ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УТИЛИЗИРОВАННЫХ ОТХОДОВ ТЭЦ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

THE USE OF RECYCLED WASTE FROM THE CHP FOR THE MANUFACTURE OF BUILDING MATERIALS

Alexey Shapovalov

Student, The Shakhty Institute - Branch of South Russia State Technical University,

Russia, Shakhty

Klimonova Olga Yurievna

Student, The Shakhty Institute - Branch of South Russia State Technical University,

Russia, Shakhty

АННОТАЦИЯ

Одной из актуальных на сегодняшний день проблем, волнующих человечество, является борьба за экологию. Около 85 % вырабатываемого тепла приходится на ТЭЦ, но наряду с плюсами есть и минусы, которые проявляются в негативном влиянии на окружающую среду, а именно: огромные площади, пригодные для сельского хозяйства, заняты отходами энергетического комплекса, загрязняются водная и воздушная среды, уровень выбросов превышает предельно допустимые нормы. В статье представлены варианты решения данной проблемы – утилизация твёрдых отходов (ТО) ТЭЦ, их переработка и методы, позволяющие использовать их как сырьё для создания новой продукции.

ABSTRACT

One of the urgent problems of concern to humanity today is the struggle for ecology. About 85% of the heat generated falls on the CHP, but along with the advantages there are also disadvantages that manifest themselves in a negative impact on the environment, namely: huge areas suitable for agriculture are occupied by waste from the energy complex, water and air environments are polluted, the level of emissions exceeds the maximum permissible norms. The article presents options for solving this problem – the disposal of solid waste (TO) of thermal power plants, their processing and methods that allow them to be used as raw materials for the creation of new products.

Ключевые слова: золы, шлак, ТЭЦ, сырьё, бетоны, шихта.

Keywords: ash, slag, CHP, raw materials, concrete, charge.

В современном мире невозможно представить себе жизнь без энергии. В основном это тепловая и электрическая. В свою очередь электроэнергию необходимо получать путём преобразования механической, тепловой и других видов энергии. В нашей стране большое количество ТЭЦ в процентном соотношении 65%, которые используют сырьё для питания потребителей не только электроэнергией, но и отоплением. Большая часть из них работает на газе, а другая часть на угле. Уголь не расходуется полностью, и после его так называемой «выработки», остаются твёрдые отходы, которые необходимо утилизировать или же найти им другое применение.

Резкий переход от угольного топлива невозможен из-за ряда причин, основной из которых является постройка ТЭЦ, которые используют газ как топливо. Исходя из того, что уйти от ТЭЦ не получится, более рационально разработать методики и варианты решения проблемы, связанной с засорением огромных территорий твёрдыми отходами переработки ТЭЦ.

На сегодняшний день есть несколько вариантов, которые могут помочь в борьбе за экологию. В основном, продуктами отходов ТЭЦ являются шлак и зола. В большинстве случаев использовать повторно шлак и золу весьма сложно, но найти применение некоторым видам твёрдых отходов (ТО) получилось в строительной отрасли, где их можно использовать в виде компонентов для создания стройматериалов. Кусковой шлак добавляют в виде заполнителя для бетона, для теплоизоляционных засыпок. Зола выступает в качестве гидравлической добавки к цементу, кремнеземистого компонента при производстве автоклавного и безавтоклавного газобетона, обогащающей и выгорающей добавки в производстве глиняного кирпича; применяется при производстве искусственных заполнителей аглопоритного и зольного гравия, золокерамзита. Рассмотрим некоторые из этих способов переработки ТО в строительные материалы подробнее:

• Использование золы при производстве пористых заполнителей. Золы используют для приготовления искусственных пористых заполнителей, близких по свойствам к керамзиту, но экономически выгодных. На их базе построено производство лёгких бетонов. Также зола присутствует в составе аглопоритового (для производства сырцовые гранулы спекают на решётках агломерационных машин) и безобжигового гравия;
• Производство цемента с использованием шлака и золы. Отходы ТЭЦ используются как компонент цементной сырьевой смеси. Их добавляют для снижения расхода цемента, заменяя часть цемента золой.
• Производство ячеистых бетонов с использование золы. Золу можно использовать для создания ячеистого бетона, так как она является активным компонентом смешанного вяжущего и бетона, и поэтому её вводят в качестве активной минеральной добавки в цементы и бетоны для производства ячеистых бетонов. Такие бетоны, в состав которых входит до 60-80 % золы по массе, ничем не отличаются по своим механическим свойствам от ячеистых бетонов на тонкомолотом кремнеземистом заполнителе.
• Производство железобетонных изделий. Необходимое требование для изготовления такого вида продукции –это содержание в золе менее 5 % несгоревшего топлива и не более 1 % серы, а также включений негашеной извести.
• Производство керамического кирпича с использование золы.  Зола-унос ТЭЦ, а также золошлаковая смесь из отвалов используются при производстве керамического кирпича и камней. Иногда для улучшения свойств сушки керамической массы в нее вводят небольшое количество мелкодробленого топливного шлака.

В шихту стеновой керамики используют золы с содержанием CaO+MgO не более 5 %, а количество несгоревшего топлива не менее 25 %. Обычно содержание залы в производстве кирпича не превышает 15 %, но иногда дозировку увеличивают, при этом уменьшая плотность кирпича. Так же в шихту дополнительно вводят следующие добавки: древесные опилки, кварцевый песок и др.

В зависимости от пластических свойств глины к ней добавляют разное количество золы:

• для высокопластичной глины— 35-50%;
• среднепластичной— до 20-35%;
• низкопластичной — 5-20 %.

К отличительным особенностям технологии керамических изделий с золой ТЭС относятся: равномерный обжиг; более высокое качество изделий 30-50%, в том числе повышенная прочность и меньшая плотность до 1500 кг/м³; меньший расход технологического топлива на 25-50%.

Подведя итоги, можно сделать вывод, о том, что с развитием энергетики становится всё более актуальна проблема загрязнения окружающей среды производственными отходами электростанций, а именно ТЭЦ. Переработка твердых отходов производства имеет ряд преимуществ: улучшение экологической ситуации в регионе расположения ТЭЦ, освобождение территорий, на которых складировались отходы электростанции, получение новой продукции, тем самым более экономное использование традиционных материалов и компонентов для их создания, например, цементных смесей и золокерамзистных заполнителей. Исходя из данных преимуществ и пользы переработки отходов для экологии, можно сделать вывод о перспективности направления. Безусловно, они требуют капиталовложения для налаживания производства. В некоторых случаях от ТЭЦ невозможно отказаться (это может быть экономически или энергетически не выгодно для региона). Также в силу того, что подавляющее большинство электростанций в стране именно ТЭЦ, ещё долгое время эта проблема будет актуальна, и, следовательно, работа данных предприятий будет иметь спрос.

Список литературы:

1. Дмитренко В.П., Сотникова Е.В., Кривошеин Д.А. Экологическая безопасность в техносфере // Studmed.ru [Электронный ресурс]. URL: https://www.studmed.ru/dmitrenko-v-p-sotnikova-e-v-krivoshein-d-a-ekologicheskaya-bezopasnost-v-tehnosfere_634769d415c.html
2. Горина Л. Н., Угарова Л. А. Системы управления экологической, промышленной и производственной безопасностью: электронное учебное пособие // Lanbook.com [Электронный ресурс]. URL: https://e.lanbook.com/book/139738?Category=931
3. Власов О. А. Технологии переработки твердых бытовых отходов: Учебное пособие// Lanbook.com [Электронный ресурс]. URL: https://e.lanbook.com/book/157744