejä. Kalsiumkarbonaatin läsnäolo mahdollistaa tuhkan käytön maaperän happamuuden vähentämiseksi. Tuhkaa voidaan levittää erilaisiin kasveihin puutarhassa kyntämisen jälkeen, sillä voidaan lannoittaa puu- ja pensasympyröitä runkojen ympärillä sekä lisätä niittyjä ja laitumia. Tuhkaa ei suositella käytettäväksi samanaikaisesti muiden orgaanisten tai mineraalilannoitteiden (etenkään fosfaattilannoitteiden) kanssa.

Tuhkaa käytetään desinfiointi veden puuttuessa. Se nostaa pH-tasoa ja tappaa mikro-organismeja. Sitä käytetään käymälöissä sekä viemärilietteen paikoissa.

Kaiken edellä olevan perusteella voimme päätellä, että lentotuhkan kaltaista ainetta käytetään laajalti. Sen hinta vaihtelee 500 rupiasta. tonnilta (suurella tukkumyynnillä) jopa 850 ruplaa. On huomattava, että käytettäessä itsetoimitusta kaukaisista alueista, kustannukset voivat vaihdella huomattavasti.

GOSTit

Lentotuhkan tuotantoa ja käsittelyä valvovat asiakirjat on kehitetty ja ne ovat voimassa:

• GOST 25818-91 "Betonin lentotuhka".
• GOST 25592-91 "Tuhka- ja kuonaseokset betonin TPP:ille".

Muilla lisästandardeilla valvotaan tuotetun tuhkan ja sitä käytettävien seosten laatua. Samanaikaisesti näytteenotto ja kaikenlaiset mittaukset suoritetaan myös GOST-vaatimusten mukaisesti.