Перспективы использования вторичного сырья угольной золы в рамках стратегии ресурсосбережения

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Ошский технологический университет

Технические науки

Перспективы использования вторичного сырья угольной золы в рамках стратегии ресурсосбережения

Кошмамат уулу Калысбек, кандидат наук, доцент, доцент

Аннотация

зола шлак цемент производственный

В настоящей статье рассмотрены актуальные проблемы использования производственных отходов (шлаков) ТЭС. Дан краткий обзор применения золы и шлаков как сырья для производства цемента и повышения его качества. Приводятся технологические схемы и пути их оптимизации, а также технологические требования к золошлаковым отходам, используемым в производстве цемента.

Ключевые слова: РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ, ЗОЛА, ШЛАКИ, ЦЕМЕНТ, ЦЕМЕНТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО, ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ОТХОДЫ

Похожие материалы

· Анализ программ моделирующих транспортные потоки методом Саати

· Методы определения сил резания механической обработки древесины

· Твердение бетона

· Ассортиментная политика сети супермаркетов «Барс» в городе Рязани

· Сравнительный анализ программных продуктов оценки инвестиционных проектов

В настоящее время за рубежом для выпуска низкомарочных цементов используется зола уноса теплоэлектростанций (ТЭС). Использование зол уноса в качестве компонента вяжущих веществ началось в конце 20-х годов, когда стали применять сжигание топлива в мелкодисперсном состоянии [2; 9; 13].

В течение XX века средняя марка цемента значительно возросла. Однако высокомарочных вяжущих материалов все еще недостаточно. Это объясняется тем, что повышение средней марки часто достигается не столько благодаря увеличению выпуска высокомарочных цементов, сколько за счет сокращения производства вяжущих средних и низких марок, нужных для приготовления низкомарочных бетонов и растворов. Это приводит к неэффективному использованию высокомарочных цементов [8; 12; 17].

В последние 30 лет Сланцевский цементный завод ежегодно использует 250-300 тыс. т золы, что позволяет экономить до 100 тыс. т Российской Федерации известняка и до 50 тыс. т глины. Благодаря широкому применению отходов переработки горючих сланцев, расход условного топлива на этом заводе снижен со 165 кг/т клинкера в 1966 г. до 133 кг/т в 1981 г.

В соответствии с ТУ 34-70-10347-81 «Золы ТЭС. Отходы золошлаковые для производства цемента» золошлаковые отходы, служащие добавкой к портландцементу, должны отвечать следующим требованиям: конец схватывания не позднее 7 суток после затворения теста, состоящего из золовой смеси и извести-пушонки; сохранение водостойкости теста в течение 3 суток после конца схватывания; содержание SO3 не более 2%; горючих остатков - не более 2%; свободного СаО - не более 10%; потери при прокаливании (ППП) - не более 5% [1; 4; 15].

В строительной практике золами называют твердые очаговые остатки с частицами крупностью 0,15 мм, образующиеся при сжигании твердого топлива. Частицы большего размера относятся к шлаковому песку и щебню. Свойства золы зависят, главным образом, от вида сжигаемого топлива, условия сжигания и способа удаления золы за пределы котельной или ТЭС. Так как зола является продуктом обжига минеральной части топлива, то состав последнего, в первую очередь, и обуславливает свойства золы [3; 7; 11].

Обычно золы классифицируют по виду и качеству топлива. По этому признаку золы подразделяются на угольные, сланцевые и торфяные. Угольные, в свою очередь, подразделяются на антрацитовые, каменные и золы бурых углей. По этой классификации зола-унос Бишкекской ТЭС является каменно- и буроугольной, так как она получается из 60% карагандинских каменных углей и 40% местных ташкумырских бурых углей. В зависимости от вида подготовки и условий сжигания топлива различают золы пылевидного сжигания и слоевого. По этому признаку зола- унос Бишкекской ТЭС относится к золам пылевидного сжигания.

В зависимости от принятого способа удаления очажных остатков золы могут быть сухими или влажными. Сухая зола по сравнению с влажной более активна, содержит меньше несгоревших частиц и зимой не смерзается. Вместе с тем она имеет серьезные недостатки: пыление, возможное содержание частиц непогасившейся извести, а также относительно большое количество свободной серы. На современных тепловых электростанциях наибольшее распространение получили системы гидроудаления с золо- отстойниками. По гранулометрическому и химическому составу золы из отвалов гидроудаления, по данным отечественных исследований, крайне неоднородны. На некоторых электростанциях осуществлено сухое золоулавливание в электрофильтрах и пневматическое золоудаление. Потребитель в этом случае получает для своих нужд тонкодисперсную золу в сухом виде. На Бишкекской ТЭС зола в основном улавливается в электрофильтрах, а транспортирование в отвалы производится пневматическим и гидравлическим способами.

Высокая дисперсность, соответствующий минералогический состав и гидравлическая активность золы-унос делают ее одним из наиболее эффективных и удобных видов активной минеральной добавки при производстве цемента, местных вяжущих веществ, а также строительных растворов и бетонов [5; 10; 19]. Пригодность для применения золошлаковых отходов в промышленности строительных материалов и изделий зависит от их химического, минералогического состава, а также от физических свойств. Физические и химические свойства золы-унос, в свою очередь, зависят от вида сжигаемого топлива, а также способа и конструкции золоулавливающих устройств.

Технология приготовления бетона с добавкой золы-унос аналогична приготовлению обычного тяжелого бетона. В расходных бункерах бетоносмесительных установок для золы выделяется один из отсеков или дополнительно строится новый. Зола вводится в смеситель в сухом виде через отдельный дозатор. Как минеральная добавка она используется в пределах 50-200 кг на 1 м3 бетона. Введение золы в состав легкого конструкционно-теплоизоляционного бетона позволяет экономить 20-30 кг цемента на 1м3. Технология приготовления конструкционно-теплоизоляционного бетона с добавкой золы аналогична технологии приготовления бетона без добавления ее. Поэтому при приготовлении указанного бетона следует руководствоваться «инструкцией по изготовлению конструкций и изделий из бетонов, приготавливаемых на пористых заполнителях СНиП 493-76 .Бетонные смеси подвижностью более 2 см могут приготавливаться в бетоносмесителях гравитационного действия, а жесткие и малоподвижные - в бетоносмесителях принудительного действия. Продолжительность перемешивания 3-5 минут.

На рис. 1 приведена схема механизированного склада сухой золы-унос и способ ее транспортирования и подачи в бетоносмесительный узел.

Рисунок 1 Принципиальная схема технологического режима 1 - приемное устройство; 2 - золоприемник; 3 - распределительное устройство; 4 - силосный склад золы; 5 - пневмонасосы; 6 - золоприемник БСУ; 7 - батарейный циклон; 8 - рукавный циклон; 9 - вентилятор; 10 - бункера; 11 - циклон; 12 - распределитель; 13 - фильтр

Введение тонкодисперсной золы-унос в цемент вне мельницы наиболее экономично, так как производительность возрастает пропорционально количеству использованной золы. Об этом свидетельствует опыт цементной промышленности Франции. Исследования, проведенные в «Гипроцементе», показали, что введение в клинкер золы-унос при помоле увеличивает удельную производительность мельницы на 9% при добавлении 15% золы и на 18% - при добавлении 30% золы.

Зола должна обеспечить равномерность изменения объема смеси цемента и золы при испытании образцов кипячением в воде. Утилизация промышленных отходов в последние годы становится особенно актуальной и у нас в стране. Уровень полезного применения угольной зол ТЭС Кыргызской Республики может составить около 100 тыс. тонн в год.

Таким образом, большими потенциальными возможностями по их использованию располагают: цементная промышленность, производство строительных растворов и бетонов, производство легких заполнителей (аглопорита и глинозольного керамзита), строительной керамики, силикатного кирпича. При комплексном использовании угольной золы ТЭС как вторичные сырья повышается рентабельность в строительстве [6; 16; 18].

Успешное решение данной проблемы требует проведения научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ, а также оптимизации рецептурно-технологических режимов при производстве цемента [14; 20].

Список литературы

1. Асамидинов Ф.М. Исследование способов определения реакции связей в статически определимых балках // Территория науки. 2015. № 1. С. 97-102.

2. Ахмедов А.Э., Ахмедова О.И., Шаталов М.А. Стратегии реализации политики энергосбережения в регионах // В сборнике: Концептуальные основы стратегического управления региональным развитием в условиях глобальных вызовов. Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции. Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации Чебоксарский филиал. 2015. С. 16-18.

3. Ахмедов А.Э., Шаталов М.А. Совершенствование механизма управления рисками машиностроительного комплекса в условиях нестабильности внешней среды // Актуальные проблемы экономики и управления на предприятиях машиностроения, нефтяной и газовой промышленности в условиях инновационно-ориентированной экономики. 2015. Т. 1. С. 105-111.

4. Генералова Н.Н., Клюев М.В. Конформационный анализ структуры п-н-пропилокси-о-гидроксибензилиден-п'-бутиланилина // Синергия. 2015. № 1. С. 71-78.

5. Гыязов А.Т. Обеспечение развития предпринимательского потенциала малых предприятий Кыргызстана // ФЭС: Финансы. Экономика. Стратегия. 2011. № 3. С. 58-60.

6. Гыязов А.Т. Лизинг как альтернативная форма расширения инвестиционных возможностей предпринимательства в Кыргызской республике // Устойчивое развитие науки и образования. 2016. № 1. С. 23-29.

7. Зулпуев А.М., Насиров М.Т., Абдыкеева Ш.С. Влияние нормальных усилий на работу статически неопределимых систем // Территория науки. 2015. № 3. С. 45-56.

8. Казьмина И.В. Анализ особенностей внедрения бережливого производства на отечественных предприятиях // Синергия. 2016. № 2. С. 42-48.

9. Конова О.Ю., Кобелева С.В. Обоснование приоритетных направлений развития инновационных систем // Устойчивое развитие науки и образования. 2016. № 1. С. 40-45.

10. Линькова М.В. Технический анализ: понятие, сущность и аксиомы // Территория науки. 2016. № 3. С. 179-182.

11. Мальцев С.В., Кучер В.А. Контроллинг реализации программы энергосбережения на угольном предприятии // Синергия. 2016. № 5. С. 63-68.

12. Маматалиева Ф.Т. Экологические проблемы кирпичного производства и пути их решения (на примере АО «Ош Ак-Таш») // Синергия. 2015. № 1. С. 79-84.

13. Мычка С.Ю. Проблемы формирования региональной политики энергоэффективности // Материалы XIX Отчетной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава под редакцией С.Л. Иголкина. 2016. С. 67-70.

14. Мычка С.Ю., Шаталов М.А. Управление энергоэффективностью промышленного предприятия на современном этапе // Фундаментальные и прикладные исследования в технических науках в условиях перехода предприятий на импортозамещение: проблемы и пути решения. Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. 2015. С. 472-474.

15. Радченко Д.С. Исследование точностных характеристик алгоритмов измерения частоты // Синергия. 2016. № 3. С. 101-108.

16. Ткачёв А.Ю. Тестирование многокритериальных алгоритмов поиска парето-оптимальных решений на графе // Территория науки. 2016. № 2. С. 161-165.

17. Шабданов М.Д. Оценка проектных параметров рабочих арматур в железобетонных конструкциях зданий и сооружений // Территория науки. 2016. № 4. С. 67-74.

18. Шаталов М.А., Мычка С.Ю. Механизм реализации политики энергоэффективности на региональном уровне // Современные проблемы развития экономики и управления в регионе материалы X Международной научно-практической конференции. 2016. С. 449-452.

19. Шаталов М.А., Мычка С.Ю. Механизм управления бытовыми отходами в рамках системы экологически безопасных технологий утилизации // Экономика. Инновации. Управление качеством. 2015. № 3 (12). С. 181.

20. Щеголева Т.В., Казьмина И.В., Смольянинова И.В. Методы организации материальных потоков в производстве наукоемкой продукции // Инновационная наука: прошлое, настоящее, будущее: сборник статей Международной научно-практической конференции: в 5 частях. 2016. С. 205-208.

Размещено на Allbest.ru