Аспекты утилизации отходов

Топливные шлаки и зола являются сырьем для производства искусственного пористого заполнителя - аглопорита. При обычной технологии его получают в виде

Аспекты утилизации отходов

Информация

Экология

Другие материалы по предмету

Экология

Сдать работу со 100% гаранией

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по теме:

Аспекты утилизации отходов

Утилизация отходов топливно-энергетического комплекса

 

Основными видами твердого топлива являются каменные и бурые угли Преобладающая часть угля в Украине добывается подземным способом. Отходы образуются при добыче, обогащении и сжигании угля.

Отходы добычи называют вскрышными или шахтными породами в зависимости от способа разработки. При подземном способе добычи извлекается меньше попутных пород, чем при открытом, но и они составляют значительные объемы. Так, например, на 1 т угля при открытой добыче образуется до I-5 т вскрышных пород, при подземной - до 0,2-0,3 т шахтных.

Вскрышные и шахтные породы имеют неоднородный химический и минералогический сое гаи и представляют осадочные породы - глины, суглинки, супеси, алевролиты, песчаники, глинистые и песчанистые сланцы, известняки. Больше всего в их составе аргиллитов (до 60%). Кроме того, они содержат в своем составе уголь до 20%, серу, содержание которой пропорционально содержанию угля, в небольших количествах цветные, редкие металлы, в следовых количествах радионуклиды - уран, торий.

Отвалы занимают большие площади земель, подвергаются водной и ветровой эрозии, загрязняя прилегающую территорию. Значительный урон природной среде приносит самовозгорание терриконов. Основной причиной самовозгорания является окисление угля, сопровождающееся выделением большого количества тепла, которое аккумулируется в порах пород и обеспечивает возгорание горючих материалов. В отдельных отвалах эти процессы проходят настолько интенсивно, что отвальные породы разогреваются до высоких температур и горят с выделением значительного количества углеводородов, сажи, оксидов азота, серы, углерода и др. Поэтому вокруг отвалов устраивают защитные зоны, что приводит к увеличению площади отчуждаемых земель. Основными мероприятиями по предупреждению самовозгорания породных отвалов является ограничение притока кислорода и уменьшение количества горючих компонентов в складируемой породе. С этой целью в некоторых странах проводят дополнительное извлечение угля с помощью специальных установок на групповых отвалах. Для снижения притока кислорода отвалы уплотняют. Этого можно достичь путем дробления породы, уплотнением ее при складировании с помощью автотранспорта, катков, вибраторов, затоплением водой, устройством глинистых экранов, обработкой пород суспензиями извести, известняка, глины. Такие отвалы рекомендуется устраивать плоскими. Породы в них уплотняют слоями толщиной 1,0-1,5 м, а по периметру устраивают дамбы из инертных материалов или перегоревших пород.

Твердые отходы угледобычи используют в качестве низкосортного топлива (при определенном содержании горючих составляющих), как компоненты, повышающие плодородие почв, и как сырье при производстве строительных материалов. Однако из-за неоднородности состава утилизация их сложна и не всегда экономически оправдана. Перспективным направлением утилизации пород, содержащих углеродистое вещество, является их газификация. Газификации целесообразно подвергать свежую породу, содержащую 20% и более горючих веществ. При этом дополнительно получают энергетическое топливо, а зольный остаток можно использовать для производства строительных материалов. В мировой практике отходы угледобычи используют для закладки выработанных шахтных пространств. Разработаны технологии закладки без подъеме породы наверх. Особую группу отходов угледобычи представляют горелые породы, обожженные в недрах земли при естественных подземных пожарах в угольны) пластах и аналогичные им перегоревшие отвальные шахтные породы. По основным физико-химическим свойствам они близки к глинам, обожженным при температуре 800-10000С, истинна» плотность их составляет 241М» 2700 кг/м1, плотность куска - 1300-2500 кг/м'. Содержание топлива и естественных горелых породах достигает 2-3%, в отвальных горелых пороши его может быть значительно больше. Горелые породы могут широко использоваться при производстве строительных материалов. Они, как и другие обожженные глинистые материалы, обладают гидравлической активностыо и могут использоваться как активные минеральные добавки для клинкерных известково-глинитных и сульфатно-глинитных вяжущих известково-глинитные вяжущие получают совместным тонким помолом пород и извести с небольшой добавкой гипса. Они содержат в своем составе 10-30% извести в зависимости от активности горелой породы, но 5% гипса, остальное - горелая порода. Сульфатно-глинитные вяжущие получают совместным помолом двупольного гипса (50-65%), горелой породы (15-40%) и портландцементного клинкера (10-20%). Такие вяжущие применяют для производства низкомарочных бетонов и растворов. Горелые породы применяют как гидравлические добавки в количестве от 20% к портландцементу и 25-40% к пуццолановому портландцементу.

В бетонах и растворах горелые породы используют в качестве крупных и мелких заполнителей. Горелые породы также используют для производима щебня, пористых заполнителей (аглопорита и керамзита), асфальтобетонні для устройства дорожных оснований под покрытия, насыпей и т.д.

Аглопорит - искусственный пористый заполнитель, получаемый спеканием глинистых пород или различных отходов на решетках агломерационных машин и последующим дроблением спекшегося коржа. Получают аглопорит в виде щебня. Керамзит - это искусственный пористый заполнитель, получаемый вспучиванием и спеканием гранул, сформованных из вспучивающихся глин или различных отходов, во вращающейся печи. Широкое использование горелых пород затрудняется их неоднородностью и содержанием несгоревшего топлива.

Отходы углеобогащения образуются при обогащении угля для коксования, энергетических и других целей и представляют собой смесь осадочных пород, частиц угля и угольно-минеральных сростков. В их состав входят и различных соотношениях в зависимости от района добычи глины, аргилиты, сланцы, алевролиты, песчаники, известняки, кальциты. Содержание органи ческой массы может достигать 15% и более. Кроме того, в отходах содержите» сера, микроэлементы - свинец, цинк, молибден, галлий, германий и др. По зерновому составу отходы обогащения разделяют на породы обогащения крупностью от 200 до 0,5 мм, образуемые при гравитационном обогащении угля (преимущественное содержание фракций 5-40 мм), и хвосты флотации крупностью <0,5 мм, образуемые при флотационном обогащении. По роды обогащения составляют основную массу отходов (до 90%). Складируют их в гидроотвалы или механическим способом в отвалы, отходы (хвосты) Флотации - в хвостохранилища.

Отходы углеобогащения используют как энергетическое сырье путем сжигания или газификации, направляют на переобогащение, получают серу и ее соединения, строительные материалы, сырье для цветной и черной металлургии, используют в сельском хозяйстве, производстве ферросплавов, для извлечения редких рассеянных элементов, при устройстве насыпей, закладке подземных выработок, рекультивации земель. Перспективным направлением является применение отходов углеобогащения в качестве отощающей и выгорающей добавки к сырью и в качестве основного сырья при производстве керамических изделий (кирпича, плитки, черепицы), пористых заполнителей. Хвосты флотации в сравнении с породами обогащения, угледобычи более однородны по составу, содержат до 20% органического вещества, микроэлементы. Это дает возможность их использовать в качестве удобрений в сельском хозяйстве.

Несмотря на многолетние исследования, длительные эксперименты и экономические расчеты, подтверждающие целесообразность утилизации от ходов углеобогащения, в нашей стране они используются незначительно.

Золошлаковые отходы образуются при сжигании твердого топлива в топках тепловых электростанций при температуре в топочной камере 1200-1700° С. Выход золошлаковых отходов зависит от вида топлива и составляет бурых углях 10-15%, в каменных 3-40%, в горючих сланцах 50-80%, мазут с 0,15-0,20%. Топливо сжигают в виде мелких кусков или в пылевидном состоянии, отходы образуются соответственно в виде шлака или золы. Золы улавливают с помощью воды в специальных бункерах и удаляют в виде пульпы гидротранспортом в золоотвалы. Шлаки гранулируют путем быстрого охлаждения водой и удаляют в отвалы сухим или гидравлическим способом помола представляет собой тонкодисперсный материал и состоит из частиц круглостью 0,1-0,005 мм. Крупность частиц шлака 20-30 мм.

Химический состав золошлаковых отходов зависит от минеральной ее составляющей топлива и колеблется в зависимости от месторождений угля. Примерное содержание основных оксидов в золошлаковых отходах: SiO2 37-632 А12О3 9-37%, Fe2O3 4-17%, СаО 1-32%, MgO 0,1-5%, SO3 0,05-2,5%. юле присутствует несгоревшее топливо до 6-7% и более, в шлаках, как пр; вило, оно отсутствует. В золошлаковых отходах также концентрируются радионуклиды. При использовании их для производства строительных материалов необходимо осуществлять контроль за их содержанием.

При оценке золошлаковых отходов как сырья для строительных материалов важной характеристикой их химического состава является соотношение основных и кислотных оксидов - модуль основности:

 

М = (СаО + МцО) : (SiO2 + А12О3),

 

при Мо> 1 шлаки относятся к основным, при Мо< 1 - к кислым Большинство золошлаков - кислые. Истинная плотность золошлаков в зависимости от химико-макрологического состава колеблется в пределах 1800-2400 кг/м1, насыпная 600-1100 кг/м3. Зола и шлак являются крупнотоннажными отходами. Так, например, тепловая электростанция мощностью 1 млн кВт за сутки сжигает около 10 000 т угля, при этом образует

Похожие работы

1 2 3 > >>