Переработка золошлаковых отходов (ЗШО) ТЭЦ

Переработка золошлаковых отходов (ЗШО) ТЭЦ

Переработка золошлаковых отходов (ЗШО) ТЭЦ

  

«ИСПОЛЬЗОВАНИЕ  ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ  ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ»

ЗОЛОШЛАКОВЫЕ  ОТХОДЫ В СТРОИТЕЛЬНОЙ ИНДУСТРИИ.            

 В результате деятельности тепловых электростанций, использующих в качестве основного топлива уголь, на территории Российской Федерации ежегодно образуется более двадцати миллионов тонн золошлаковых отходов, являющихся серьезным источником загрязнения окружающей среды регионов.           

 По данным  НИИЖБ, начиная с середины 50-х  годов прошлого века и по  настоящее время, проводятся фундаментальные  и прикладные научно-исследовательские  работы по применению золы, практически,  для всех видов строительных  материалов в виде вяжущих, заполнителей, бетонов плотной и ячеистой структур, обжиговых и безобжиговых стеновых материалов, бетонов и железобетонных конструкций.

Возможность и эффективность применения золошлаковых отходов ТЭС была установлена  в начале двадцатого века в работах А.В.Волженского, К.В.Гладких, Ю.С.Бурова. В результате выполненных многочисленных исследований были разработаны теоретические и практические основы для широкого применения золошлаковых отходов в строительной индустрии и создана наукоемкая нормативно-техническая база по использованию их.

Вместе с  тем, существует значительный разрыв между  теоретическими исследованиями и их практической реализацией. В среднем  объем использования золошлаковых отходов в России в настоящее  время не превышает 10% от общего объема образования отходов, в то время, как развитые страны мира используют отходы ТЭС в объеме 50-90%, при этом в строительстве – от 35 до 70%. По данным ВТИ, в 1999 году было использовано 2,3 млн. тонн отходов при объеме образования порядка 21,29 млн. тонн. Столь значительный разрыв между теоретическими исследованиями и их практической реализацией можно объяснить следующими факторами:

- ограниченное  количество зол сухого отбора  и возможность использования  в основном золошлаковых отходов  из отвалов, характеризуемых значительной неоднородностью строительно-технических свойств и переменной влажностью;

- отсутствие  финансово-экономического механизма  для предприятий строительной  индустрии, стимулирующего внедрение  ресурсосберегающих технологий;

- отсутствие технических и технологических решений, а также специального оборудования для решения основных проблем, связанных с введением золошлаковых материалов в технологический процесс изготовления строительных материалов;

- экологические  аспекты применения золошлаковых отходов, недооценка которых способна инициировать вторичное экологическое загрязнение окружающей среды при применении их в строительной индустрии.

Анализ объемов  использования золы сухого отбора показал, что наибольший объем использования  золошлаковых материалов отмечается при производстве бетонных и железобетонных изделий.

Это обусловлено  прежде всего значительной проработанностью вопроса и имеющейся нормативно-технической  базой для применения золошлаковых материалов в производстве бетонов  различных видов. Кроме того, бетон, как композиционный материал, был и остается на ближайшую перспективу основным представителем среди строительных материалов, так как широкое варьирование видами вяжущих, заполнителей и технологическими параметрами производства позволяет получать материалы с широким диапазоном строительно-технических свойств.

Исследованиями  НИИЖБа установлено, что производство мелкоштучных изделий из бетонов  различных марок является одним  из наиболее эффективных направлений  применения золы, так как отсутствие арматуры существенно снижает требования к золошлаковым материалам по химическому составу, включая содержание несгоревшего топлива. Кроме того, при производстве неармированных изделий отсутствует минимально необходимое содержание цемента в бетоне, что позволяет в результате оптимизации подбора состава бетона достичь высокой степени золонасыщения бетона при сохранении прочностных и других строительно-технических свойств и обеспечить при этом значительную экономию цемента.

Исследованиями  многих авторов установлено, что именно применение золошлаковых материалов в песчаных бетонах, изготавливаемых методом полусухого прессования, позволяет максимально реализовать многовариантный эффект от применения золы и направленно модифицировать качество получаемых изделий, а именно;

- зола повышает  коррозионную стойкость бетона  за счет связывания гидрата  окиси кальция и образования  низкоосновных гидросиликатов кальция

- зола повышает  сульфатостойкость бетона, что позволяет  использовать ее вместо сульфатостойкого  цемента, стоимость которого значительно выше стоимости обычного портландцемента

- зола улучшает  реалогические свойства бетонной  смеси, что позволяет улучшить  качество поверхности готовой  продукции, повысить истираемость  готовых изделий и снизить  водопоглощение бетона.

По данным Щеблыкиной Т.П. и исследованиями многих авторов установлено, что именно применение золошлаковых материалов в  песчаных бетонах, изготавливаемых  методом полусухого прессования, позволяет максимально реализовать многовариантный эффект от применения золы и направленно модифицировать качество получаемых изделий.

Влияние содержания золы ТЭЦ-22 в составе золопесчаного  бетона

на  формирование его  прочности

mц, mп m₃, V_в - расход цемента, песка, золы, воды на 1 мЗ бетона; Ж - жёсткость бетонной смеси, Rп.п.,. - прочность при пропаривании, Rн.т.. - прочность при нормальном твердении, К - контрольный образец без золы.

Применение  золы в мелкоштучных изделиях в качестве кремнеземистого компонента, минеральной  добавки и микронаполнителя включено в основные ГОСТы, в том числе  ГОСТ 6133-84 Камни бетонные стеновые, ГОСТ 17608-91 Плиты бетонные тротуарные.

Применение  золошлаковых отходов в виде кремнезёмистого  компонента, активной минеральной добавки  и микронаполнителя включено в целый  ряд действующих документов: ГОСТ 10178,ГОСТ 22266, ТУ-573820-93, ТУ-21-26-20-92, патент НИИЖБ, ТУ-21-31-62-89, СНиП 1-В.2-62, ГОСТ 9759, ГОСТ 11991, ГОСТ 26644, ГОСТ 31108, ГОСТ 30491-97, ГОСТ 23558-94, ГОСТ 12784-78, ГОСТ 16555, ГОСТ 6665-91, ГОСТ 530-95, ГОСТ 379-95.

На золу-унос, золошлаковые смеси и шлаки ТЭС, применяемые в строительной индустрии разработаны следующие нормативные документы:

ГОСТ 25592-91 –  зола-унос для бетона.

ГОСТ 25818-91 –  золошлаковые смеси для бетона.

ГОСТ 26644-85 –  шлак тепловых электростанций.

ВСН 2-94-1996 –  Строительство дорог в районах массового жилищного строительства – Инструкция и технология, в которой определены требования к золошлаковым отходам в дорожном строительстве (активная минеральная добавка, наполнитель, компонент для укрепления грунтов неорганическим вяжущим при ремонте дорог при возведении насыпей, строительстве оснований, укреплении грунтов, заполнения нижнего слоя основания дорог).

ТУ 34-70-10347-81 – Требования к золошлаковому  сырью для производства цемента.

ГОСТ 530-95 –  Керамический кирпич.

ГОСТ 379-95 –  Силикатный кирпич, кирпич и камни.

ГОСТ 21520-89- Блоки  из ячеистого бетона,

ГОСТ 25485-82 Бетоны ячеистые

Из представленных материалов следует, что золошлаковые отходы рекомендуются и разрешаются  к применению для широкого круга  строительных материалов.

В настоящее время можно констатировать, что с использованием золы-унос и золошлаковых смесей из отвалов в России работают заводы и предприятия, построенные в середине прошлого века, в условиях, когда промышленное домостроение только создавалось. Это, прежде всего, заводы по производству изделий из золобетона плотной и ячеистой структуры в г.Курахов, Свердловск, Пермь, Нижний Тагил, Ангарск, Тульская область и др

Используют  золу также и цементные завода в качестве глинистого сырья, а также  и заводы по производству керамических изделий в качестве отощающей добавки.

ООО "Дальэнерго" предлагает комплексный подход к  использованию золошлаковых материалов из отвалов, т.к. такой подход к переработке  ЗШО экономически выгоден, имеет  ресурсосберегающий эффект, сопутствующий  решению проблемы использования ЗШО и многократно повышает её экономическую значимость.

Проектом  завода предусмотрено производство следующих строительных материалов и изделий:

товарный  золобетон (тяжелый и легкий) и  раствор 30000 м³ в год;

цементно-зольный  кирпич – 1,5÷7,5 млн. шт./год;

керамический  зольный кирпич – 3÷10 млн. шт./год;

цементно-зольное  вяжущее – 9000÷65000 т/год;

универсальные золобетонные блоки – 20000 м³/год;

стеновые  блоки из газо- (пено-) золобетона – 20000 м³/год;

черепица  цементно-песчаная - 350000 шт./год.

Данный подход является всеобъемлющим со стороны  производства строительных материалов и практически представляет комбинат строительных материалов, для изготовления которых требуется очень широкий  набор оборудования, включая помольные  агрегаты, пропарочные камеры, печи для сушки и обжига золокерамического кирпича, а также и автоклавы для производства стеновых материалов из ячеистого бетона. Такого типа заводов нет в практике производства строительных материалов, так как работа данного завода требует значительного количества ресурсов, энергии, подъездных путей, складского хозяйства и т.д.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ЗАО «ГЕОПОЛИС» ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЗОЛОШЛАКОВЫХ

ОТХОДОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КОНКУРЕНТОСПОСОБНЫХ  СТРОИТЕЛЬНЫХ

МАТЕРИАЛОВ  МЕТОДОМ ПОЛУСУХОГО ВИБРОПРЕССОВАНИЯ

(НА  ПРИМЕРЕ КАШИРСКОЙ  ГРЭС-4 - ФИЛИАЛА ОГК-1 РАО ЕЭС РОССИИ)

Как показывает мировая практика использование  золошлаковых отходов в качестве добавки при производстве строительных материалов с использованием передовых  технологий и оборудования позволяет  совместить разрешение острых экологических проблем путем утилизации отходов с производством высокоэффективных и конкурентоспособных строительных материалов для ведения малоэтажного строительства, малых форм для благоустройства территорий, элементов тротуарного и дорожного покрытия.