建設における火力発電所からの灰とスラグ廃棄物の使用。 火力発電所の灰・スラグ廃棄物の利用 木灰製造装置

シベリア発電会社グループのメンバーであるクラスノヤルスク地方とハカス共和国のエネルギー企業が売却され、経済循環に導入された 662,023 数千トンの灰とスラグ廃棄物（ASW）。

SGK クラスノヤルスク支店では、年間を通じて、アンモニア廃棄物の経済収益への関与量が 2012 年の 637,848 千トンから 2013 年の 662,023 千トンへと 4% 増加しました。

灰とスラグ廃棄物（火力発電所での石炭燃焼の副産物）の経済的売上高の増加により、 負荷を減らすの上 環境会社が事業を展開している都市で。 昨年の灰とスラグ廃棄物の主な量（625.5千トン）が、ナザロボ州地区発電所の灰捨て場第2の埋め立てという大規模な環境プロジェクトの実施に向けられたことは注目に値します。 チュリム川流域にある160ヘクタールの廃棄物灰捨て場を埋め立てれば、これらの土地を経済利用に戻すことが可能になる。 たとえば、いくつかの後に次のように表示される場合があります。 緑地。

さらに、SGK のクラスノヤルスク支店は、灰とスラグ廃棄物を企業に販売し続けています。 建設業。 同社は 2007 年に初めて乾燥灰とスラグの販売を開始しました。 当時、販売された廃棄物はわずか7,000トンでした。 2013 年の灰およびスラグ廃棄物の販売量は 36,525 千トンでした。 したがって、灰およびスラグ廃棄物の平均年間販売量は、この市場での 6 年間の運営を通じて増加しました。 5回以上。 Tこの需要の増加は、建築業者がこの種の原材料を高く評価していることを示しています。 同時に、灰とスラグ廃棄物はクラスノヤルスク地方の企業だけでなく、ロシアの他の地域からも購入されています。

この方向での SGK の積極的な取り組みのおかげで、昨年販売され、経済収益に関与した灰廃棄物の量 (662,023 千トン) は、エネルギー企業によって生成された灰およびスラグ廃棄物の量より 34% 多いことが判明しました。ブランチ（495千トン）。

2014 年も、SGK クラスノヤルスク支店は、灰とスラグ廃棄物を経済循環に組み込む取り組みを継続し、それによってその蓄積を減らし、 負荷を軽減する環境について。 ナザロフスカヤ州地区発電所の第２灰捨て場の埋め立て作業は今後も続く。 さらに、同社は機会や 市場の拡大建設業界だけでなく他の業界のニーズにも応える乾燥灰とスラグのマーケティング。

火力発電所の灰・スラグ廃棄物の建設への利用

電力会社の活動中には、大量の灰やスラグ廃棄物が発生します。 沿海地方の灰捨て場への灰の年間供給量は250万トンから300万トン、ハバロフスク地方では最大100万トンである（図1）。 ハバロフスク市内だけでも、1,600万トン以上の灰が灰捨て場に保管されている。

灰およびスラグ廃棄物（ASW）は、さまざまなコンクリート、モルタル、セラミックス、断熱材および防水材の製造、および道路建設に使用でき、砂やセメントの代わりに使用できます。
CHPP-3 の電気集塵機からの乾燥飛灰はより広く使用されています。 しかし、そのような廃棄物の経済的目的での利用は、その毒性などの理由から依然として制限されている。 それらは蓄積します かなりの量危険な要素。
ゴミ捨て場は常に埃っぽく、移動性の要素が降水によって活発に洗い流され、空気、水、土壌を汚染します。
このような廃棄物の利用は最も差し迫った問題の 1 つです。 これは、灰から有害な成分と貴重な成分を除去または抽出し、残った灰塊を建設業や肥料生産に使用することによって可能になります。

灰・スラグ廃棄物の簡単な特徴

調査した火力発電所では、石炭の燃焼は 1100 ～ 1600℃の温度で発生します。
石炭の有機部分が燃焼すると、揮発性化合物が煙と蒸気の形で形成され、燃料の不燃性の鉱物部分が固体の局所残留物の形で放出され、粉塵のような塊（灰）が形成されます。塊状スラグも。
硬炭および褐炭の固形残留物の量は 15 ～ 40% の範囲です。

石炭は燃焼前に粉砕され、燃焼を促進するために、燃料油が少量の 0.1 ～ 2% 添加されることがよくあります。
粉砕燃料が燃焼すると、小さくて軽い灰粒子が排ガスによって運び去られ、これを飛灰と呼びます。 フライアッシュ粒子のサイズは 3 ～ 5 ～ 100 ～ 150 ミクロンの範囲です。 より大きな粒子の量は通常 10 ～ 15% を超えません。

飛灰は灰収集業者によって収集されます。
ハバロフスクの CHPP-1 とビロビジャン CHPP では、ベンチュリ管を備えたスクラバーを使用して灰の収集が湿式で行われ、ウラジオストクの CHPP-3 と CHPP-2 では、電気集塵機を使用して乾式で灰が収集されます。
より重い灰粒子はアンダーフローに沈降し、塊状スラグに融合します。塊状スラグは、サイズが 0.15 ～ 30 mm の範囲の灰粒子が凝集して融合したものになります。
スラグは粉砕され、水で除去されます。 飛灰と粉砕スラグは最初に別々に除去され、次に混合されて灰とスラグの混合物が形成されます。

灰とスラグに加えて、灰とスラグの混合物の組成には常に未燃燃料の粒子（過燃焼）が含まれており、その量は 10 ～ 25% です。 フライアッシュの量は、ボイラーの種類、燃料の種類、およびその燃焼モードに応じて、混合物の質量の 70 ～ 85%、スラグの量は 10 ～ 20% になります。
灰とスラグパルプはパイプラインを通じて灰捨て場に除去されます。
水力輸送中および灰およびスラグの集積場では、灰およびスラグは空気中の水および二酸化炭素と相互作用します。
続成作用と石化に似たプロセスがそれらで起こります。 これらはすぐに腐食し、風速 3 m/秒で乾燥すると粉塵が発生し始めます。
ZShO の色は濃い灰色で、異なる粒状のパフが交互に存在することと、アルミノケイ酸塩中空微小球からなる白い泡の堆積により、断面が層状になっています。
調査対象の火力発電所の灰の平均化学組成を以下の表 1 に示します。

表 1. 灰の主成分の平均含有量の制限

Ni、Co、V、Cr、Cu、Znの含有量は各元素の0.05％以下である。
ミクロスフェアは、その規則的な球形と低密度により、さまざまな製品において優れたフィラーとしての特性を備えています。 有望な方向性アルミノケイ酸塩微小球の工業的用途は、球状プラスチック、道路標識用熱可塑性プラスチック、注入液および掘削液、断熱放射線透過性および軽量建築用セラミックス、断熱不燃材料および耐熱コンクリートの製造です。

海外では、マイクロスフェアはさまざまな産業で広く使用されています。 我が国では中空微小球の使用は極めて限られており、灰と一緒に灰捨て場に処分されている。
火力発電所にとって、マイクロスフェアはリサイクル給水管を詰まらせる「有害物質」だ。 このため、3〜4年でパイプを完全に交換するか、複雑で高価な清掃作業を実行する必要があります。

アルミナの質量の６０〜７０％を構成するアルミノケイ酸塩組成物の不活性質量は、上記の濃縮物および有用な成分および重質画分をすべて灰から除去（抽出）した後に得られる。 組成的には灰の一般的な組成に近いですが、含まれる鉄分は一桁少なく、有害な鉄分や有毒な鉄分も含まれます。
その組成は主にアルミノケイ酸塩です。 灰とは異なり、重質留分を抽出する際の粉砕前のため、より細かく均一な粒度組成を持ちます。
環境と 物理的及び化学的性質建材、建設、肥料の生産に広く使用でき、石灰粉（寛解剤）の代替品です。

火力発電所で燃焼される石炭は天然の吸着剤であり、次のような多くの貴重な元素の不純物が含まれています（表 2）。 レアアースそして貴金属。 燃やすと、灰中のそれらの含有量は 5 ～ 6 倍に増加し、産業上興味深いものになる可能性があります。
高度な濃縮プラントを使用して重力によって抽出される重質留分には、貴金属を含む重金属が含まれています。 仕上げにより、貴金属と、それらが蓄積するにつれて他の貴重な成分（銅、希少成分など）が重質留分から抽出されます。
研究された個々の灰捨て場からの金の収量は、灰 1 トンあたり 200 ～ 600 mg です。
金は薄いため、従来の方法では回収できません。 それを抽出するための技術がノウハウです。

廃棄物のリサイクルには多くの人が関わっています。 灰の処理と使用に関する 300 以上の技術が知られていますが、それらは主に建設および建材の生産における灰の使用に特化しており、有毒成分と有害成分、および有用で価値のある成分の抽出に影響を与えません。

当社は、ASW の処理とその完全な処分のための基本的なスキームを開発し、実験室および準工業条件でテストしました。
10万トンのASWを処理すると、次のことが得られます。
- 二次石炭 - 10〜12,000トン。
- 鉄鉱石精鉱 - 1.5〜2,000トン。
- ゴールド – 20-60 kg;
- 建築材料（不活性物質） - 60〜80,000トン。

ウラジオストクとノボシビルスクでは、ASW を処理するための同様の技術が開発され、予想されるコストが計算され、必要な設備が提供されています。
有用成分を抽出し、灰・スラグ廃棄物を完全リサイクル 有用な特性建築資材の生産により占有スペースが解放され、環境への悪影響が軽減されます。 利益は望ましいものですが、決定的な要素ではありません。
製品を得るために技術原料を処理し、同時に廃棄物を中和するコストは製品のコストよりも高くなる可能性がありますが、この場合の損失は削減コストを超えるべきではありません。 マイナスの影響環境への無駄。 また、エネルギー企業にとって、灰とスラグ廃棄物のリサイクルは、主要生産の技術コストの削減を意味します。

文学

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V.V. サロマトフ、技術科学博士 熱物理学研究所 SB RAS、ノボシビルスク

クズネツク石炭を使用する火力発電所からの灰とスラグ廃棄物とその大規模リサイクルの方法

処理範囲 固形廃棄物今日の石炭火力発電所の発電量は非常に低いため、灰捨て場に大量の灰とスラグが蓄積し、循環からかなりの地域を撤退する必要があります。

一方、クズネツク石炭（KU）の灰やスラグには、他の産業の原料となるAl、Fe、レアメタルなどの貴重な成分が含まれています。 しかし、これらの石炭を燃焼する従来の方法では、ムライトの形成により研磨性が高く、多くの試薬に対して化学的に不活性であるため、石炭灰とスラグを大規模に使用することはできません。 このような鉱物組成の灰やスラグを建築材料の製造に使用しようとすると、激しい磨耗が発生します。 技術設備そして、灰成分と試薬の間の相互作用の物理的および化学的プロセスの減速による生産性の低下です。

クズネツク石炭灰の燃焼温度条件を変えることにより、その灰のムライテーションを回避することが可能である。 したがって、石炭を 800 ～ 900 ℃で燃焼させるために流動床を使用すると、得られる研磨灰の量が少なくなり、その主な鉱物相はメタカオリナイト、αAl2O3 になります。 石英、ガラス相。

HRSGの低温燃焼における火力発電所の灰・スラグ廃棄物の利用

電力 1295/1540 MW、火力 3500 Gcal/h の最も典型的な火力発電所からの灰とスラグ廃棄物の量は、年間約 160 ～ 170 万トンです。

クズネツク石炭灰の化学組成:

SiO2 = 59%; Al2O3 = 22%; Fe2O3 = 8%; CaO = 2.5%; MgO = 0.8%; K2O = 1.4%; Na2O = 1.0%; TiO2 = 0.8%; CaSO4 = 3.5%; C = 1.0%。

クズネツク石炭灰の使用は、カザフ工科大学の技術を使用して硫酸アルミニウムとアルミナを製造する場合に最も効果的です。 HRSG 灰の材料組成とその量に基づいたリサイクル スキームを図 1 に示します。

ロシアでは特殊な種類のアルミナが 6 種類だけ生産されていますが、ドイツだけでも約 80 種類あります。その用途の範囲は、防衛産業から化学、タイヤ、軽工業、その他の産業用の触媒の製造まで、非常に幅広いです。 我が国におけるアルミナの需要は自国の資源では賄えず、ボーキサイト（アルミナ製造の原料）の一部はジャマイカ、ギニア、ユーゴスラビア、ハンガリーなどから輸入されています。

クズネツク石炭灰の使用は、廃棄物および廃棄物を処理する手段である硫酸アルミニウムの欠乏に関する状況をいくらか改善するであろう。 水を飲んでいる、紙パルプ、木工、軽工業、化学などの産業分野でも大量に使用されています。 硫酸アルミニウム欠乏はこの地域のみ 西シベリア 77...78千トンです。

さらに、硫酸処理後に得られるアルミナの分散組成物を得ることができます。 異なる種類特殊アルミナは24万トン生産すれば需要はある程度満たされる。

硫酸アルミニウムとアルミナの製造から生じる廃棄物は、液体ガラス、白色セメント、採掘された採掘エリアを埋め戻すためのバインダー、容器、窓ガラスの製造のための原料成分です。

これらの材料の必要性は高まっており、現在その需要が生産量を大幅に上回っています。 これらの生産に関するおおよその技術的および経済的指標を表 1 に示します。

表 1. クズネツク石炭灰の処理に関する主な技術的および経済的指標

名前 プロダクション	力、 千トン	価格 米ドル/トン	自己、 米ドル/トン	キャップ。 添付ファイル、 万ドル	エク 効果、 万ドル	学期 私たちは返済します 年
特殊タイプの製作 アルミナ	240	33	16	20	4	5
硫酸塩の生成 アルミニウム	50	12	7	1	0,25	4
生産 合金鉄	100	27	16	5	1	5
液体の製造 ガラス	500	11	8	6	2	3
ホワイトプロダクション セメント	1000	5	4	3	0.65	4,6
バインダーの製造 材料	600	3	2	3	0,6	5
ガラスの製造	300	18	15	5	1	5
合計				42	9	4,7

さらに、HRH 灰から希少金属や微量金属、主にガリウム、ゲルマニウム、バナジウム、スカンジウムを生産することをお勧めします。

火力発電所はスケジュールに従って年間を通じて変動負荷で運転されるため、灰の生産量は不均一です。 灰処理プラントはリズミカルに稼働する必要があります。 乾燥灰の保管には特定の困難が伴います。 この点に関して、次のように提案されています。 冬時間灰の一部は、Uralmash が製造するペレタイザーを使用して造粒するために送られます。 ペレット化、乾燥した顆粒はボイラー炉で焼成され、空気輸送により乾燥倉庫に一時保管されます。 灰粒は、後に建設業界の原料ベースとして使用したり、道路建設に使用したりできます。

開放型の乾燥倉庫で顆粒を保管する場合、特別な保護措置は必要なく、粉塵の危険もありません。 このような灰捨て場の容量は約350〜450千トン、面積は約300〜300平方メートルです。 したがって、CHP サイトのすぐ近くに位置する可能性があります。

最良の利用指標は、ロシアがまだ製造していない循環流動床（CFB）を備えたボイラーユニットでHRSGを燃焼させた後に得られる灰とスラグ廃棄物である。 CFB を備えたボイラーは、窒素酸化物と硫黄酸化物の排出を大幅に削減するだけでなく、灰とスラグ廃棄物も生成します。これらは、アルミナや建築材料を生産するために産業でうまく使用できます。 これにより、灰の保管に必要な面積を大幅に削減することで発電所のコストを削減し、環境汚染を軽減することが可能になります。 CFBボイラーを備えた火力発電所での粉塵の減少は、第一に灰捨て場の面積が減少すること、第二にCFBでクズネツク石炭を燃焼させて得られた灰には石膏と石膏が含まれているという事実によって起こります。収斂性があります。 このような灰はある程度濡らすと固まり、たとえ灰捨て場が乾いても粉塵が発生しなくなります。

灰は空気輸送によって産業プラントに輸送されるため、水の使用量も若干削減されます。 また、 廃水従来の微粉炭ボイラーを備えた火力発電所の灰捨て場には、重金属の塩やその他の有害物質が含まれています。

硫酸アルミニウム、アルミナの製造

低温燃焼灰から硫酸アルミニウムとアルミナを製造する技術を図2に示します。

このテクノロジーを実装するための最適な条件は次のとおりです。

• 燃えている石炭 （ 温度体制 800...900℃);
• 研削（研削粗さ – 0.4 mm（90％以上））;
• 硫酸開口部（温度 95 ～ 105 ℃、持続時間 1.5 ～ 2 時間、硫酸濃度 16 ～ 20%）。
• 液相と固相の分離（フィルター布製品 L-136、真空度 400 ～ 450 mm Hg、ヌッチュフィルター 0.37 ～ 0.42 m3/m2?h）。
• 2段階の汚泥洗浄。
• 加水分解（温度230℃、時間2時間）。
• 熱分解（温度 760 ～ 800 ℃）。

得られた製品である硫酸アルミニウム（年間5万トン）は、造粒されビニール袋に包装された後、消費者に送られます。 完了した技術的および経済的評価は、低温燃焼灰に基づいて硫酸アルミニウムを製造する実現可能性を示しています。

灰から得られる硫酸アルミニウムは、産業排水処理に優れた凝集剤です。

硫酸処理後のシシュトフは、酸化鉄の含有量が低い（0.5 ～ 0.7% 未満）ため、白色セメントの製造における砂の代替品であり、その中には 4 ～ 6% の石膏が存在します。セメント生産プロセスの強化が可能になります。

合金鉄および建材の製造

石炭の鉱物部分をベースにした合金鉄の製造は徹底的に開発されました。 灰とスラグ廃棄物からフェロシリコアルミニウムとフェロシリコンを製造する工業技術が試験されている。これらはクズネツク石炭灰とその組成が類似しており、磁気分離法で分離できる磁性成分である。 得られた合金は、国内の冶金工場で鋼と鉄鋼の脱酸のために工業規模でテストされました。 肯定的な結果.

syshtof に基づいて建築資材を入手するには、これらの業界の既存のテクノロジーを変更する必要はありません。 シシュトフは原料成分として使用され、石英や建材の製造に使用される他のシリコン含有製品に代わるものです。 さらに、シストフ含有量が 75 ～ 85% である酸化ケイ素は、主に化学活性の高い非晶質シリカの形で存在し、セメントおよびセメントの性能と品質の向上を予測することができます。バインダー。 シシトフに含まれる鉄およびその他の着色化合物の量が最小限であれば、それをベースにした白色セメントを得ることが可能になり、その需要は非常に大きい。

セメント、結合剤、液体ガラスを製造する技術も産業界で開発されています。

結論

ロシアにとって新しい循環流動床技術を使用して発電用蒸気発生器でクズネツク石炭を燃焼させることによって生成される灰とスラグ廃棄物は、大規模なリサイクルの需要がある。 業界ですでに習得されている技術、非常に希少な合金鉄、硫酸アルミニウム、特殊な種類のアルミナ、液体ガラス、白セメント、結合材を使用して、それらから製造するのは経済的に効率的です。

参考文献 V.V. サロマトフ 熱・環境技術 原子力発電所: モノグラフ / V.V. サロマトフ。 – ノボシビルスク: NSTU 出版社、 – 2006. – 853 p.

74rif.ru/zolo-kuznezk.html、energyland.info/117948

よくあることですが、灰を使用して建築資材を製造するというアイデアを思いついたのは私たちではありませんでしたが、実用的な西洋の灰とスラグ材料は、建設、住宅、公共サービスで長い間広く使用されてきました。 主な値灰から建材を製造する新しい方法 - 自然保護。

環境活動家とグリーンピースよ、喜べ：危険 環境災害灰捨て場の浸食や灰による環境汚染の危険性が最小限に抑えられます。 結局のところ、灰保管施設の維持には多額の費用が費やされるため、大幅なコスト削減が可能になります。 灰リサイクルの残りの利点は、このリサイクル可能な材料を使用することによる経済的利点にあります。

灰から作られたレンガは、住宅の建物、工業用の建物、またはフェンスの建設に適しています。 クラッディングとしても使用できます。 このようなレンガを作るためのレシピは非常に簡単です：5％の水、10％の石灰、残りは灰（塩とコショウで味を調えてください）です。

たとえばオムスク工場（SibEK LLC - シベリアン・エフェクティブ・レンガ）で生産されるこのようなレンガの現在の価格は 5 ～ 6 ルーブルであり、この「製品」は非常に競争力のあるものとなっています。

レンガテストはその高品質を証明し、 十分な機会アプリケーションで。 強度、吸水性、耐凍害性は砂石灰レンガに劣りません。 熱伝導率は木材に近い値です。 そして、外観はそのほぼ完璧な形状に満足しています-そのようなレンガのサイズ公差は0.5ミリメートル以下であり、考えてみると、これは再び節約になります-今回はグラウトモルタルの量が節約されます。 さらに、灰レンガはより軽く、敷くのがより便利で、完全に水平にすることができます。 改善のために 外観レンガの場合は、その組成に染料を追加できます。

人生はあなたに新しいアイデアや解決策を探すよう促します。 レンガやその他の建築材料の原料として灰を使用することは、まさに成功した、非常にタイムリーな発見です。 この場合の「一石二鳥」の数は、悪名高い2件よりもはるかに多い。 そして、貴重なものはすべて私たちの足元にあるという格言が再び裏付けられます。

燃料の燃焼中に、飛灰と呼ばれる廃棄物が生成されます。 火室の隣に設置 特別な装置これらの粒子を捕捉します。 これらは、サイズが 0.3 mm 未満の成分を含む分散材料です。

フライアッシュとは何ですか?

フライアッシュは微細に分散した物質です。 サイズが小さい粒子。 燃えると形成される 固形燃料高温（+800度）条件下。 最大 6% の未燃物質と鉄が含まれています。

フライアッシュは、燃料に含まれる鉱物不純物が燃焼すると形成されます。 その含有量は物質ごとに異なります。 たとえば、薪では飛灰含有量はわずか 0.5 ～ 2%、燃料用泥炭では 2 ～ 30%、褐炭および硬炭では 1 ～ 45% です。

レシート

フライアッシュは燃料の燃焼中に生成されます。 ボイラーで得られる物質の特性は、実験室で作成されたものとは異なります。 これらの違いは、物理化学的特性と組成に影響を与えます。 特に、炉内での燃焼中に、燃料の鉱物物質が溶け、未燃焼の複合材料の成分が出現します。 このプロセスは機械的アンダーバーニングと呼ばれ、火室内の温度が 800 度以上に上昇します。

飛灰を捕集するには、機械式と電気式の 2 種類の特別な装置が必要です。 GZUを操作する際に消費されるのは、 たくさんの水（灰およびスラグ１トン当たり水１０〜５０ｍ ３ ）。 これは重大な欠点です。 この状況から抜け出すには、次を使用します。 リバーシブルシステム: 水は灰粒子を取り除いた後、主機構に再び入ります。

主な特徴

• 作業性。 粒子が小さいほど、フライアッシュの影響は大きくなります。 灰を添加すると、コンクリート混合物の均質性と密度が向上し、打設性が向上し、作業性はそのままに混合水の使用量も削減されます。
• 暑い季節に特に重要な水分補給の熱さを軽減します。 溶液中の灰分は水和熱の減少に比例します。
• 毛細管吸収。 セメントに 10% のフライアッシュを添加すると、水の毛細管吸収が 10 ～ 20% 増加します。 これにより、耐霜性が低下します。 この欠点を解消するには、特別な添加剤によって空気の混入をわずかに増やす必要があります。
• 攻撃的な水中での耐性。 20% の灰からなるセメントは、攻撃的な水への浸漬に対してより耐性があります。

フライアッシュ使用の長所と短所

フライアッシュを混合物に添加すると、次のような多くの利点が得られます。

• クリンカーの消費量が削減されます。
• 研削性が向上します。
• 強度が増加します。
• 作業性が向上し、型枠の取り外しが容易になります。
• 収縮が軽減されます。
• 水分補給時の発熱を軽減します。
• クラックが発生するまでの時間が長くなります。
• 水に対する耐性が向上します（クリーンおよび攻撃性の両方）。
• 溶液の質量が減少します。
• 耐火性が高まります。

利点とともに、いくつかの欠点もあります。

• からの灰を追加する 高いコンテンツアンダーバーニングによりセメント溶液の色が変わります。
• 低温時の初期強度が低下します。
• 耐霜性が低下します。
• 制御する必要がある混合成分の数が増加します。

飛灰の種類

飛灰を分類するにはいくつかの分類があります。

燃焼する燃料の種類に応じて、灰は次のようになります。

• 無煙炭。
• 石炭紀。
• 亜炭。

組成によれば、灰は次のとおりです。

• 酸性（酸化カルシウム含有量が最大10％）。
• 基本 (含有量 10% 以上)。

品質とさらなる用途に応じて、灰はIからIVまでの4種類に区別されます。 さらに、後者のタイプの灰は、困難な条件で使用されるコンクリート構造物に使用されます。

フライアッシュ処理

工業目的では、未処理のフライアッシュが (粉砕やふるい分けなどを行わずに) 最もよく使用されます。

燃料が燃焼すると灰が生成されます。 軽くて小さな粒子は、排ガスの動きによって炉から運び出され、灰収集器の特別なフィルターによって捕集されます。 これらの粒子は飛灰です。 残りの部分は乾燥選択灰と呼ばれます。

これらのフラクション間の比率は燃料の種類によって異なります。 デザインの特徴ファイアボックス自体:

• 固体を除去すると、10 ～ 20% の灰がスラグ内に残ります。
• 液状スラグ除去あり - 20-40%;
• サイクロン式炉では最大 90%。

処理中に、スラグ、すす、灰の粒子が空気中に混入する可能性があります。

ドライフライアッシュは、フィルター内で生成される電場の影響下で常に画分に分類されます。 したがって、使用に最適です。

焼成中の物質の損失を減らす（最大 5%）ために、飛灰を均質化し、画分に分別する必要があります。 低反応性石炭の燃焼後に生成される灰には、可燃性混合物の最大 25% が含まれます。 そこでさらに濃縮してエネルギー燃料として利用します。

フライアッシュはどこで使用されますか?

灰は広く使われています さまざまな分野人生。 これは建設、農業、工業、衛生などです。

生産中 個々の種フライアッシュはコンクリートに使われます。 アプリケーションはその種類によって異なります。 粒状の灰は、駐車場、固形廃棄物保管場所、自転車道、堤防などの道路建設の基礎として使用されます。

ドライフライアッシュは、独立した結合剤および急速に硬化する物質として土壌を強化するために使用されます。 ダムやダムなどの建設にも使用できます。

生産には、灰がセメント代替品として使用されます（最大 25%）。 灰は充填材（細かいものと粗いもの）として、壁の建設に使用されるスラグコンクリートやブロックの製造プロセスに含まれます。

発泡コンクリートの製造に広く使用されています。 発泡コンクリート混合物に灰を添加すると、その凝集安定性が高まります。

農業の灰はカリ肥料として利用されます。 それらには、水に容易に溶け、植物が利用できるカリの形でカリウムが含まれています。 さらに、灰には他にも豊富な成分が含まれています 有用物質: リン、マグネシウム、硫黄、カルシウム、マンガン、ホウ素、微量および多量元素。 炭酸カルシウムの存在により、土壌の酸性度を下げるために灰を使用することが可能になります。 灰は、耕した後に庭のさまざまな作物に適用したり、樹木や低木の幹の輪を肥料にしたり、牧草地や牧草地を追加したりすることができます。 灰を他の有機肥料または鉱物肥料（特にリン）と同時に使用することはお勧めできません。

灰は水のない環境での衛生管理に使用されます。 pHレベルを上昇させ、微生物を殺します。 トイレや下水汚泥が溜まる場所などで使用されています。

以上のことから、フライアッシュのような物質が広く使用されていると結論付けることができます。 価格は500ルーブルからさまざまです。 トン当たり（大規模卸売の場合）最大850ルーブル。 遠方地域からセルフピックアップを利用する場合、料金が大きく異なる場合があるので注意が必要です。

GOST規格

飛灰の生産と処理を管理する文書が作成され、施行されています。

• GOST 25818-91「コンクリート用フライアッシュ」。
• GOST 25592-91「コンクリート用TPP灰およびスラグ混合物」。

生成された灰とそれを使用する混合物の品質を管理するために、他の追加の基準が使用されます。 同時に、サンプリングとあらゆる種類の測定もGOSTの要件に従って実行されます。

最も普遍的かつ古代の肥料の 1 つが木灰であることは誰もが知っています。 土壌を肥沃にしてアルカリ化するだけでなく、生命にとって好ましい条件を作り出します。 土壌微生物特に窒素固定細菌。 植物の生命力も高めます。 塩素をほとんど含まないため、工業用カリ肥料よりも収穫と品質に良い影響を与えます。

Technoservice 社は、樹皮や木材廃棄物の徹底的なリサイクルの生産を組織することができ、その結果、長期作用を備えた環境に優しい複合肥料である粒状木灰 (GWA) を入手しました。

DZG の主な利点:

• この製品の魅力的な機能は、新しい粒状フォーマットです。 顆粒のサイズは 2 ～ 4 mm で、包装や輸送に便利で、コンテナや袋に入れてあらゆる種類の輸送で簡単に輸送でき、あらゆる種類の設備で土壌に散布するのに便利です。 詳細なフォーマットは、より多くのことに貢献します。 有利な条件人事労務。
• 粉砕灰の取り扱いと適用は非常に複雑なプロセスです。 農業用肥料を散布する際の粉塵を軽減するには、粒状の灰を使用すると効果的です。 造粒により、灰を加えるプロセスが容易になり、灰が土壌に溶解するプロセスも遅くなります。 遅い溶解性は、耕作地が酸性度や栄養条件の変化に伴うショックを受けにくいため、利点があります。
• 土壌の酸性化に対抗する最も効果的な方法は、粒状の木灰を添加することです。 さらに、土壌構造が復元され、緩みます。
• 粒状の木灰には、植物に必要な窒素以外のすべての成分が含まれています。 DZGには塩素が実質的に含まれていないため、この化学元素に対して否定的に反応する植物に使用するのが適しています。
• 粒状の木灰は、自然な湿度と空気換気を備えたミネラル肥料を保管するための標準的な乾燥倉庫に無期限に保管および保管されます。

土地への投資

Technoservice の灰肥料はあなたの土地への最良の投資です。 粒状木灰は、責任ある農家にとって効果的で環境に優しく、収入を生み出す要素です。

DZG を導入することで、土地の価値が高まり、将来の世代のためにその保全が保証されます。 こうすることで、長期的な投資として土壌から利益を得ることができます。 オブジェクトの選択が成功すれば、採算のとれない土地であっても、完全に作物で覆われた農地の一部に変わります。 自然なプロポーション 栄養素、長時間の曝露、遅い溶解性、均一な分布により、DZG Tekhnoservice LLC は両方にとって優れたソリューションとなります。 農業、そして環境の観点からも！

DZG - 生産性を向上させます!

現地調査では、開発されたデータに従って、 レニングラード地域 2008年から2011年に実施されたプログラム。 約5年前に農業用途から外された酸性ソディポゾリック土壌では、次の結論が導き出されました。

• ボイラーハウスから出る木灰は、肥沃度の向上と除去に適しています。 酸味の増加泥質ポドゾリック土壌。
• わずか 1 つの対策、すなわちボイラーハウスからの木灰による弱酸性のソディポゾル土壌の石灰処理によって、3 年間の輪作で合計 25 ～ 64% の作物収量の増加が得られました。
• 鉱物肥料と有機肥料を組み合わせた複雑な土壌栽培により、大幅に高い収量を達成できます。
• 酸性ソディポゾリック土壌の定期的および保守的な石灰石灰を行う場合は、化学的改善剤としてボイラーハウスからの木灰を使用することをお勧めします。

全ロシア農業化学科学研究所D.N. プリャニシニコフによれば、DZGは、開放地や保護地における酸性および弱酸性土壌の農作物や観賞用植栽への主な用途に、改善特性を備えたミネラル肥料として使用できます。

農業生産におけるおおよその基準と適用時期:

• すべての作物 - 1.0～2.0 t/ha の割合で本施用または播種前施用。
• すべての作物 - 主な施用量（土壌酸性度を下げる改善剤として）は 7.0 ～ 15.0 t/ha の割合で、5 年に 1 回の頻度で施用されます。

民間農場での農薬散布のおおよその用量、タイミング、方法:

• 野菜、花、観賞用、果物、ベリー作物 - 秋または春の土壌栽培中、または播種（植え付け）中に100〜200 g / m2の割合で施用します。
• 野菜、花、観賞用、果物、ベリー作物 - 秋または春の土壌栽培中に（土壌の酸性度を下げる改善剤として）0.7〜1.5kg/m2の割合で5年に1回の頻度で施用されます。

G.ハバロフスク



電力業界企業の活動の中で、多くの 灰廃棄物。 沿海地方の灰捨て場への灰の年間供給量は250万トンから300万トン、ハバロフスク地方では最大100万トンである（図1）。 ハバロフスク市内だけでも、1,600万トン以上の灰が灰捨て場に保管されている。

灰およびスラグ廃棄物 (ASW) は、さまざまなコンクリートやモルタルの製造に使用できます。 セラミック、断熱材および防水材、道路建設など、砂やセメントの代わりに使用できます。 CHPP-3 の電気集塵機からの乾燥飛灰はより広く使用されています。 しかし、そのような廃棄物の経済的目的での利用は、その毒性などの理由から依然として制限されている。 それらは大量の有害元素を蓄積します。 ゴミ捨て場は常に埃っぽく、移動性の要素が降水によって活発に洗い流され、空気、水、土壌を汚染します。 このような廃棄物の利用は最も差し迫った問題の 1 つです。 これは、灰から有害な成分と貴重な成分を除去または抽出し、残った灰塊を建設業や肥料生産に使用することによって可能になります。

灰・スラグ廃棄物の簡単な特徴

調査された火力発電所では、石炭の燃焼は 1100 ～ 1600 ℃の温度で行われます。石炭の有機部分が燃焼すると、揮発性化合物が煙と蒸気の形で形成され、石炭の不燃性の鉱物部分が生成されます。燃料は固体の局所残留物の形で放出され、粉塵のような塊（灰）や塊状のスラグを形成します。 硬炭および褐炭の固形残留物の量は 15 ～ 40% の範囲です。 石炭は燃焼前に粉砕され、燃焼を良くするために少量 (0.1 ～ 2%) の燃料油が石炭に添加されることがよくあります。
粉砕燃料が燃焼すると、小さくて軽い灰粒子が排ガスによって運び去られ、これを飛灰と呼びます。 フライアッシュ粒子のサイズは 3 ～ 5 ～ 100 ～ 150 ミクロンの範囲です。 より大きな粒子の量は通常 10 ～ 15% を超えません。 飛灰は灰収集業者によって収集されます。 ハバロフスクの CHPP-1 とビロビジャン CHPP では、ベンチュリ管を備えたスクラバーを使用して湿式で灰が収集され、ウラジオストクの CHPP-3 と CHPP-2 では、電気集塵機を使用して乾式で灰が収集されます。
より重い灰粒子はアンダーフローに沈降し、塊状スラグに融合します。塊状スラグは、サイズが 0.15 ～ 30 mm の範囲の灰粒子が凝集して融合したものになります。 スラグは粉砕され、水で除去されます。 飛灰と粉砕スラグは最初に別々に除去され、次に混合されて灰とスラグの混合物が形成されます。
灰とスラグに加えて、灰とスラグの混合物の組成には常に未燃燃料の粒子（過燃焼）が含まれており、その量は 10 ～ 25% です。 フライアッシュの量は、ボイラーの種類、燃料の種類、およびその燃焼モードに応じて、混合物の質量の 70 ～ 85%、スラグの量は 10 ～ 20% になります。 灰とスラグパルプはパイプラインを通じて灰捨て場に除去されます。
水力輸送中および灰およびスラグの集積場では、灰およびスラグは空気中の水および二酸化炭素と相互作用します。 続成作用と石化に似たプロセスがそれらで起こります。 これらはすぐに腐食し、風速 3 m/秒で乾燥すると粉塵が発生し始めます。 ZShO の色は濃い灰色で、異なる粒状のパフが交互に存在することと、アルミノケイ酸塩中空微小球からなる白い泡の堆積により、断面が層状になっています。
調査対象の火力発電所の灰の平均化学組成を以下の表 1 に示します。

表1

ASH の主成分の平均含有量の制限

成分			成分
SiO2	51- 60	54,5		3,0 – 7,3
TiO2	0,5 – 0,9	0,75	Na2O	0,2 – 0,6	0,34
Al2O3	16-22	19,4	K2O	0,7 – 2,2	1,56
Fe2O3	5 -8		SO3	0,09 – 0,2	0,14
	0,1 – 0,3	0,14	P2O5	0,1-0,4	0,24

火力発電所から出る灰を使用 石炭、褐炭を使用した火力発電所の灰と比較すると、 コンテンツの増加 SO3 および pp.p.p.、還元 - シリコン、チタン、鉄、マグネシウム、ナトリウムの酸化物。 スラグ – シリコン、鉄、マグネシウム、ナトリウムの酸化物を多く含み、硫黄、リン、pp.p.の酸化物を含みません。 一般に、灰は珪質が多く、アルミン酸塩の含有量がかなり高くなります。
一般試料および集団試料の分光半定量分析による遺骨中の不純物元素の含有量を表2に示します。参考書によると工業的価値は金、白金となっています。 最大値 YbとLiはこれに近いです。 有害および有毒元素の含有量が以下を超えないこと 許容可能な値ただし、Mn、Ni、V、Cr の最大含有量は毒性の「閾値」に近いです。

表2

要素	CHPP-1		CHPP-3			CHPP-1			CHPP-3
	平均	最大。	平均			平均	最大。		平均
ニ	40-80			60-80	バ	1000	2000-3000		800-1000
コ		60- 1 00			なれ
ティ	3000	6000	3000	6000	Y	10-80
V	60-100				イブ
Cr		300- 2000	40-80	100-600	ラ
モー					シニア		600-800				300-1000
W					セ
注意					Sc
ジル	100-300	400-600		600-800	李
銅	30-80			80-100	B
鉛	10-30	60-100	30-60		K	8000		10000-30000		6000-8000		10000
亜鉛		80-200		1 00
SN		3-40			アウ	0,07	0,5-25,0		0,07		0,5-6,0
ガ	10-20				ポイント mg/t	10-50	300-500

ASH の組成には、結晶成分、ガラス成分、有機成分が含まれます。

結晶質は、燃料の鉱物物質の一次鉱物と、燃焼プロセス中および灰捨て場での水和および風化中に得られる新しい形成物の両方によって表されます。 合計で最大 150 種類の鉱物が遺灰の結晶成分に含まれています。 主な鉱物はメタケイ酸塩およびオルトケイ酸塩、アルミン酸塩、フェライト、アルミノフェライト、スピネル、樹枝状粘土鉱物、酸化物：石英、トリディマイト、クリストバライト、コランダム、-アルミナ、カルシウムの酸化物、マグネシウムなどです。 錫石、鉄マンガン石、スタニンなどの鉱石鉱物がよく注目されますが、量は少量です。 硫化物 - 黄鉄鉱、磁硫鉄鉱、亜砒鉄鉱など。 硫酸塩、塩化物、ごくまれにフッ化物。 水素化学プロセスと風化の結果、方解石、ポルトランダイト、水酸化鉄、ゼオライトなどの二次鉱物が灰捨て場に現れます。 非常に興味深いのは、鉛、銀、金、プラチナ、アルミニウム、銅、水銀、鉄、ニッケル鉄、クロムフェライド、亜銅金、銅、ニッケル、クロムとシリコンのさまざまな合金など、天然元素および金属間化合物です。その他。

にもかかわらず、液滴状の水銀を発見 高温石炭の燃焼は、特に濃縮製品の重質留分で、かなり一般的に発生します。 これはおそらく、特別な精製を行わずに ASW を肥料として使用する場合の土壌の水銀汚染を説明します。

燃焼中の不完全な変化の生成物であるガラス状物質は、灰の大部分を占めます。 それは、金属光沢のあるさまざまな色の主に黒色のガラス、さまざまな球形のガラス質、真珠層の微小球（ボール）およびそれらの集合体によって表されます。 それらは灰のスラグ成分の大部分を占めます。 組成的には、アルミニウム、カリウム、ナトリウム、そして程度は低いですがカルシウムの酸化物です。 これらには、粘土鉱物の熱処理による製品も含まれます。 多くの場合、微小球は内部が空洞であり、灰捨て場や沈殿池の表面に泡状の形成を形成します。

有機物は未燃焼の燃料粒子 (アンダーバーン) で表されます。 Firebox で変換されました 有機物元のものとは大きく異なり、吸湿性と揮発性放出が非常に低いコークスおよびセミコークスの形をしています。 研究された灰中の燃焼不足の量は 10 ～ 15% でした。

AShO の貴重で有用なコンポーネント

アルミノケイ酸塩の成分の中で、灰中で実際に興味深いものは、鉄含有磁性精鉱、二次石炭、アルミノケイ酸塩中空微小球、およびアルミノケイ酸塩組成物の不活性塊、貴金属、希少元素および微量元素の混合物を含む重質留分である。

長年の研究の結果、灰・スラグ廃棄物（ASW）から有価成分を抽出し、完全リサイクルするという成果が得られました（図2）。

さまざまな機器や設備の一連の技術チェーンを構築することにより、ASW から二次石炭、鉄含有磁性精鉱、重鉱物留分、不活性物質を得ることができます。

二次炭素。 浮遊選鉱法を用いた技術研究中に、二次石炭と呼ばれる石炭濃縮物が分離されました。 それは未燃石炭の粒子とその熱処理生成物であるコークスとセミコークスで構成されており、 発熱量(>5600 kcal) および灰分含有量 (最大 50 ～ 65%)。 再生石炭は重油を加えて火力発電所で燃やしたり、練炭にして燃料として国民に販売したりできます。 AShO から浮遊選別により抽出されます。 処理された ASW の最大 10 ～ 15 重量％の収率。 石炭の粒径は 0 ～ 2 mm、場合によっては 10 mm に達することもあります。

灰やスラグ廃棄物から得られる鉄含有磁性精鉱は、70～95％が球状の磁性骨材とスケールで構成されています。 残りの鉱物（磁硫鉄鉱、褐鉄鉱、赤鉄鉱、輝石、緑泥石、緑簾石）は、単一の粒子から精鉱の重量の 1 ～ 5% の量で存在します。 さらに、白金族金属の稀な粒子や、鉄-クロム-ニッケル組成の合金が精鉱中に散発的に観察されます。

外観は、主な粒子サイズが 0.1 ～ 0.5 mm の黒色および濃い灰色の細粒の粉末状の塊です。 1 mm を超える粒子は 10 ～ 15% にすぎません。

濃縮物中の鉄含有量は 50 ～ 58% の範囲です。 CHPP-1の灰捨て場からの灰およびスラグ廃棄物からの磁性精鉱の組成：Fe - 53.34%、Mn - 0.96%、Ti - 0.32%、S - 0.23%、P - 0.16%。 スペクトル分析によると、精鉱には最大1％のMn、最初の10分の1％のNi、最大0.01〜0.1％のCo、Ti -0.3〜0.4％、V - 0.005〜0.01％、Cr - 0.005〜0.1（まれに最大 1%)、W – 次から。 0.1%まで。 構成は良いです 鉄鉱石ライゲーション添加剤を含む。

実験室条件での磁気分離データによる磁性画分の収率は、灰質量の 0.3 ～ 2 ～ 4% の範囲です。 文献データによると、工業条件下で磁気分離によって灰とスラグ廃棄物を処理すると、磁性精鉱の収率は灰質量の 10 ～ 20% に達し、80 ～ 88% の Fe2O3 と 40 ～ 46% の鉄含有量が抽出されます。 %。

灰やスラグ廃棄物からの磁性精鉱は、フェロシリコン、鋳鉄、鋼の製造に使用できます。 粉末冶金の原料としても使用できます。

アルミノケイ酸塩中空微小球は、サイズが 10 ～ 500 ミクロンの範囲の中空微小球で構成される分散材料です (図 3)。 材料のかさ密度は350〜500 kg/m3、比密度は500〜600 kg/m3です。 ミクロスフェアの相鉱物組成の主成分は、アルミノケイ酸ガラス相、ムライト、および石英です。 不純物としては、赤鉄鉱、長石、磁鉄鉱、水雲母、酸化カルシウムが存在します。 その主な構成要素 化学組成シリコン、アルミニウム、鉄です（表3）。 さまざまな成分の微量不純物が、毒性または産業上の重要性の閾値を下回る量で存在する可能性があります。 天然放射性核種の含有量は許容限度を超えません。 最大比有効放射能は 350 ～ 450 Vk/kg で、第 2 クラスの建築材料 (最大 740 Vk/kg) に相当します。

SiO2

52-58

Na2O

0,1-0,3

TiO2

0,6-1,0

K2O

Al2O3

SO3

0.3以下

Fe2O3

3,5-4,5

P2O5

0,2-0,3

湿度

10個以下

浮力

90以上

Ni、Co、V、Cr、Cu、Znの含有量は各元素の0.05％以下
ミクロスフェアは、その規則的な球形と低密度により、さまざまな製品において優れたフィラーとしての特性を備えています。 アルミノケイ酸塩マイクロフェアの工業用途として有望な分野は、球状プラスチック、道路標識用熱可塑性プラスチック、注入液および掘削液、断熱放射線透過性および軽量建築用セラミックス、断熱不燃材料および耐熱コンクリートの製造である。
海外では、マイクロスフェアはさまざまな産業で広く使用されています。 我が国では中空微小球の使用は極めて限られており、灰と一緒に灰捨て場に処分されている。 火力発電所にとって、マイクロスフェアは循環給水配管を詰まらせる「有害物質」である。 このため、3〜4年以内にパイプを完全に交換するか、複雑で高価な清掃作業を実行する必要があります。
アルミナの質量の６０〜７０％を構成するアルミノケイ酸塩組成物の不活性質量は、上記の濃縮物および有用な成分および重質画分をすべて灰から除去（抽出）した後に得られる。 組成的には灰の一般的な組成に近いですが、含まれる鉄分は一桁少なく、有害な鉄分や有毒な鉄分も含まれます。 その組成は主にアルミノケイ酸塩です。 灰とは異なり、それはより細かく均一な粒度組成を持ちます（重質画分を抽出するときに粉砕する前にあるため）。 その環境的および物理化学的特性により、建材、建設、および石灰粉（寛解剤）の代替品である肥料の生産に広く使用できます。
火力発電所で燃焼される石炭は天然の吸着剤であり、レアアースや貴金属を含む多くの貴重な元素の不純物が含まれています（表 2）。 燃やすと、灰中のそれらの含有量は 5 ～ 6 倍に増加し、産業上興味深いものになる可能性があります。
高度な濃縮プラントを使用して重力によって抽出される重質留分には、貴金属を含む重金属が含まれています。 仕上げにより、貴金属と、それらが蓄積するにつれて他の貴重な成分（銅、希少成分など）が重質留分から抽出されます。 研究された個々の灰捨て場からの金の収量は、灰 1 トンあたり 200 ～ 600 mg です。 金は薄いため、従来の方法では回収できません。 それを抽出するための技術がノウハウです。
廃棄物のリサイクルには多くの人が関わっています。 灰の処理と使用に関する 300 以上の技術が知られていますが、それらは主に建設および建材の生産における灰の使用に特化しており、有毒成分と有害成分、および有用で価値のある成分の抽出に影響を与えません。
私たちは、ASW の処理とその完全な処分のための基本的なスキームを開発し、実験室および準工業的条件でテストしました（図）。
10万トンのASWを処理すると、次のことが得られます。
- 二次石炭 - 10〜12,000トン。
- 鉄鉱石精鉱 - 1.5〜2,000トン。
- ゴールド – 20-60 kg;
- 建築材料（不活性物質） - 60〜80,000トン。
ウラジオストクとノボシビルスクでは、同様のタイプの ASW 処理技術が開発され、予想されるコストが計算され、必要な設備が提供されています。
有益な成分を抽出し、その有益な特性を利用して灰とスラグ廃棄物を完全に利用し、建築材料を生産することで、占有スペースが解放され、環境への悪影響が軽減されます。 利益は望ましいものですが、決定的な要素ではありません。 製品を製造するために技術原料を処理し、同時に廃棄物を中和するコストは製品のコストよりも高くなる可能性がありますが、この場合の損失は廃棄物の環境への悪影響を軽減するコストを超えるべきではありません。 また、エネルギー企業にとって、灰とスラグ廃棄物のリサイクルは、主要生産の技術コストの削減を意味します。

文学

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図面一覧
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火力発電所の灰・スラグ廃棄物の建設への利用

図1。 ハバロフスクのCHPP-1の灰捨て場を埋める
図2. 回路図 複雑な処理火力発電所から出る灰とスラグ廃棄物。
図3. アルミノケイ酸塩中空微小球 ZShO。