Эффективность использования зол ТЭС

Автоклавная технология строительных материалов позволяет использовать в качестве сырья разные отходы промышленности. Гидротермальный синтез как основа получения автоклавных бетонов даст возможность примешать сырье, различное по химическому i по минералогическому составу. Наиболее широкое применение при производстве автоклавных бетонов из отходов промышленности нашли топливные волы ТЭС. Экономическая целесообразность развития производства строительных материалов на основе зол ТЭС определяется снижением затрат на исходное сырье, уменьшением топливоемкости продукции, решением проблемы утилизации отходов, частичной ликвидации золоотвалов.

Однако разнообразие химического и минералогического состава зол вынуждает в каждом конкретном случае при разработке технологии учитывать их физико-химические особенности. Зола- унос ТЭС характеризуется высокой дисперсностью, что является благоприятным фактором для использования ее в технологическом процессе. По химическому составу она близка составу минеральной части топлива. Минералогический состав зол определяется еще и условиями их образования: температурой, продолжительностью воздействия высоких температур, газовой средой, сепарацией при осаждении. В зависимости от вида сжигаемого топлива содержание различных компонентов состава в золе может варьироваться в широких пределах.

Фазовый состав зол, образовавшихся при высоких температурах сгорания топлива (13001—150030), слагается из стекла (30—50%) и кристаллической фазы, содержащей окислы, силикаты, алюмосиликаты, алюмоферинты кальция.

При использовании зол в качестве компонента автоклавного вяжущего следует различать основные и кислые золы, т. е. заменяющие в сырьевой смеси соответственно известь и цемент или кварцевый песок. По данным П. И. Боженова, максимальную прочность материала после автоклавной обработки обеспечивает сырьевая смесь, имеющая коэффициент основности Аоси = 0.8—2. При меньшей или большей основности для регулирования состава гидросиликатной связки рекомендуется добавление известкового или кремнеземного компонента.

При производстве автоклавных бетонов на сланцевых золах в Эстонской СГР применяется технология газобетона. предусматривающая с целью обеспеченна равномерной и своевременной гидратации пережога окиси кальция обязательный помол золы и выдерживание изделии после формования при повышенной температуре (80—90°С). Для изготовления плотит о автоклавного бетона свободная известь золы предварительно заканчивается. Эти же технологические приемы могут быть применены при использовании в качестве компонента автоклавного вяжущего сходных по свойствам зол углей Капско-Ачипского бассейна

Присутствие в золах ангидрита в больших количествах нежелательно, так как приводит к понижению морозостойкости газобетона. При недостатке свободной извести или повышенном содержании (более 5%) ангидрита качество газобетона можно улучшить добавлением в смесь 10—15% портландцемента.

Промышленное применение сланцевой золы в качестве основного компонента автоклавного вяжущею на двух заводах по производству автоклавного сланце-зольного бетона в Эстонии, выпускающих 140 тыс. м3 изделии в год, а также применение этой золи при производстве портландцемента н в дорожном строительстве свидетельствует о высокой эффективности ее использования. С 1960 г. на базе сланцевой золы в республике выпущено 4 млн. м3 изделий из автоклавных бетонов с экономическим эффектом 3,9 р. на I м3 газобетона.

Экономическая эффективность использования высокоосновных зол ТЭС, заменяющих известь н цемент при производстве автоклавных бетонов, основана на уменьшении стоимости вяжущего, в том числе за счет уменьшения расхода топлива на обжиг. Так, при изготовлении I м3 автоклавного газобетона (у== — 700 кг/м3) на смешанном вяжущем расходуется 120 кг портландцемента и 130 кг извести, требующие при обжиге 45 и 65 кг уел. топлива. Минеральная часть зол формируется в процессе горения топлива на ТЭС и дополнительных его затрат не требуется. Экономия при использовании сланцевой золы для производства автоклавного газобетона составляет 12 р. на I т золы, что определяет значительный экономический радиус перевозки золы до потребителя,.

В связи с освоением нового способа энерготехнологической переработки прибалтийского сланца в установке с твердым теплоносителем (УТТ) на Эстонской ГРЭС, позволяющего получить из сланца цепное химическое сырье и значительно улучшить условия эксплуатации ТЭС гю сравнению с пылевидным сжиганием, в институте НИПИсиликатобетон проведены исследования по определению возможностей использования твердого остатка золы УТТ при производстве автоклавных бетонов.

Для использования золы УТТ, образующейся при более низкой температуре (около 830С), чем при пылевидном сжигании сланца, содержащей неразложившийся карбонат н вредные примеси п виде сульфидов железа и кальция, необходима дополнительная термообработка золы для окисления сульфидов и декарбонизации.

Разработаны режимы термообработки, позволяющие получить из золы УТТ два вида вяжущего : в виде декарбоиизованной окисленной золы с содержанием свободной извести 25—35%, которая может быть применена в автоклавных бетонах вместо извести, и известковоберлтовое вяжущее, содержащее свободную известь и клинкерные минералы, в основном белит, которое может применяться при изготовлении автоклавных бетонов без употребления извести и цемента.

Отсутствие в указанных вяжущих пережога извести позволяет упростить технологию изготовления автоклавных бетонов по сравнению с производством на золе пылевидного сжигания сланца.

По предложенным режимам дополнительном термообработки золы УТТ реакция мимерплообразования при получении вяжущих проходит при температурах не выше 1 150°С г. период от нескольких секунд до 111—15 мин. При использовании сланцевой золы, а также других топливных зол для производства строительных материалов нередко возникают трудности, связанные с неоднородностью свойств золы

Колебания состава и свойств зол обусловлены режима работы котлов электростанции или поставкой топлива с разных ш.Тхт и карьеров, отличающихся по составу минеральной части. Такие трудности успешно могут быть решены совместными усилиями энергетиков и потребителей золотых отходом, направленными на строгое соблюдение требований по качеству вторичного продукта, разработанных с учетом особенностей основного технологического процесса — сжигания твердого топлива. Декарбонизацию золы для получения первого вида вяжущего можно проводить с использованием тепла горячей золы (около 700°С), что также значительно экономит топливо.

Пенопласт марки ФРП-1 обладает высокой стойкостью к старению и воздействию большинства органических растворителей, пластификаторов, натуральных и синтетических масел, лаков, различных видов нефтепродуктов; он разрушается только под действием концентрированных кислот н щелочей- и не поражается микроорганизмами. Применение специального катализатора ВАГ-3 при изготовлении пенопласта практически исключает коррозионное воздействия ФРП-1 на металлические изделия. 1 м3 плиты и зависимости от марки стоит от 55 до 90 р.