Видеоканал РЦИТ на YouTUBE


Яндекс.Метрика

Рейтинг@Mail.ru


ПРОЕКТЫ ГРУППЫ КОМПАНИЙ
«Регионального Центра Инновационных Технологий»
Золо-Шлаковые Отходы генерирующих предприятий.
 

    Уголь был главным топливом мировой промышленной революции 18-19 веков. На угле работали первые паровые машины, первые корабли, паровозы и автомобили. Поныне уголь является одним из наиболее популярных видов топлива в мире - он широко распространен, его относительно легко добывать, хранить и транспортировать, из него легко получать энергию, он дешев.

   Месторождения угля обнаружены практически во всех странах мира, однако месторождения, которые имеют коммерческий потенциал, находятся лишь в 70-ти странах, а разрабатываются - в 50-ти. При имеющихся темпах угледобычи разведанные запасы угля могут быть исчерпаны в течение 155-ти лет. Для сравнения, нефти может хватить на 41 год, газа - на 65 лет.

   Крупнейшие резервы угля находятся в четырех странах мира. В США - 27% от общемировых запасов, в России - 17%, в Китае - 13% и Индии - 10%.

   В десятку государств, добывших больше всего угля  входят:

  • Китай (3 050 млн. тонн, примерно 45% мировой добычи),
  • США (951 млн. тонн),
  • Индия (398 млн. тонн),
  • Россия (336 млн. тонн),
  • Австралия (301 млн. тонн),
  • ЮАР (240 млн. тонн),
  • Индонезия (140 млн. тонн),
  • Польша (98 млн. тонн),
  • Казахстан (79 млн. тонн),
  • Колумбия (61 млн. тонн).
   Электростанции, работающие на угле, производят 40% мировой электроэнергии (первое место) На второй и третьей позициях, соответственно, газ (почти 20%) и ядерная энергия (чуть менее 16%). Угольная электроэнергетика особенно развита в Польше и ЮАР. Потребности в электричестве уголь покрывает:
  • Польша на 90%.
  • ЮАР на 90%.
  • Австралия на 79%,
  • Израиль - на 75%,
  • Китай - на 71%,
  • Казахстан - на 70%,
  • Индия - на 69%,
  • Марокко - на 68%,
  • Чехия - на 61%,
  • Греция - на 59%,
  • США - на 50%,
  • Германия - менее 50%,
  • Россия - менее 30%.
   
   На сегодня в России действует 179 ТЭС на угольном топливе, что составляет менее 30% всех генерирующих мощностей.
     Золошлаковые отвалы на многих электростанциях переполнены, например, на Березовской ГРЭС, Новочеркасской, Рефтинской, Троицкой, Южно-Кузбасской ГРЭС, Иркутской ТЭЦ-9, при этом расширение отвалов невозможно либо требует значительных затрат.
     Если ничего не предпринимать, эти электростанции нужно будет останавливать и выводить из энергосистемы в ближайшие годы.
     В то же время утилизируется и используется только 12% ЗШО, или порядка 2,97 млн тонн в год. Еще 22 млн тонн ЗШО ежегодно размещается в золоотвалах угольных ТЭС в дополнение к накопленным ранее 1,5 млрд тонн.

 Золо-шлаковые отходы разделяется на следующие виды получения:

  1. ЗОЛУ УНОСА СУХОГО УЛАВЛИВАНИЯ, когда зола, поступающая с электрофильтров и из циклонов ТЭС в золосборники, направляется специальным пневмотранспортом в силосные склады либо непосредственно в транспортные средства потребителей;

  2. ЗОЛОШЛАКОВУЮ СМЕСЬ ГИДРОУДАЛЕНИЯ, когда при очистке золосборников с помощью воды зола и шлак в виде золопульпы удаляется в отвалы.

Классификация топливных отходов от сжигания твердого топлива:

Химические свойства

Золо-Шлаковые Отходы

АКТИВНЫЕ

СКРЫТО АКТИВНЫЕ

ИНЕРТНЫЕ

Показатели качества

Мо

0,5-2,8

0,1-0,5

<0,1

Мс

1,5-7,8

1,4-3,6

1,3-3,2

К

1,0-3,6

0,5-1,3

0,4-0,9

Содержание
форм кальция

СаОобщ

20-60

5-20

0,5-5

СаОсвоб

0-30

0-2

0-1

СаОсульф

0,5-9

0,2-2

0,1-1,6

СаОкарб

15-45

5-15

0-5

Возможные области
использования

Самотвердеющий материал. Местное вяжущее, изделия на его основе, преимущественно автоклавного твердения. Дорожное строительство

Требует интенсификации твердения. Производство изделий, твердеющих при тепловой обработке с активизиторами. Дорожное строительство

Сырье для производства кирпича, зольного гравия Техногенный грунт. Дорожное строительство

К АКТИВНЫМ относятся ЗШО поволжских сланцев, углей Канско-Ачинского угольного бассейна, ангренского угля, некоторых торфов. Общее содержание оксида кальция колеблется в пределах 20-60%, свободного оксида кальция - до 30%. Такой состав обеспечивает высокие значения модулей основности и силикатного, а также коэффициента качества. ЗШО от сжигания указанных видов топлива обладают свойством самостоятельно твердеть и могут применяться как самостоятельные вяжущие.

К СКРЫТО АКТИВНЫМ относятся ЗШО от сжигания райчихинских, богословских, харанорских, черемховских, хакасских и некоторых других углей. Общее содержание оксида кальция в этих ЗШО составляет 5-20%, содержание свободного оксида кальция - не выше 2%. Модуль основности составляет не более 5. Как правило, они используются в качестве комплексных вяжущих с активизаторами.

К ИНЕРТНЫМ относятся ЗШО от сжигания экибастузских, подмосковных, кузнецких, донецких, нерюнгринских и других углей. Они характеризуются высоким содержанием оксидов кремния и алюминия и низким количеством оксидов кальция и магния. Свободного оксида кальция содержится менее 1%, а в некоторых ЗШО этой группы его может не быть совсем. В основном их используют в качестве техногенных грунтов.

В Красноярском крае на 796 котельных и теплоэлектростанциях сжигается 14,4млн.тонн углей (в основном Канско-Ачинского бассейна). При сжигании углей образуется в год 906тыс.тонн ЗШО (золо-шлаковых отходов).

В углях основных месторождений (Березовское, Назаровское, Ирша-Бородинское) Канско-Ачинского бассейна содержатся следующие элементы:

  • Оксиды кремния (Sio2) 29-48%,
  • Оксиды железа (FeO) 10-25%,
  • Оксиды алюминия (Al2O3) 6-8%,
  • Общего кальция (СаО) 29-37%,
  • ...в том числе свободного кальция 7-9%.

     Барьеры препятствующие увеличению объемов утилизации Золо-Шлаковых Отходов:

  1. Недостаток информации о возможных сферах использования золы;
  2. Недостаток «достоверных» данных о воздействии золы на окружающую среду и здоровье человека;
  3. Ограничительные или запрещающие нормы;
  4. Недостаточность знания технических характеристик золы для областей применения (кроме производства и замены цемента);
  5. Мнение о том, что сырьевые ресурсы более доступны и дешевы;
  6. Отсутствие внятной политики в отношении утилизации золы.
Стандарты:
Стандарт Описание
  Методические рекомендации по разработке проекта нормативов предельного размещения отходов для теплоэлектростанций, теплоцентралей, промышленных и отопительных котельных.
ГОСТ 25592-91 Смеси золошлаковые тепловых электростанций для бетонов.
ГОСТ 25818-91 Золы-уноса тепловых электростанций и бетонов.
ВСН 185-75 Технические указания по использованию зол уноса и золошлаковых смесей от сжигания различных видов твердого топлива для сооружения земляного полотна и устройства дорожных оснований и покрытий автомобильных дорог.
ВСН 184-75 Технические условия по использованию зол уноса и золошлаковых смесей от сжигания различных видов твердого топлива для сооружения земляного полотна и устройства дорожных оснований и покрытий автомобильных дорог.
ГОСТ 23538-94 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства.
ГОСТ 9128-97 Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон.
ГОСТ 30491-97 Смеси органоминеральные и грунты, укрепленные органическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства.
ГОСТ 26644-85 Щебень и песок из шлаков тепловых электростанций для бетона.
ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация.
Проект ФЗ N466482-5 О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в целях улучшения использования золошлаковых отходов.

Успешный опыт применения Золо-Шлаковых Отходов в России:  

Регион/Объект Опыт применения
Иркутская
область
   1 миллион тонн по итогам 2010 года составила реализация золошлаковых отходов с золоотвалов станций ОАО «Иркутскэнерго» его дочерним предприятием ЗАО «Иркутскзолопродукт» – это 58 % годового объема всех золошлаковых отходов энергокомпании.
   «Иркутскзолопродукт» утилизирует золошлаковые отходы в объеме годового выхода продуктов сжигания угля с золоотвалов ТЭЦ-9, ТЭЦ-6, Н-ЗТЭЦ, возвращая ценный вторичный ресурс в экономику области в качестве доступного сырья.
   Кроме того, ЗАО «Иркутскзолопродукт» планирует выпустить первую партию безобжигового гравия на основе золошлаковых отходов.
Челябинская
область
(Южный Урал)
   На Южном Урале назревает проблема дефицита гранитного щебня, который применяется в дорожном строительстве. Цена на природный материал в области в среднем завышена вдвое по сравнению с другими российскими регионами. С каждым годом приходится разрабатывать новые карьеры, что наносит вред окружающей среде.
   Министерство промышленности и природных ресурсов Челябинской области разработало «Программу предполагающую создание режима наибольшего благоприятствования тем предприятиям, которые при строительстве дорог будут вовлекать максимально возможное по технологии количество техногенных отходов».
   Дорожники создали ряд экспериментальных площадок, где бы технологии использования отходов опробовались на практике, для чего выделяли для исследований второстепенные участки дорог.
Красноярский край    Экспериментальное использование дожига шлаков в кипящем слое.
Новосибирская
область
   По заказу ООО ПСК «Каинский кирпичный завод» в 2007 году ОАО «СибНИИстромпроект» (г. Новокузнецк) был разработан «Технологический Регламент на производство золосиликатного кирпича на основе зол и золошлаков смесей из отвалов Барабинской ТЭЦ», а затем и сам проект «Реконструкция базы под завод по строительству золосиликатного кирпича мощностью 30 млн. шт. в год».
   Данный проект в 2009г. прошел Государственную экспертизу и получил положительное заключение.
   Вопрос о поставщиках оборудования для технологической линии завода был решен в пользу российских и китайских производителей (Группа Dragon & Strong).
Омская
область
   В начале 2008 года введена в эксплуатацию первая очередь второй установки отбора сухой золы на ТЭЦ-4, производительностью 210 тысяч тонн в год, таким образом, отбор сухой золы может производиться сегодня в объеме 270 тысяч тонн в год, что закрывает потребность в ЗШМ двух заводов ЗАО «Основа Холдинг», которые производят строительные материалы с использованием ЗШМ – газобетонные блоки торговой марки «Вармит» (120 тысяч кубометров в год) и известково-зольный кирпич «СибЭК» (79 млн штук условного кирпича в год).
   А в 2011 году инвестор планирует ввести в эксплуатацию и участок сухих строительных смесей с переработкой 30 тысяч тонн сухой золы в год.
Омская
область
   Ученые из СибАДИ при поддержке ТГК-11 уже подготовили омским строителям один нормативный документ (стандарт организации «Золошлаки омских ТЭЦ для дорожного строительства. Технические условия») и работают над вторым («Золошлаки омских ТЭЦ для вертикально-планировочных насыпей. Технические условия»). Эти стандарты отвечают требованиям всех действующих отраслевых нормативно-методических документов и дополняют их в части использования ЗШО омских ТЭЦ при строительстве земляного полотна автомобильных дорог, оснований дорожных одежд, при использовании в качестве компонента для асфальто-бетонных смесей, а также при выполнении вертикально-планировочных насыпей.
   В настоящее время ведется работа по утверждению первого из этих стандартов в Федеральном дорожном агентстве. 
   В 2010 году были реализованы два проекта, в котором ЗШМ использовались масштабно. Был отсыпан участок двухметровой насыпи длиной 600 метров под строительство коллектора осветленной воды на ТЭЦ-2, куда ушло 36 тысяч тонн золошлаков. Так же отработана и технология исправления рельефных неудобий на ТЭЦ-5 методом гидронамыва, где использовалось порядка 650 тыс. тонн золошлаков. В 2011 году энергетики планируют продолжать работы на ТЭЦ-5 и использовать для вертикальной планировки территории еще порядка 600 тыс. тонн ЗШМ.
Свердловская
 область
   15 сентября 2004 г. в г. Березовский состоялся пуск уникального производства ячеистых бетонов на оборудовании компании “WEHRHAHN” (Германия). Отличительной особенностью производства на данном заводе является то, что в качестве кремнеземистого компонента используется высокодисперсная зола-унос Рефтинской ГРЭС - продукт сжигания экибастусского угля.
   Ежегодно два завода перерабатывают сто тридцать тысяч тонн золы.
Сибирский
 Федеральный
Округ
   Между Межрегиональной Ассоциацией «Сибирское Соглашение» и Департаментом по науке и технологии Правительства Индии подписан Протокол намерений по утилизации и безопасному использованию летучей золы.
   На встрече Президента России и Премьер-министра Индии в Кремле подписан ряд двусторонних документов. Предполагается, что совокупный экономический эффект от переработки золошлаков и эффективного использования земельных угодий по Сибирскому федеральному округу составит 190 миллионов долларов.
 Автодорога
Алтай-Кузбасс
   На автомобильной дороге Алтай-Кузбасс на отсыпке слоев земляного полотна использовано 65 тыс. м3 золошлаковых материалов.
   Алтайавтодор в 1999-2002 гг. применял золы уноса Барнаульской ТЭЦ в конструктивных слоях дорожных одежд на автомобильных дорогах III - IV категорий.