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




18.01.2022


17.01.2022


17.01.2022


16.01.2022


15.01.2022


15.01.2022


13.01.2022





Яндекс.Метрика

Химико-минералогический состав зол ТЭС

04.03.2016

Исследовались золы 14 ТЭС, работающих на перспективных топливах Экибастузского, Карагандинского, Кузнецкого и Канско-Ачинского бассейнов. Химический состав зол (табл. 11) определялся по стандартной методике, оценка пригодности их по качеству и количеству карбонатных включений для производства керамических стеновых материалов производилась, согласно методическим указаниям, по испытанию глинистого сырья для производства обыкновенного и пустотелого кирпича, пустотелых керамических камней и дренажных труб.
Химико-минералогический состав зол ТЭС
Химико-минералогический состав зол ТЭС

Как видно из табл. 11, золы сжигаемых на ТЭС углей Экибастузского, Карагандинского и Кузнецкого бассейнов состоят в основном из SiO2 и Al2O3 (59—88%). CaO в них содержится от 1 до 8%. Характер карбонатных включений в этих золах устанавливался визуальным просмотром путем определения на вскипаемость при взаимодействии с 10% раствором HCl на их крупнозернистые включения, выделенные по методике ГОСТа 212116.4—75. При этом обнаружено бурное действие раствора на золы Карагандинской ГРЭС-1. В этой связи данная зола подвергалась анализу на пригодность ее по качеству и количеству карбонатных включений для производства керамических стеновых материалов (табл. 12).
Установлено, что зола Карагандинской ГРЭС в обычном виде не пригодна как сырье для получения керамических изделий, в связи с чем с целью обезвреживания действия карбонатных включений рекомендовано ее измельчение до крупности 1*10в-3 м.
Химико-минералогический состав зол ТЭС
Химико-минералогический состав зол ТЭС

Золы Канско-Ачинского бассейна отличаются большим содержанием CaO — более 30%, обеспечивающей высокое значение модуля основности.
Согласно, химический состав вяжущих материалов оценивается по модулю — основному M0, определяемому по формуле
Химико-минералогический состав зол ТЭС

В соответствии со значением основного модуля материал условно разделяется на основной (М0>1), кислый (М0<1) и нейтральный (М0≈1). Значение модуля основности золы Березовской ГРЭС составляет около 2 (M0≈2). Поэтому масса на основе таких зол обладает свойством самостоятельного твердения и исключает возможность формовки ее пластическим способом.
Таким образом, исследуемые золы ТЭС по пригодности для производства керамических стеновых материалов пластическим способом формования условно разделены на две группы по содержанию CaO.
К первой группе отнесены золы экибастузского, карагандинского и кузнецкого углей, содержащие CaO в основном до 4,5%, пригодные как сырье без предварительной обработки по технологической линии, включающей вальцы тонкого помола. Золу Карагандинской ГРЭС-1, содержащую около 8% CaO, необходимо измельчать. При этом общее содержание карбонатов в золе не должно превышать их допустимое количество по минимальной фракции согласно методики.
Ко второй группе отнесены золы Березовского, Ирша-Бородинского и Назаровского углей с CaO более 30%, не пригодные для использования в качестве основного сырья. Поэтому эти золы в дальнейших исследованиях исключены. По содержанию Al2O3+TiO2 золы от сжигания угля Канско-Ачинского бассейна отнесены к кислым, а остальные золы — полукислым.
Золы ГЭС являются продуктом термохимических и фазовых превращений неорганических компонентов топлива, состоящих в основном из минералов, вмещающих горные породы. Соответственно преобладающими минералами в золошлаковых материалах ТЭС являются мета- и ортосиликаты, алюминаты, ферриты, алюмоферриты, различного состава шпинели, дегидратированные глинистые минералы, в значительных количествах присутствуют оксиды, например, кварц, тридимит, кристобалит, корунд, γ-глинозем, оксиды кальция, магния и другие; часто, но в малых количествах присутствуют сульфаты, хлориды, очень редко фториды. Кроме того, в золоотвалах в результате гидрохимических процессов могут возникать вторичные минералы, например, кальцит, портландит, гидрооксиды железа и пр.
В золах подмосковных углей установлено присутствие большого количества изотропных неоднородных зерен со средним светопреломлением N — 1,54, относящихся к продуктам обжига глинистого вещества и шариков силикатного стекла с переменным светопреломлением, а следовательно, и с неоднородным составом, а также незначительного количества кварца, гематита и магнетита.
Предварительное изучение исследуемых зол ТЭС под микроскопом в шлифах и иммерсионных препаратах показало, что они имеют одинаковый качественный фазовый состав с различным количественным соотношением, т, е. в одних золах преобладает аморфизованное глинистое вещество, в других — стекло, кристаллическая фаза (табл. 13).
Химико-минералогический состав зол ТЭС

Термографический и рентгенофазовый анализы (рис. 3, А) также подтверждают тождественность состава этих зол. Поэтому в работе приводится обобщенное описание их фазовых составов.
В составе исследуемых зол условно можно выделить четыре группы веществ — органические, стекловидные, кристаллические и аморфизованные глинистые агрегаты.
Исследуемые золы — рыхлый материал черно-серого цвета. Под микроскопом не просматриваются, так как представляют непрозрачную массу из-за наличия в них значительного количества органического вещества. В золах оно существенно отличается от исходного в топливе и представлено коксом и полукоксом с низкой гигроскопичностью и выходом летучих. Недожог присутствует либо в виде самостоятельных органических частиц, либо в виде включений в агрегаты, образованные разными фазами.
Учитывая, что в золах практически трудно отделить одни фазы от других из-за органических веществ, исследуемые пробы зол подвергали термообработке при температурах 400— 600°С, при этом органические вещества выгорали и золы приобретали желтовато-серую окраску.
Органические вещества золы Павлодарской ТЭЦ выгорали лишь при температурах 700—800°С. По-видимому, интервал температуры выгорания органических веществ, содержащихся в золах, зависит от вида используемого топлива, состояния присутствующих органических веществ в глинистых агрегатах и в спекшихся аморфных массах.
Химико-минералогический состав зол ТЭС
Химико-минералогический состав зол ТЭС

Микроскопическое изучение зол ТЭС, освобожденных от органического вещества, показало, что основными составляющими фазового состава являются аморфизованные глинистые агрегаты, стекловидное вещество и кристаллические фазы, представленные кварцем, полевым шпатом, кальцитом и в меньшем количестве магнетитом, гематитом, корундом и другими минералами.
Стекловидное вещество является продуктом термохимического воздействия на минеральную часть (в основном глинистую) топлива.
Согласно данным и микроскопическим наблюдениям, проведенным на золах 20 ТЭС, сжигающих различные твердые топлива, все многообразие встречающихся в золах стекол сведено к четырем видам, отличающимся составом и оптическими свойствами: А — бесцветное, В — желтое, С — бурое, Д — черное. Стекла, принадлежащие к одному виду, могут в известных пределах варьировать состав и свойства. Бесцветное стекло представлено меллилитом и гелинитом в стекловидной форме, окерманитом (система CaO—А12О3—SiO2). Желтое стекло отнесено к системе CaO—Fe2O3—SiO2, его количество возрастает с увеличением содержания в золе CaO и Fe2O3. Бурое и темно-бурое стекло обнаружено в золах с высоким содержанием CaO. Черное стекло с металлическим блеском представлено в основном магнетитом и гематитом в стекловидной форме.
Исследователями отмечена идеально шаровая или достаточно сферическая (сплошная или полая) форма большинства стекловидных частиц золы. Кроме того, выделена чешуйчатая и губчатая формы. Часто частицы представлены вспученной массой.
Аморфная (стекловатая) фаза (10—65%) исследуемых зол неоднородна, представлена двумя разновидностями стекла: бесцветной (по светопреломлению 1,540—1,580) и в виде оплавленных шариков размером до 0,5*10-3 м желтого и реже желто-бурого цвета из-за наличия оксида железа. Поэтому светопреломление его более высокое — 1,600—1,630. Поверхность и контуры бесцветных шариков в основном нечистые, корродированные, а шариков, окрашенных в желтый и бурый цвет, — ровные, чистые, реже подвержены слабой коррозии.
В шариках стекла содержатся включения полевого шпата, магнетита, гематита, глинистых частиц и иногда зерна кварца.
Кристаллическая часть зол представляется как первичными минералами, сопутствующими органической части топлива, так и новообразованиями, полученными в топочном процессе.
В основном кристаллическую часть золы составляют кварц, полевой шпат, муллит, магнетит, гематит, кальцит, доломит и кристобалит.
Кварц присутствует чаще в виде идиоморфных бесцветных кристаллов размерами (30—250)*10-6 м. Мелкие зерна кварца частично по краям оплавлены. Полевой шпат представлен олигоклазом и анартитом. Зерна полевого шпата изменены очень слабо и частично остеклованы по краям. Очень редко в оторочке стекла видны поры и иногда редкие точечные и игловидные кристаллы муллита длиной до 0,5*106 м.
Карбонаты представлены бесцветными мелкими образованиями кальцита и доломита размерами в основном до 40*10-6 м. Магнетит и гематит часто образуют округлые скопления красно-бурого и черного цвета. Кристобалит встречается очень редко в виде каемок вокруг изменившихся зерен кварца.
Аморфизованные глинистые агрегаты (10—70%) занимают промежуточные положения между кристаллической и стекловидной группами веществ и состоят в основном из однородных тонкодисперсных точечных образований со средним показателем преломления 1,570; двупреломление низкое. Они относятся к каолиниту. Каолинитовые глины не плавятся даже при высокой температуре — 1400—1600°С, но при этом дают мета-каолинитовое стекло. Однако, согласно, в обожженной части каолинитовой глины метакаолинита сравнительно немного, так как при 800—1100°C кристаллическая решетка метакаолинита полностью разрушается с образованием смеси аморфных кремнезема и γ-глинозема.
Отличается зола Ермаковской ГРЭС сухого отбора, состоящая из 10—15% агрегированных скоплений, представленных бесцветными изотропными пластинами лапчатой формы, N среднее — 1,51. В этих пластинках имеются (до 10%) точечные анизотропные включения, представленные муллитом. Следует отметить, что муллит недокристаллизованный, так как Ng = 1,650; Np = 1,601. Только в незначительном количестве (до 5%) встречаются зерна и иглы с оптическими константами, полностью соответствующими муллиту; Ng = 1,680; Np = 1,653. В агрегатной массе присутствуют редкие зерна кристобалита и тридимита.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: