Способ обработки золы перед удалением в золоотвалы

)5 Р 23 1 1/ БРЕТЕ ЬСТВ особ включает слеПредлагае дующие опера Золу, сод ОХ окиси кал и, является глей, сжига танциях), сммыи ии ж ьция эола ектро те овых одой мых выдержиней ают оды и золы в5 по несу.вают насосами ие в6-1 я соотнош пределах Смесь и лоотвал. золоотвал водоровод ед сб аничес подвергают золовчо сме ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИН АВТОРСКОМУ СВИ(71) Предприятие "Уралтехэнерго", Сибирский филиал Научно-исследовательского института гидротехникиим.Б,Е.Веденеева Уральский политехнический институт им,С.М.Кироваи Ростовское отделение Всесоюзногогосударственного научно-исследовательского и проектно-изыскательскогоинститута "Теплоэлектропроект"(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗОЛЫ ПЕРЕДУДАЛЕНИЕМ В ЗОЛООТВАЛЫ(57) Изобретение относитсяк попготовИзобретение относится к области подготовки к утилизации промышленных отходов, в частности золы, насыщенной гидравлически активными веществами, например высококальциевой золы-уноса от сжигания угля или сланцев.Цель изобретения - повышение экономичности обработки золы путем обеспечения подвижности водозоловой смеси без введения дополнительных реагентов и предотвращение загрязнения окружающей среды. ке к утилизации промышлснных отходовв частности эолы, насыщенной гидравлически активными веществами, например высококальциевой золы уноса отсжигания угля или сланцев. Цельюизобретения является повышение экономичности обработки золы путем обеспечения подвижности водозоловой смеси без введения дополнительных реагентов и предотвращение загрязненияокружающей среды. Способ обработкйзолы перед удалением в золоотвалывключает перемешивание золы с водой,выдерживая соотношение воды и золыв пределах 0,6-1,5, трансформирование смеси под давлением по трубопроводам до .золоотвала. Перед сбросом в золоотвал водозоловую смесьподвергают механической активациидо ее перехода в гелеобразное состояние. Функцию активатора выполняетцентробежный насос. 1 ил, 2 табл. ую, например, 20- (такой,в частнос- . канско-ачинскихкой активации в рецнркуляционной установке до перехода в стабильное гелеобразное состояние с полным физическим и химическим связыванием во 5 ды.На чертеже представлена схема рециркуляционной установки.Установка состоит из бака с водоэоловой смесью, центробежного 10 .насоса 2 с регулируемым числом оборотов и линией 3 рециркуляции.Установка работает следующим образом.Водоэоловая смесь при соотноше нии воды и золы в пределах 0,6-1,5 в количестве ЯП поступает в бак 1, Функцию активатора выполняет центробежный насос 2, производительность которого в 2-15 раз превосходит 20 транзитный расход Яс водозоловой смеси в магистральном трубопроводе подачи смеси на отвал. Расход смеси ЦС, подаваемой на отвал, равен расходу смеси н, поступающей на уста новку. Рециркуляцнонный расход смеси Оравен 1 - 14 Ос. Соотношение между рециркуляционным расходом смеси и расходом смеси, подаваемой наотвал, регулируется открытием армату ры на напорной и рециркуляционной линиях насоса, а также числом оборотов насоса в зависимости от химсостава золы и соотношения воды и золы в смеси. Требуемые параметры рециркуляционной установки (соотношение Ц ц и , число оборотов насоса) определяются в момент перехода смеси в гелеобразное состояние, характеризующееся известным скачком вяз кости и легко контролируемое по давлению на напорной линии насоса., и в дальнейшем корректируются иэ условия поддержания смеси в состоянии перехода в гель. 45Транспортабельность смеси характеризуется ее подвижностью, показателем которой является растекаемость по конусу АзНИИ. Водоэоловая смесь с соотношением воды н золы (в/з) 0,25 в процессе перемешивания в течение 3 мин,превращается в твердое образование. Смесь в в/э=0,3 имеет первоначальную растекаемость по конусу АэНИИ 6,5 см и нетранспортабель" на по трубопроводу. Смесь с в/э=0.4 имеет первоначальную растекаемость по конусу АэНИИ 17 см и через 15 мин теряет подвижность: растекаемостьее по конусу АзНИИ падает до 12,5 см и смесь. становится труднотранспортируемой.Смесь с соотношением в/з=0,5 имеет первоначальную растекаемость по конусу АзНИИ 20 см, которая в течение 2 ч изменяется до 14 см, т.е. смесь также нетранспортируема на дальнее расстояние.В отличие от указанных смесей смесь эолы березовского угля с водой при соотношении в/з=06 имеет первоначальную растекамость по конусу АзНИИ 21 см, а через 2,5 ч 20 см; смесь золы ирша-бородинского угля с водой при соотношении в/з=0,6 через 2. ч имеет растекамость по конусу АзНИИ на уровне первоначальной (23 см).При увеличении соотношения воды и золы текучесть смеси повышается.Механическая активация водозоловой смеси с соотношением в/з=0,6- 1,5 перед сбросом ее в эолоотвал позволяет вобрать всю воду затворения в структуру золового камня, образующегося в золоотвале, когда смесь затвердевает.В табл.1 приводятся результаты опытов по выделению воды из водозоловых смесей различной консистенции без активации и при механической активации.1Из табл.1 видно, что если без механической активации вода из водозоловой смеси начинает выщеляться при в/з=0,5, то.при механической активации отделение воды начинается за пределом в/з=1,5: при в/3=0,2- из смеси выделяется 6 Х воды, а при в/з=3,0 выделяется уже 20 Ж воды.Результаты опытов подтверждают оптимальность выбранного диапазона соотношения воды и золы в водозоловой смеси 0,6-1.5. Верхний предел обусловлен растекаемостью смеси: при в/з (0,6 текучесть смеси резко падает и смесь перестает быть транспортабельной. Нижний предел обусловлен показателем выделения воды из смеси, который при механической активации существенно улучшается: при в/з ( 1,5 вода из смеси не выделяется, смесь приобретает устойчивое гелеобразное состояниеТаким образом, водозоловую смесь с соотношением воды и эолы 0.6-1,5(ускоряется), о чем свидетельствуетповышение температуры смеси. Температура смеси с 22 С (исходная) повышается до 49, С.Более мелкие (дисперсные) частицы золы вбирают большое количествоводы, Смесь переходит в гель, несодержащий свободной воды. Со временем он набирает прочность, равную 2-4 МПа,Анализ рентгенограммы золового кам"ня показывает, что продукты гидратации смеси представлены следующимиФазами: гидросиликат кальция, эттрингит, гидрат трехкальциевого силиката,имеется также кварц, муллит, периклазгидрохлоралюминат. Тот факт, что золовый камень представлен теми же фазами, что и цементный камень, говорит о том, что исходные минералы прогидратировали, а золовый камень будетсохранять водонепроницаемость, подобно цементному камню. В случае,если зола не высококальциевая, неспособная к самостоятельному тверде-,нию, при механической активациипроявляется только диспергация золы,Диспергированная более мелкая золаможет вобрать введенную воду. Однако в золоотвале из густой не затвердевшей массы атмосферными осадкамивымываются химические компоненты изагрязняют, подземные воды и близлежащие водоемы.Таким образом, предпагаемый способобработки высококальциевой золы .пе-,ред сбросом ее в золоотвал обеспечивает транспортабельность золы потрубопроводам на большое расстояние(10-12 км) и ее складирование всостоянии, безопасном для окружающей среды, без дополнительных материальных и трудовых затрат. связанных с необходимостью вводить в водозоловую смесь разжижающие компоненты.Способ обеспечивает хранение золы 51629696можно транспортировать на значительное расстояние, а механическая активация этой смеси перед сросомее в эолоотвал обеспечивает полноевступление воды в Физико-химическое5взаимодействие с золой, вся водавходит в состав структуры золовогокамня.При соотношении в/з с 0.6 гидрата 1 Оция зоды и схватывание смеси начинается уже в трубе, что не позволяеттранспортировать золу на расстояниеболее 200-300 м.При использовании данного способаобработки золы ее можно транспортировать на расстояние до 10-12 км безприменения каких-либо разжижающих реагентов. При в/31,5 из смеси приукладке ее в золоотвал выделяется высокоминерализованная вода, загрязняющая землю и близлежащие водоемы.Для предотвращения этого требуется строительство водоудерхивающих дамб,противофильтрационных экранов, дренажных систем, систем перехвата ивозврата воды.После механической активации смесис в/з=0,6-1,5 находящаяся в ней водаполностью связывается с частицами 30золы, в результате образуется структурированная масса. Уложенная в отвал,эта масса твердеет в течение нескольких часов или суток без отделенияводы, превращаясь в монолитный камень с прочностью 1,0-4,0 МПа и35-7 -ВкоэФФициентом Фильтрации 10 -10 см/с.Диапазон в/з=0,6- 1,5 оптимален длявысококальциевой золы с содержанием вней 20-603 окиси кальция, какими являются золы канско-ачинских углей,сланцев и пр.В опытах по определению оптимального диапазона соотношения воды изолы в водозоловой смеси использовалась исходная зола, химический составкоторой приведен в табл.2.При перемешивании воды с золой при в/з=1,0 в течение 20-30 мин 50 общая минерализация воды в смеси составляет 2200-2500 мг/л, После механической обработки (вода отделялась перед эатвердеванием смеси) общая минерализация воды возрастает до 55 ,3500-4500 мг/л, в том числе: Б 10 с 16 до 120; 804 с 224 до 1440 мг/л.СаО до 5,86 г/л. В результате процесс гидратации золы усиливается 1 в золоотвалах. в виде золового камня, т.е. в состоянии, в котором зола пригодна для ее использования, например, в строительстве.Формула из о бр е тенияСпособ обработки золы перед удалением в золоотвалы, в частности золы, насыщенной гидравлически активными веществами, например высококальциевой золы-уноса от сжигания угля или слан1629696 Таблица 1 Выделение воды из смеси,% Соотношение воды и золыв смеси Вез акти- После мехавации ническойактивации Вода не выделяется Вода не вы- деляется 0,4 1,0 Нет 0,6 0,7 г,о 6,0 1,0 22,0 6.0 36,0 2,0 20,0 58 0 3,0 Таблица 2 Содержание окислов в пересчете на сухое вещество,% Потерипри прокали СаО(сво- бодный) вании е 29 11,2 19,37 31,63 5,61 2,98 5,2 3,09 цев, включающий перемещивание золы сводой и транспортирование водозоловойсмеси под давлением по трубопроводам до золоотвала, о т л и ч а ющ и й с я тем, что., с целью повышения экономичности обработки золыпутем обеспечения подвижности водозоловой смеси без введения дополни 1 тельных реагентов и предотвращениязагрязнения окружающей среды, водо"золовую смесь транспортируют при отношении воды к золе в пределах0,6-1,5 и перед сбросомв золоотвал подвергают ее механической активации до перехода смеси в гелеобразное состояние.1629696 Составитель Е.Меркачеваехред Л.Сердюкова Корректор Т.Палий тор О.йр Ред вец ственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 о каз 429 Тираж 346ИИПИ Государственного комитета по изо13035, Москва, Ж, Р Подписноеоткрытиям при Гб., д. 4/5 ретениям и КИТ ССушская на