SU1629696A1 - Способ обработки золы перед удалением в золоотвалы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к по готовке к утилизации промышленных отходов в частности золы, насыщенной гидравлически активными веществами, например высококальциевой золы уноса от сжигани  угл  или сланцев. Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности обработки золы путем обеспечени  подвижности водозоловой смеси без введени  дополнительных реагентов и предотвращение загр знени  окружающей среды. Способ обработки золы перед удалением в золоотвалы включает перемешивание зоиы с водой, выдержива  соотношение воды и золы в пределах 0,6-1,5, трансформирование смеси под давлением по трубопроводам до золоотвала. Перед сбросом в золоотвал водозоловую смесь подвергают механической активации до ее перехода в гелеобразное состо ние . Функцию активатора выполн ет центробежный насос. 1 ил, 2 табл. S (Л

Description

Изобретение относитс  к области подготовки к утилизации промышленных отводов, в частности золы, насыщенной гидравлически активными веществами , например высококальциевой золы-уноса от сжигани  угл  или сланцев.

Цель изобретени  - повышение эко- комичности обработки золы путем обеспечени  подвижности водозоловой смеси без введени  дополнительных реагентов и предотвращение загр знени  окружающей среды.

Предлагаемый способ включает следующие операции.

Золу, содержащую, например; 2060% окиси кальци  (такой.в частное- ти,  вл етс  зола канско-ачинских углей, сжигаемых на тепловых электростанци х ), смешивают с водой, выдержива  соотношение воды и золы в ней в пределах 0,6-1,5 по весу.

Смесь перекачивают насосами по трубопроводам в золоигвлл.

Перед сбросом в золоотвал водозоловую смесь подвергают моханичесоэ ю

СО

о

СО

о

кой активации в рециркул ционной установке до перехода в стабильное гелеобразное состо ние с полным физическим и химическим св зыванием во-

ДЫ.

На чертеже представлена схема рециркул ционной установки.

Установка состоит из бака-1 с во- дозоловой смесью, центробежного насоса 2 с регулируемым числом оборотов и линией 3 рециркул ции.

Установка работает следующим образом .

Водозолова  смесь при соотноше- нии воды и золы в пределах 0,6-1,5 в количестве Qft поступает в бак 1. Функцию активатора выполн ет центробежный насос 2, производительность которого в 2-15 раз превосходит транзитный расход Qc водозоловой смеси в магистральном трубопроводе подачи смеси на отвал. Расход смеси Qc, подаваемой на отвал, равен расходу смеси QM, поступающей на уста- новку. Рециркул ционный расход смеси Qц равен 1-14 Ос. Соотношение между рециркул ционным расходом смеси и расходом смеси, подаваемой на отвал, регулируетс  открытием армату ры на напорной и рециркул ционной лини х насоса, а также числом оборотов насоса в зависимости от химсостава золы и соотношени  воды и золы в смеси. Требуемые параметры рециркул ционной установки (соотношение

Qци Qc число оборотов насоса) определ ютс  в момент перехода смеси в гелеобразное состо ние, характеризующеес  известным скачком в зкости и легко контролируемое по давлению на напорной линии насоса, и в дальнейшем корректируютс  из услови  поддержани  смеси в состо нии перехода в гель.

Транспортабельность смеси характеризуетс  ее подвижностью, показате- лем которой  вл етс  растекаемость по конусу АзНИИ. Водозолова  смесь с соотношением воды и золы (в/з) 0,25 в процессе перемешивани  в течение -3 мин превращаетс  в твердое образованнее Смесь в .3 имеет первоначальную растекаемость по конусу АзНИИ 6,5 см и нетранспортабельна по трубопроводу. Смесь с .4 имеет первоначальную растекаемость по конусу АтНИИ 17 см и через 15 мин тер ет подвижность: растекаемостьее по конусу АзНИИ падает до 12,5 см и смесь становитс  труднотранспортируемой .

Смесь с соотношением ,5 имеет первоначальную растекаемость по конусу АзНИИ 20 см, котора  в течение 2 ч измен етс  до 14 см, т.е. смесь также нетранспортируема на дальнее рассто ние.

В отличие от указанных смесей смесь золы березовского угл  с водой при соотношении ,6 имеет первоначальную растекамость по конусу АзНИИ 21 см, а через 2,5 ч 20 см; смесь золы ирша-бородинского угл  с водой при соотношении ,6 через 2. ч имеет растекамость по конусу АзНИИ на уровне первоначальной (23 см).

При увеличении соотношени  воды и золы текучесть смеси повышаетс .

Механическа  активаци  водозоловой смеси с соотношением ,6- 1,5 перед сбросом ее в золоотвал позвол ет вобрать всю воду затворени  в структуру эолового камн , образующегос  в золоотвалё, когда смесь затвердевает .

В табл.1 привод тс  результаты опытов по выделению воды из водозоло- вых смесей различной консистенции без активации и при механической активации.

Из табл.1 видно, что если без механической активации вода из водозоловой смеси начинает выдел тьс  при ,5, то при механической активации отделение воды начинаетс  за пределом ,5: при ,2 - из смеси выдел етс  6% воды, а при ,0 выдел етс  уже 20% воды.

Результаты опытов подтверждают оптимальность выбранного диапазона соотношени  воды и золы в водоголо- вой смеси 0,6-1.5. Верхний предел обусловлен растекаемостью смеси: при ,6 текучесть смеси резко падает и смесь перестает быть транспортабельной . Нижний предел обусловлен показателем выделени  воды из смеси, который при механической активации существенно улучшаетс : при в/з 1,5 вода из смеси не выдел етс , смесь приобретает устойчивое гелеобразное состо ние.

Таким образом, водозоловую смесь с - соотношением воды и золы 0,6-1,5

можно транспортировать на значительное рассто ние, а механическа  активаци  этой смеси перед сГросом ее в золоотвал обеспечивает полное вступление воды в физико-химическое взаимодействие с золой, вс  вода входит в состав структуры золового камн .

При соотношении в/з«с0.6 гидратаци  зоды и схватывание смеси начинаетс  уже в трубе, что не позвол ет транспортировать золу на рассто ние более 200-300 м.

При использовании данного способа обработки золы ее можно транспортировать на рассто ние до 10-12 км без применени  каких-либо разжижающих реагентов . При ,5 из смеси при укладке ее в золоотвал выдел етс  высокоминерализованна  вода, загр зн юща  землю и близлежащие водоемы. Дл  предотвращени  этого требуетс  - строительство водоудерживающих дамб, противофильтрационных экранов, дренажных систем, систем перехвата и возврата воды.

После механической активации смеси с ,6-1,5 наход ща с  в ней вода полностью св зываетс  с частицами золы, в результате образуетс  структу рированна  масса. Уложенна  в отвал, эта масса твердеет в течение нескольких часов или суток без отделени  воды, превраща сь в монолитный камень с прочностью 1,0-4,0 МПа и коэффициентом фильтрации см/с

Диапазон ,6-1,5 оптимален дл  высококальциевой золы с содержанием в ней 20-60% окиси кальци , какими  вл ютс  золы канско-ачинских углей, сланцев и пр.

В опытах по определению оптимального диапазона соотношени  воды и золы в водозоловой смеси использовалась исходна  зола, химический состав которой приведен в табл.2.

При перемешивании воды с золой при ,0 в течение 20-30 мин обща  минерализаци  воды в смеси составл ет 2200-2500 мг/л. После механической обработки (вода отдел лась перед затвердеванием смеси) обща  минерализаци  воды возрастает до ,3500-4500 мг/л, в том числе: SiO с 16 до 120; S04 с 224 до 1440 мг/л. СаО до 5,86 г/л. В результате процесс гидратации золы усиливаетс 

10

(ускор етс ), о чем свидетельствует повышение температуры смеси. Температура смеси с 22 С (исходна ) повышаетс  до 49,2°С.

Более мелкие (дисперсные) частицы золы вбирают большое количество воды. Смесь переходит в гель, не содержащий свободной воды. Со временем он набирает прочность, равную 2-4 МПа.

Анализ рентгенограммы золового камн  показывает, что продукты гидратации смеси представлены следующими

r фазами: гидросиликат кальци , эттрин- гит, гидрат трехкальциевого силиката, имеетс  также кварц, муллит, периклаз гидрохлоралюминат. Тот факт, что зо- ловый камень представлен теми же фа20 зами, что и цементный камень, говорит о том, что исходные минералы про- гидратировали, а золовый камень будет сохран ть водонепроницаемость, подобно цементному камню. В случае,

5 если зола не высококальциева , не способна  к самосто тельному тверде-,. нию, при механической активации про вл етс  только диспергаци  золы. Диспергированна  более мелка  зола

Q может вобрать введенную воду. Однако в золоотвале из густой не затвердевшей массы атмосферными осадками вымываютс  химические компоненты и загр зн ют, подземные воды и близлежащие водоемы.

Таким образом, предлагаемый способ обработки высококальциевой золы-пе--, ред сбросом ее в золоотвал обеспечивает транспортабельность золы по

0 трубопроводам на большое рассто ние (10-12 км) и ее складирование в состо нии, безопасном дл  окружающей среды, без дополнительных материальных и трудовых затрат св занных

с с необходимостью вводить в водо- золовую смесь разжижающие компоненты. Способ обеспечивает хранение золы

in . золоотвалах в виде золового камн , т.е. в состо нии, в котором зола 0 пригодна дл  ее использовани , например , в строительстве.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   5 Способ обработки золы перед удалением в золоотвалы, в частности золы, насыщенной гидравлически активными веществами, например высокркальциевой золы-уноса от сжигани  угл  или слан5

   цев, включающий перемешивание золы с водой и транспортирование водозоловой смеси под давлением по трубопроводам до золоотвала, отличающийс  тем, что., с целью повышени  экономичности обработки золы путем обеспечени  подвижности водозоловой смеси без введени  дополнительных реагентов и предотвращени  загр знени  окружающей среды, водо- золовую смесь транспортируют при от- с ношении воды к золе в пределах 0,6-1,5 и перед сбросом в золоот- вал подвергают ее механической активации до перехода смеси в гелеобраз- ное состо ние.

   Таблица 1

   3,09 25-29 11,2 19,37 31,63 5,61 2.98 5,2

   Таблица

   X

   В залоотЗал

   Тг