Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




21.08.2019


20.08.2019


20.08.2019


20.08.2019


20.08.2019


19.08.2019


19.08.2019


19.08.2019


19.08.2019


15.08.2019





Яндекс.Метрика

Контакты | Карта сайта
         » » Топливные шлаки и отходы котельных

Топливные шлаки и отходы котельных

30.07.2014


При сжигании каменного угля в различных топках образуются спекшиеся или рыхлые силикатные массы, которые называют котельными (или топливными) шлаками.
Свойства топливных шлаков зависят от качества угля и технологического процесса его сгорания.
Топливные шлаки получают при сжигании угля слоевым и камерным (пылевидным) способами. В первом случае получаются шлаки, неоднородные по химико-минералогическому составу структуре; во втором — более постоянного и минералогического состава и тонкопористой стекловатой структуры.
Топливные шлаки в отвалах обычно неоднородны по гранулометрическому составу. Большей частью это рыхлый материал в виде низкопрочных кусков различной величины и формы. Наряду со шлаком, содержащим 70—80% пористого кускового материала, имеются шлаки, содержащие по 40% золы и несгоревшего угля, что резко ухудшает их дорожно-строительные свойства.
При использовании топливных шлаков следует проявлять особую осторожность, так как ввиду значительной пористости они обладают водоудерживающей способностью. Во влажных условиях топливный шлак быстро насыщается водой и размокает, поэтому он непригоден для использования в верхних слоях. Его можно применять в нижних слоях дорожной одежды, причем необходимо обеспечить хороший водоотвод.
В шлаке, идущем на устройство дополнительных слоев, не должно быть примесей земли, металла, мусора, золы, пыли; ограничивается количество мелких частиц (частиц мельче 2 мм должно быть не более 20%, в том числе глинистых не более 5%); несгоревших частиц в топливном шлаке антрацитовых углей должно быть не более 20% от общей массы материала, а в шлаках бурых углей — не более 15%. Обработка топливных шлаков с целью улучшения их качества может быть произведена как выжиганием всех вредных примесей (топлива, серы) на агломерационных решетках, так и отсевом из шлака фракций, содержащих большое количество частиц топлива.
Однако надо иметь в виду, что эти способы целесообразны, когда несгоревшее топливо содержится главным образом в мелких фракциях.
До применения в дорожном строительстве шлак должен пролежать в отвалах не менее двух дождливых сезонов (весны и осени) или выдерживаться во влажном состоянии в небольших штабелях 1—1,5 мес, что позволит освободить его от ряда вредных включений.
При хорошем водоотводе и слабом движении (на местных дорогах) из топливного шлака можно устроить покрытие с добавкой для повышения связности 15—20% суглинистого грунта. После смешения и укатки такой шлаковый слой меньше изнашивается, а в кратковременные дождливые периоды становится достаточно устойчив. Толщину слоя обычно принимают до 18—20 см. Топливные шлаки применяются также для устройства теплоизолирующих слоев на пучинистых участках.
Для достижения однородности устраиваемого дополнительного слоя топливные шлаки после выгрузки в корыто перемешивают автогрейдером. Слой не толще 12 см в плотном теле уплотняют катками (5—6 т) с поливкой водой (3,5 л на 1 м2 поверхности). Отдельные раковистые места засыпают шлаковой мелочью и дополнительно уплотняют двумя-тремя проходами катка. Топливные шлаки также используют для получения цемента.
Наряду с кусковым шлаком при сжигании углей, углистых сланцев и другого топлива образуются: провал — зола с угольной мелочью, скопляющаяся в зольнике; унос — мелочь, выносимая из топок через дымовую трубу.
Торфяная зола — остаток от сгорания измельченного или кускового торфа в котельных электростанций, домовых хозяйств, промышленных печах, газогенераторах. Она представляет собой порошок серовато-бурого или черного цвета, объемная масса которого 900—1000 г/см3. Торфяной золой улучшают глинистые грунты; ее используют также для приготовления пробужденного бетона.
Сланцевая зола — отход, получаемый при сжигании горючего кускового прибалтийского сланца в котельных, промышленных печах и газогенераторных установках.
Мелкие фракции золы (после испытаний) можно использовать в качестве минерального порошка в плотных асфальтобетонных смесях.
После дополнительной обработки сланцевая зола под названием кукермит выпускается заводами Эстонии в качестве вяжущего, использующегося главным образом в промышленном и коммунальном строительстве. Опытами В. А. Кириенко установлено, что, обрабатывая гравийный материал 10% гидравлического кукермита марки 200, можно получить смеси, пригодные для устройства оснований на дорогах высоких категорий.
Сланцевую золу можно использовать также для частичной замены в смеси портландцемента (до 50%) без значительного снижения ее качества.
Удобообрабатываемость смесей со сланцевозольным вяжущим позволяет в производственных условиях обрабатывать кукермитом гравийный и песчаный материалы любым способом (в смесителях или смешением на дороге).
Каменноугольная зона (унос) — отход электростанций и электроцентралей, работающих на многозольном топливе при пылевидном сжигании. Объемная масса золы 600—800 г/см3. Ее можно использовать в качестве минерального порошка в асфальтобетонных смесях при ограниченном содержании пылевидного топлива (менее 10%). Зола, содержащая значительное количество пылевидного топлива, непригодна, так как окисление частиц этого топлива в покрытии оказывает отрицательное влияние на прочность смесей.
При эксплуатации тепловых электростанций (ТЭС), работающих на пылевидном каменноугольном и торфяном топливе, вблизи них накапливаются значительные объемы — тонкодисперсной золы и золошлаковой смеси. Только по крупным ТЭС страны годовой выход золошлаковых отходов достигает 60 млн. т.
Золошлаковые отходы активно взаимодействуют с цементным вяжущим. Это позволяет использовать их при укреплении грунтов для устройства оснований, а в отдельных случаях и как добавку (до 20%) к цементу при строительстве бетонных покрытий.
Еще в 60-е годы институтом «Оргэнергострой» были проведены исследования золы ряда ТЭС с целью выявления возможности ее использования для укрепления грунтов. В частности, для укрепления тяжелого безкарбонатного суглинка, помимо цемента, была использована зола из отвала Щекииской ГРЭС, полученная при сжигании подмосковных бурых углей, и зола Кураховской ГРЭС — от сжигания донецких углей. Эти опыты показали, что, если добавить золы ТЭС до 30%, прочность цементогрунта при сжатии увеличивается на 25—50%, а главное, она не снижается у образцов в водонасыщенном состоянии. Добавка золы ТЭС позволяет также увеличить в 2—3 раза прочность укрепленного известью суглинка (в воздушно-сухом и в водонасыщенном состоянии) и существенно увеличить его морозостойкость. Добавка золы ТЭС способствует более быстрому прохождению процессов гидролиза и гидратации цемента, равномерному распределению вяжущего в грунте, снижению коэффициента теплопроводности, что обеспечивает более благоприятные условия работы дорожных одежд.
Исследования последних лет показали, что основные направления использования золы и шлаков ТЭС в дорожном строительстве могут быть следующими:
- применение золошлаковых смесей для отсыпки земляного полотна;
- применение активных самостоятельно твердеющих зол ТЭС в качестве местного вяжущего для укрепления грунтов при устройстве оснований дорог (в количестве не менее 20% по массе смеси);
- применение кислой неактивной золы уноса в качестве компонента золоцементного или золоизвесткового вяжущего для укрепления грунтов при устройстве оснований дорог (не менее 15—20% по массе смеси с 3—6% цемента или 3% извести);
- применение кислой неактивной золы в качестве заменителя (до 60%) минерального порошка в производстве асфальтобетонных смесей;
- применение шлаков ТЭС в качестве компонента шлакоцементного вяжущего марок 200 и 300 для укрепления грунтов и приготовления бетонов марок 100—200;
- применение топливных шлаков в качестве каменного материала при устройстве дорожных оснований;
- применение золы ТЭС в производстве алгопоритового гравия для получения дорожного аглопоритобетона.
Перспективными направлениями использования золы ТЭС являются:
а) активизация кислых, неактивных зол ортофосфорной кислотой, что приводит к повышенной водостойкости обработанных материалов в ранние сроки (7—14 сут) твердения;
б) разработка известковозольного вяжущего методом гидромеханической диспергации, в результате чего получается вяжущее в виде золоизвестковой пасты, используемой для укрепления грунтов. Такая паста характеризуется низким расходом извести (1—2% от массы укрепляемого грунта).
В основном широкое применение золы уноса ТЭС находят для укрепления несцементированных обломочных и супесчаных грунтов при устройстве оснований дорожных одежд.
Шлаки и активные золы уноса могут использоваться без предварительной переработки или обогащения, а кислые малоактивные и неактивные золы уноса и золошлаковые смеси могут использоваться лишь после обогащения или переработки.
Используемая золошлаковая смесь должна соответствовать минеральным смесям с примерным содержанием частиц (по данным Госдорнии): мельче 0,25 мм — 20—30%; 0,25—3 мм — 40—50, крупнее 3 мм — 20—30%, При необходимости в эти смеси вводят добавки металлургических шлаков.
Золы уноса, применяемые для укрепления несцементированных,, крупноблочных грунтов в качестве самостоятельного вяжущего или активного компонента смешанного вяжущего, должны быть сухого отбора непосредственно от электрофильтров или циклонов ТЭС, получаемые после сжигания в котельных цехах ТЭС бурого и каменного угля, торфа, горючих сланцев,
На дорогах III—V категорий при устройстве оснований дорожных одежд и покрытий на дорогах только IV—V категорий допускается применять золы сухого отбора с удельной поверхностью не менее 1600 см2/г, если содержание в них свободной окиси кальция, сернистых и сернокислых соединений и потери при прокаливании соответствуют требованиям табл. 12.
Топливные шлаки и отходы котельных