1. Види та характеристика відходів паливо-енергетичної промисловості.

При спалюванні твердих видів палива в топках теплових електростанцій утворюються зола у вигляді пилоподібних залишків і кусковий шлак. Вони є продуктами високотемпературної (1200 ... 1700 ° С) обробки мінеральної частини палива.

Золи мають однорідний хімічний склад і незначний вміст незгорілих часток палива. Неко ¬ торая частина золи осідає на трубах котла, але основна її маса (зола-винесення) несеться з димовими газами, уловлюється і скупчується в бункерах, звідки видаляється потоком води або пневмотранспортом. На більшості діючих ТЕС застосовують систему гідровидалення для транспортування золи у відвали.

Для застосування золи у виробництві будівельних матеріалів переважніше застосовувати систему пневмоудаленія золи, яка дозволяє постачати золу споживачам в су ¬ хом вигляді, з меншим вмістом незгорілих частинок. Найбільш ефективними золоуловителями є електрофільтри.

Шлаки - основний вид відходів при кусковому спалюванні палива. При пилоподібному спалюванні шлаки становлять 10 ... 25% від маси утвореною золи. Шлаки утворюються в результаті спікання окремих частинок на колосникових решітці при температурі понад 1000 ° С або при охолодженні розплавленої мінеральної частини палива при температурі понад 1300 ° С.

На відміну від зол, шлаки, утворені при більш високих температурах, практично не містять незгоріле паливо і характеризуються більшою однорідністю.

Шлаки видаляють гідравлічним або сухим способом. При гідравлічному способі, що має поки більше поширення, золи і шлаки змішуються.

Зола-винесення являє собою тонкодисперсний матеріал, що складається в основному з частинок розміром 5 ... 100 мкм. Важливими показниками якості золи є її дисперсність і гранулометричний склад. Питома поверхня зол-винесення становить 1000 ... 4000 см2 / г. Золи, що містять більшу кількість залишків незгорілого палива, мають більш високі значення питомої поверхні.

Гранулометричний склад зол коливається в широких межах: розміри зерен 1 ... 200 мкм. У золах-винесення вміст фракції більше 85 мкм зазвичай не перевищує 20%. Близько 50% частинок золи мають зазвичай розміри 30 ... 40 мкм. Більші золи утворюються при підвищеному вмісті в мінеральній частини палива оксидів-плавнів Сао і Fе2О3.

Різні фракції золи мають різні дійсну і середню щільності, що пояснюється хіміко-мінералогічним складом і формою частинок. Великі фракції мають підвищений вміст А1203. Щільність частинок зменшується із зростанням в них змісту коксових частинок. У міру збільшення крупності зе ¬ рен зміст незгорілих часток зростає. Середня насипна щільність золи становить 600 ... 1100 кг/м3, істинна щільність - 1800 ... 2400.

Для золи характерно значний вміст часток з дрібними замкнутими порами. Загальний обсяг часу може досягати 60% обсягу частинок золи. Високий вміст мікропор в золі обумовлює високе значення її дійсної питомої поверхні.

Золи поділяються на висококальціевие (СаО> 20%) і нізкокальціевие (СаО <20%). Для перших переважаючими є кристалічні фази, для других - скло і амор-фізованное глиниста речовина. Висококальціевие золи, в свою чергу, ділять на нізкосульфатние (SO3 <5%), одержувані при спалюванні вугілля і торфу, і сульфатні (SO3> 5%) - при спалюванні сланців.

Паливні шлаки являють собою механічну суміш зерен розміром 0,14 ... 20 мм.

2.Шлаколужні в’яжучі. Сировина, технологія, виробництво. Техніко-економічні показники.

Шлаколужні в'яжучі - це гідравлічні в'яжучі речовини, одержувані подрібненням гранульованих шлаків спільно з лужними компонентами або затвором мелених шлаків розчинами сполук лужних металів (нат-рія або калію), що дають лужну реакцію.

Для отримання шлаколужних в'яжучих застосовують гранульовані шлаки - доменні, електротермофосфорні, кольорової металургії. Необхідна умова активності шлаків - це наявність склоподібної фази, здатної взаємодіяти з лугами. Тонкість помелу повинна відповідати питомої поверхні не менше 3000 см2 / г.

В якості лужного компонента застосовують каустичну і кальциновану соду, поташ, розчинний силікат натрію та ін Використання щелочесодержащіх відходів дозволяє щорічно отримувати понад 30 млн. т шлаколужних в'яжучих.

Висока активність сполук лужних металів, порівняно з сполуками кальцію, дає можливість отримати швидкотверднучі, високоміцні в'яжучі.

По межі міцності при стисненні через 28 діб шлаколужні в'яжучі підрозділяють на марки від М300 до М1200. Для прискорення набору міцності та зменшення деформативності в в'яжучий вводять добавку цементного клінкеру (2 ... 6%, мас). Межа міцності при стисненні швидкотверднучого шлаколужного в'яжучого у віці 3 діб для марок М400 і М500 становить не менше 50% марочної міцності, а для марок М600 ... М1200 - не менше 30 МПа. Контракція шлаколужних в'яжучих в 4 ... 5 разів менше, ніж у портландцементу, внаслідок чого вони мають більш низьку пористість, що забезпечує їх високу водонепроникність, морозостійкість, відносно низькі показники усадки і повзучості. Шлаколужні в'яжучі мають високу корозійну стійкість і біостійкістю. Лужні компоненти виконують роль протиморозних добавок, тому в'яжучі інтенсивно твердіють при негативних температурах.

Економічна ефективність їх висока. Питомі капіталовкладення на виробництво цих в'яжучих в 2 ... 3 рази менше, ніж при виробництві портландцементу, оскільки відсутні фондо-, капітало-та матеріаломісткі технологічні операції: не потрібні розробка родовищ, підготовка сировини, дроблення, випал та ін Наприклад, порівнюючи витрати на виробництво шлаколужних в'яжучих марок М600 ... М1200 і портландцементу марки М600, побачимо, що їх собівартість нижча в 1,7 ... 2,9 рази питома витрата умовного палива - в 3 ... 5, електроенергії - в 2, наведені витрати - в 2 ... 2,5 рази менше, ніж при про ¬ ізводстве портландцементу.