Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Исследование возможности производства керамических изделий на основе глин и золошлаковых отходов республики башкортостан

cool_lady 2075 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 83 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 20.03.2021
Магистерская диссертация, 121 страниц текстового документа, 53 использованных источника, 35 рисунок, 29 таблиц. КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА, ОТХОДЫ ПРОИЗ¬ВОДСТВА ТЭЦ, ТЕРМОГРАВИМЕТРИЯ, РЕНТГЕНОФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ, КЕРАМИЧЕСКИЙ КИРПИЧ, СПЕКАНИЕ, МИНЕРАЛИЗАТОРЫ, ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ. Объектом исследования является керамический кирпич. Цель работы – Исследование и разработка технологических режимов по-лучения строительных керамических материалов с использованием отходов производства ТЭЦ. Сырьевая база действующих керамических производств Республики Башкортостан ограничена запасами месторождений сырья для керамической отрасли промышленности. В настоящее время в связи с сокращением запасов природно¬го сырья актуальной задачей становится использование промышленных отхо¬дов, которые представляют собой сырье. Работа направлена на разработку составов керамических масс для произ-водства керамических стеновых материалов и поиск оптимальных технологи-ческих параметров их получения с использованием отходов производства. В работе установлено что использование данных отходов позволит повысить физико-механические характеристики готовой продукции, в частности получать керамический кирпич на основе глины Юмагузинского месторождения с прочностью 30 МПа. Практическая значимость работы состоит в замене дефицитного сырья на золошлаковые отходы производства ТЭЦ, оказывающие серьезную угрозу здоровью и жизни населению и природным ресурсам.
Введение

На сегодняшний день кирпич является одним из основных строительных материалов в России. Сфера применения кирпича широка – он используется при закладке фундамента, возведении несущих стен и межкомнатных перего¬родок, для облицовки зданий и внутренней отделки. Наибольшая доля кирпича потребляется на строительство жилых домов, она составляет 67 % объема внутреннего кирпичного рынка. Производство керамических строительных материалов связано со значи-тельным расходом природных ресурсов. В настоящее время в связи с сокраще-нием запасов природного сырья актуальной задачей становится использование промышленных отходов, которые представляют собой сырье, не требующее дополнительной обработки. При обжиге керамических изделий основной задачей является обеспече¬ние формирование фазового состава и структуры керамического черепка, пре-допределяющее прочностные характеристики и усадку. Наиболее полное про-хождение физико-химических процессов достигается при достаточно широком интервале спекания. Для расширения и интенсификации процесса спекания ис-пользуют соответствующие компоненты масс, плавни и эффективные добавки. Большим резервом эффективных добавок в керамических массах являют¬ся отходы промышленности, содержащие ценные минерализующие компонен¬ты. Перспективным является использование отходов производства теплоэлектростанций для получения керамических строительных материалов. Ежегодно в России для выработки электроэнергии на угольных теплоэлектростанциях (ТЭС) сжигают более 123 миллионов тонн твердого топлива, от которых образуется около 20 миллионов тонн золы и шлака. Золоотвалы растут, стимулов у компаний заниматься вторичной переработкой нет. В итоге это рискует обернуться увеличением накоплений золошлаковых отходов на треть - до двух миллиардов тонн к 2030 году. В процессе работы теплоэлектростанций (тэплоэлктроцентралий) образуются различные отходы производства, которые утилизируются, подлежат длительному хранению или уничтожению. Хвосты флотации угольной пены, шламы газоочистки, пыль электрофильтров, смывные воды зумпфов и шламы глиноземного произ¬водства подвергаются различным операциям очистки и транспортируются на шламовые поля. Отходы демонтажа, консервации дымовых труб ТЭС (ТЭЦ), а именно отработанная шамотная и угольная футеровки, складируются за пределами завода в черте города на открытых площадках. Целью данной научно-исследовательской работы является: Исследование и разработка технологических режимов получения строи-тельных керамических материалов с использованием отходов производства ТЭС (ТЭЦ). Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие зада¬чи: ? проведение патентно-информационного поиска; ? анализ химического, минералогического и гранулометрического состава отходов; ? разработка и оптимизация состава керамической шихты; ? разработка и оптимизация технологических режимов производства.
Содержание

Лист Задание на выполнение ВКР Реферат Содержание Введение 1 Литературный обзор 1.1 Характеристика традиционных сырьевых материалов 1.1.1 Традиционное сырье для производства строительных керамических материалов 1.1.2 Основные месторождения глин южного района Республики Башкортостан 1.2 Общая технология изготовления строительных керамических материалов 1.3 Получение золошлаковых отходов производства ТЭЦ 1.3.1 Способы образования и свойства топливных остатков зол ТЭЦ 1.3.2 Формирование отходов, объемы образования, химический состав на примере Кумертауской ТЭЦ 1.4 Пути утилизации отходов производства ТЭС (ТЭЦ) Выводы по главе 1 2 Методическая часть 2.1 Исследование глинистого сырья Юмагузинского месторождения 2.1.1 Макроскопическая характеристика сырья 2.1.2 Определение влажности сырья 2.1.3 Определение количества крупнозернистых включений и засоренности сырья 2.1.4 Гранулометрический состав глинистого сырья 2.1.5 Химический состав глинистого сырья 2.1.6 Определение пластичности глинистого сырья 2.2 Лабораторно-технологическое испытание глинистого сырья 2.2.1 Сушка изделий 2.2.2 Обжиг образцов 2.2.3 Спекаемость 2.2.4 Керамические свойства 2.3 Технология изготовления керамических материалов без добавления золошлаковых отходов на примере ООО «МКЗ» г. Мелеуз 2.3.1 Подготовка и исследование исходных сырьевых материалов для изучения их свойств на базе лаборатории ООО «МКЗ» 2.3.2 Формование керамической массы 2.3.3 Сушка и высокотемпературный обжиг 2.3.4 Методика приготовления шлифов 2.4 Определение физико-механических свойств керамических материалов 2.4.1 Характеристики керамического кирпича 2.4.2 Внешний вид 2.5 Методы испытаний 2.5.1 Определение усадки 2.5.2 Определение плотности 2.5.3 Определение водопоглощения 2.5.4 Определение морозостойкости Выводы по главе 2 3 Экспериментальная часть 3.1 Характеристика исходных сырьевых материалов ООО «МКЗ» г. Мелеуз 3.2 Исследование и характеристика золошлаковых смесей Кумертауской ТЭЦ 3.2.1 Гранулометрический состав золы 3.2.2 Минерально-фазовый состав 3.2.3 Термические свойства 3.2.4 Химический состав 3.2.5 Истинная и насыпная плотности 3.3 Разработка состава керамических масс с использованием золошлаковых отходов производства Кумертауской ТЭЦ 3.4 Технологический регламент на производство промышленной партии кирпича керамического полнотелого рядового Выводы по главе 3 4 Технико-экономический анал
Список литературы

Отрывок из работы

1 Литературный обзор 1.1 Характеристика традиционных сырьевых материалов 1.1.1 Традиционное сырье для производства строительных керамиче-ских материалов. Сырьевую массу для изготовления керамических изделий обычно состав-ляют из пластичных материалов (глины, каолины) и непластичных материалов (отощающих и выгорающих добавок/плавней). Глины и каолины объединяют общим названием – глинистые материалы. В производстве некоторых искусст-венных обжиговых материалов используют диатомиты, трепелы, а также шла¬ки, золы, сланцы в чистом виде или с добавкой глин, порообразующих и других добавок. Глинистые материалы и их керамические свойства. Глины представляют собой осадочные горные породы тонкоземлистого строения, которые незави¬симо от их минерального и химического состава способны при смешивании с водой образовывать пластичное тесто, переходящее после обжига в водостой¬кое и прочное камневидное тело. Образовавшись в результате выветривания главным образом полевошпатовых пород, глины состоят из плотной смеси раз¬личных глинистых минералов, представляющих собой водные алюмосиликаты со слоистой кристаллической структурой. Наиболее распространенными из них являются каолинитовые (каолинит Al4[Si4O1o](OH)8 и галлуазит Al2Si2O5(OH)4), монтмориллонитовые (монтмориллонит (Na,Ca)0 33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2^nH2O, бейделлит (Na,Ca)03Al2(Si,Al)4O10(OH)2nH2O) и гидрослюдистые (в основном продукты разной степени гидратации слюд) [15]. Наряду с глинообразующими минералами в глинах встречаются: кварцы, полевой шпат, серный колчедан, гидроксиды железа, карбонаты кальция и магния, соединения титана, ванадия, органические примеси. Перечисленные примеси влияют как на технологию керамических изделий, так и на их свойства. Например, тонко распределенный углекислый кальций и оксиды железа понижают огнеупорность глин. Если в глине имеются крупные зерна углекислого кальция, то при обжиге из них образуются включения извести, которые гидратируют с увеличением объема («дутики»), что вызывает образование трещин или разрушение изделий [23]. Наиболее чистые глины, состоящие преимущественно из каолинита, на-зывают каолинами; после обжига они сохраняют белый цвет. Для придания необходимых свойств как глинам, так и изделиям из них в глину вводят различные добавки. Отощающие материалы добавляют к пластичным глинам для уменьшения усадки при сушке и обжиге и предотвращения деформаций и трещин в изделиях. Для этих целей используют дегидратированную глину, шамот, шлаки и золы, а также некоторые природные материалы (кварцевый песок, пылевидный кварц). Дегидратированную глину получают нагреванием глины обычно до 600...700 °С (при этой температуре она теряет свойство пластичности). Шамот изготовляют обжигом огнеупорных или тугоплавких глин при 1000... 1400 °С с последующим их помолом (зерна 0,16...2 мм) [23]. Порообразующие материалы вводят в сырьевую массу для получения легких керамических изделий с повышенной пористостью и пониженной теп-лопроводностью. Для этого используют вещества, которые при обжиге диссо-циируют (мел, молотый доломит и др.) с выделением газа, например, СО2 или выгорают (древесные опилки, угольный порошок, торфяная пыль и др.). Такие добавки одновременно являются и отощающими [10]. Плавни, добавляют в глину в тех случаях, когда необходимо понизить температуру ее спекания (полевые шпаты, железная руда, доломит, магнезит, тальк и др.). Для получения некоторых видов цветной керамики в сырьевую массу добавляют оксиды металлов (железа, кобальта, хрома и др.) [11]. 1.1.2 Основные месторождения глин южного района Республики Башкортостан. В Республике Башкортостан разведано и разработано значительное количество месторождений высококачественных глин, суглинков для производства кера¬мического кирпича. Наиболее используемыми являются суглинки Ахмеровской южной залежи, глины и суглинки Силантьевского, Какрыбашевского, Шороховского, Исмайловского, Тавтимановского месторождений, карьеров «Шоттский лес» и «Поташкино». В настоящее время широко используются высококачественные, каолинито¬гидрослюдистые, каолинито-монтморилонитовые глины Мелеузовского района (Юмагузинское месторождение), Стерлитамакского района (Байракское место¬рождение), Белебеевского района (Белебеевское месторождение), Кармаскалинского района (Сальзегутовкого месторождения). Запасы некоторых вышеперечисленных месторождений в значительной степени истощены. Основой для производства строительной керамики являются суглинки. Высококачественные глины используются как пластифицирующие добавки при производстве стеновых строительных материалов, в керамические массы на ос¬нове суглинков [34]. Для повышения качества и улучшения физико-механических свойств производимой продукции, требуется корректировка свойств с использованием специальных добавок. Для производства лицевого керамического кирпича, в суглинок необхо¬димы добавки улучшающие сушильные свойства производимой продукции, а также выгорающие добавки, минерализаторы, и добавки, ускоряющие процесс спекания [10]. В данный момент в качестве специальных добавок перспективно исполь-зовать отходы производства. 1.2 Общая технология изготовления строительных керамических материалов Для получения качественной продукции основополагающим является выбор рациональной технологической схемы производства, зависящая от исходного сырья. Основные технологические операции при производстве керамических строительных материалов включают: ? подготовка сырья; ? дозировка; ? перемешивание; ? формование; ? сушка; ? обжиг. Несмотря на обширный ассортимент керамических изделий, разнообразие их форм, физико-механических свойств и видов сырьевого материала, основные этапы производства керамических изделий являются общими и состоят из следующих операций: добычи сырьевых материалов, подготовки сырьевой массы, формования изделий (сырца), сушки сырца, обжига изделий, обработки изделий (обрезки, глазурования и пр.) и упаковки. Добычу сырья осуществляют на карьерах открытым способом - экскаваторами. Транспортировку сырья от карьера к заводу производят автосамосвалами, вагонетками или транспортерами при небольшой удаленности карьера от цеха формовки. Заводы по производству керамических материалов, как правило, строят вблизи месторождения глины, и карьер является составной частью завода. Подготовка сырьевых материалов состоит из разрушения природной структуры глины, удаления или измельчения крупных включений, смешения глины с добавками и увлажнения до получения удобноформуемой глиняной массы. Формование керамической массы в зависимости от свойств исходного сырья и вида изготовляемой продукции осуществляют полусухим, пластическим и шликерным (мокрым) способами. При полусухом способе производства глину вначале дробят и подсушивают, затем измельчают и с влажностью 8-12 % подают на формование. При пластическом способе формования глину дробят, затем направляют в глиносмеситель, где она перемешивается с отощающими добавками до получения однородной пластичной массы влажностью 20-25 %. Формование керамических изделий при пластическом способе осуществляют преимущественно на ленточных прессах. При полусухом способе глиняную массу формуют на гидравлических или механических прессах под давлением до 15 МПа и более. По шликерному способу исходные материалы измельчают и смешивают с большим количеством воды (до 60 %) до получения однородной массы – шликера. В зависимости от способа формования шликер используют как непосредственно для изделий, получаемых способом литья, так и после его сушки в распылительных сушилках [15]. Современный период развития производства строительной керамики ха-рактеризуется интенсификацией технологических процессов, комплексной ме-ханизацией, конвейеризацией и автоматизацией производства. В этой связи важную роль отводят разработке новой технологии получения пресс-порошка в распылительных сушилах, сущность которой заключается в совмещении процессов обезвоживания, дробления и сепарации. Сушильная камера представляет собой металлический цилиндр, заканчивающийся внизу конусом, который служит для сбора готового продукта. Отличительными особенностями сушила являются распыление керамической суспензии пучком форсунок при давлении 1,0-1,2 МПа и снижение давления газа внутри сушильной башни. Обезвоживание керамических масс в распылительных сушилах позволило в 3,5 раза повысить производительность труда и в 1,5 раза сократить капитальные затраты [14]. Обязательной промежуточной операцией технологического процесса производства керамических изделий по пластическому способу является сушка. Если же сырец, имеющий высокую влажность, сразу после формования подвергнуть обжигу, то он растрескивается. При сушке сырца искусственным способом в качестве теплоносителя используют дымовые газы обжигательных печей, а также специальных топок. При изготовлении изделий тонкой керамики применяют горячий воздух, образуемый в калориферах. Искусственную сушку производят в камерных сушилах периодического действия или туннельных сушилах непрерывного действия [14]. Процесс сушки представляет собой комплекс явлений, связанных с тепло- и массо-обменом между материалом и окружающей средой. В результате происходит перемещение влаги из внутренней части изделий на поверхность и испарение ее. Одновременно с удалением влаги частицы материала сближаются и происходит усадка. Уменьшение объема глиняных изделий при сушке происходит до определенного предела, несмотря на то, что вода к этому моменту полностью еще не испарилась. Для получения высококачественных керамических изделий процессы сушки и обжига должны осуществляться в строгих режимах. При нагревании изделия в интервале температур 0-150 °С из него удаляется гигроскопическая влага. При температуре 70°С давление водяных паров внутри изделия может достигнуть значительной величины, поэтому для предупреждения трещин температуру следует поднимать медленно (50-80 °С/ч), чтобы скорость порообразования внутри материала не опережала фильтрации паров через ее толщу. Обжиг является завершающей стадией технологического процесса. В печь сырец поступает с влажностью 8-12 %, и в начальный период происходит его досушивание. В интервале температур 550-800 °С идет дегидратация глинистых минералов и удаление химически связанной конституционной воды. При этом разрушается кристаллическая решетка минерала и глина теряет пластич¬ность, в это время происходит усадка изделий. При температуре 200-800 °С выделяется летучая часть органических примесей глины и выгораюческих примесей глины и выгорающих добавок, введенных в состав шихты при формовании изделий, и, кроме того, окисляются органические примеси в пределах температуры их воспламенения. Этот период характерен весьма высокой скоростью подъема температур - 300-350 °С/ч, а для эффективных изделий - 400-450 °С/ч, что способствует быстрому выгоранию топлива, запрессованного в сырец. Затем изделия выдерживают при этой температуре в окислительной атмосфере до полного выгорания остатков углерода. Дальнейший подъем температуры от 800 °С до максимальной связан с разрушением кристаллической решетки глинистых минералов и значительным структурным изменением черепка, поэтому скорость подъема температуры замедляют до 100-150 °С/ч, а для пустотелых изделий - до 200-220 °С/ч. По дос-тижении максимальной температуры обжига изделие выдерживают для вырав-нивания температуры по всей толще его, после чего температуру снижают на 100-150 °С, в результате изделие претерпевает усадку и пластические деформации. Затем интенсивность охлаждения при температуре ниже 800 °С увеличивается до 250-300 °С/ч и более. Ограничением спада температуры могут служить лишь условия внешнего теплообмена. При таких условиях обжиг кирпича можно осуществить за 6-8 ч. Однако в обычных туннельных печах скоростные режимы обжига не могут быть реализованы из-за большой неравномерности температурного поля по сечению обжигательного канала. Изделия из легкоплавких глин обжигают при температуре 900-1100 °С. В результате обжига изделие приобретает камневидное состояние, высокие показатели водостойкости, прочности, морозостойкости и другие ценные строительные качества [32]. Производственная база стеновых керамических изделий Республики Башкортостан. В Республике Башкортостан большую часть строительной керамики производят на заводах, реализующих пластический способ формования. В республике на сегодняшний день работают более 20 заводов по производству рядового кирпича с различной номенклатурой. Холдинг «Башкирский кирпич» – крупнейший производитель строительного кирпича в республике Башкортостан Российской Федерации. В состав группы компаний «Башкирский кирпич» входят четыре завода, которые выпускают кирпич рядовой полнотелый керамический, а также щелевой облицовочный, силикатный гладкий, пустотелый разных размеров: стандартного, полуторного и двойного. Перечень заводов холдинга «Башкирский кирпич»: 1. Толбазинский кирпичный завод (ГК «Башкирский кирпич»); 2. Стерлитамакский кирпичный завод (ГК «Башкирский кирпич»); 3. Кабаковский кирпичный завод №2 (ГК «Башкирский кирпич»); 4. Мелеузовский кирпичный завод (ГК «Башкирский кирпич»). Все выше перечисленные заводы работают по пластическому способу формования, в основном выпускают полнотелый рядовой одинарный кирпич, в качестве сырья используют глиняные и песочные карьеры, геолокация которых вблизи от производства, шлак используют металлургический, его поставляют из города Магнитогорск (в вагонах по железнодорожным путям или на больших тонарах, в бигбегах по автомагистралям), в качестве добавок используют лузгу, уголь, опилки, золошлаковые отходы, добавки различаются в зависимости от сезона производства. Давлекановский кирпичный завод, так же как и все заводы по производству керамических изделий, работают по пластическому способу формования, выпускают одинарный полнотелый керамический кирпич из красной глины собственного Давлекановского карьера, песок тоже добывают самостоятельно, недалеко от производства, шлак привозят из соседней Челябинской области города Магнитогорск, в качестве выгорающей добавки используют лузгу подсолнечника, который тоже поставляется из сельхозперерабатывающего комбината Давлекановского района. Кирпичный завод ОАО «Керамика» производство Башкирский Белебеевский кирпич, тип производства которого представляет собой завод по выпуску керамического кирпича на оборудовании фирмы «Келлер» (Германия), выпускают наоболее разнообразную номенклатуру, как полнотелого, так и пустотелого кирпича, как из красной глины, так и из белой, с проектной мощностью 54 млн. штук в год рядового полнотелого, 30 млн. штук в год пустотелого керамического кирпича. В республике также существует завод «Амстрон» по производству керамических стеновых блоков PORIKAM – универсальный строительный материал, который можно использовать как для частного домостроения, так и для многоквартирных высоток, завод располагается на базе бывшего производства «Кызыл Таш» Толбазинского района в с. Толбазы, предприятие имеет свои карьеры по добычи красной глины и песка, предприятие выпускает блоки с маркой по прочности М100-М150, ежегодного которого производится 80-100 млн. штук в год. Кроме производства стеновых изделий различной номенклатуры, в республике есть заводы по производству керамической плитки, одна из них ООО «ИталБашКерамика» – cовместное итало-башкирское предприятие с полным технологическим циклом производства керамической плитки. Технологическое оборудование поставлено ведущей итальянской компанией Barbieri & Tarozzi. Другая представитель группы компаний «Ласселсбергер Групп» – один из лидеров мирового производства керамической плитки. На сегодняшний день Уфимский завод специализируется на выпуске коллекций облицовочной плитки и керамогранита. Базовую плитку дополняют декоративные элементы. Такая распространенность пластического формования стеновых материалов на заводах Республики Башкортостан обусловлена тем, что сырьевые компоненты при пластическом способе формования лучше сохраняют свои физико-механические свойства, следовательно, полученный в результате продукт обладает высоким качеством и улучшенными техническими характеристиками, которые позволяют шире применять его в строительстве, в отличие от кирпича, изготовленного методом полусухого прессования. Как говорилось выше, для достижения высоких характеристик готовой строительной керамики вводят различные корректирующие добавки. Метод пластического прессования позволяет использовать в качестве добавок различные производственные отходы, частным случаем которых являются отходы производства ТЭС (ТЭЦ) [19]. 1.3 Получение золошлаковых отходов производства ТЭЦ 1.3.1 Способы образования и свойства топливных остатков зол ТЭЦ. Преимущественно самыми энергозатратными процессами в производстве строительных материалов, подвергающихся обжигу, являются процессы дробления, измельчения, обжига и смешения, в них в ход идет электрическая и топливная энергия. Высокая стоимость этих процессов создает актуальный вопрос о рациональном подходе к использованию данных ресурсов. Снизить потреблении энергии возможно путем внедрения новых технологий и оборудования, которые будут менее энергоемкими. Самым энергоемким процессом безусловно становится обжиг, который при этом хранит в себе самый большой потенциал для снижения затрат на энергию. Обжиг – это нагрев и выдержка при высокой температуре всевозможных материалов с целью придания им необходимых свойств. Обжиг проходит в обжиговых печах с основной температурой в различных диапазонах 700 — 1300 0С. Затраты на эту стадию составляют около 70% себестоимости конечного продукта. Для обеспечения ускоренного развития промышленности строительных материалов жизненно необходимо вовлечь в оборот вторичные ресурсы - важнейший и все возрастающий как по объему, так и по номенклатуре вид сырья. Наиболее массовой и ценной разновидностью отходов, пригодных для производства целой гаммы эффективных строительных материалов и изделий, являются золы от сжигания пылевидного топлива на тепловых электростанциях. Расширение объема утилизации отходов энергетической промышленности предприятиями стройиндустрии является экономически целесообразным, способствует повышению эффективности строительства в целом, позволит улучшить экологическую обстановку в прилегающих к ТЭЦ районах, высвободить занимаемые под золоотвалы полезные площади. Пожалуй, самым оправданным движением к снижению энергетических затрат в промышленности строительных материалов становится обширное внедрение в технологический оборот крупнотоннажных топливосодержащих отходов теплоэлектростанций (ТЭС), действующих на основе пылевидного каменного топлива. Исходя из материалов Министерства энергетики РФ, в золоотвалах российских ТЭС накоплено порядка 1 миллиарда 70 миллионов тонн золошлаков. Наиболее ценными по остаточным теплотворным свойствам являются золы-уноса. Указанные отходы достаточно стабильны по химико-минералогическому составу, содержат топливные включения в количестве до 10- 20 % по массе, что предопределяет выраженные теплотворные свойства последних. Это позволяет отнести данные отходы к ценному минеральному сырью для производства обжиговых строительных материалов, в первую очередь вяжущих веществ, как наиболее энергоемкого и потребляемого продукта. Одним из сдерживающих широкомасштабную утилизацию зол факторов является наличие в их составе несгоревшего топлива, содержание которого нередко достигает 20-30% по массе. Вместе с тем, в золоотвалах накоплен огромный энергетический потенциал. Так при среднем содержании углеродистых частиц в золе – 10% только ежегодно в отвалы уходит около 12 млн. т ископаемого топлива, обладающего теплотворной способностью 15000-30000 кДж/кг. Очевидна целесообразность использования зол ТЭС с повышенным содержанием органики в производстве обжиговых строительных материалов, в частности в производстве клинкерных вяжущих - наиболее энергоемкого продукта, постоянный дефицит которого ощущается наиболее остро в местном строительстве. Топливные золы тепловых электростанций относятся к разряду активных минеральных добавок, улучшающих ряд физико-механических свойств и технико-экономические показатели вяжущих. На Ангарском цементном заводе около 360 тыс. т в год золы-уноса Иркутской ТЭС, используется для приготовления шлама. Наличие золы в шламе улучшило работу вращающихся печей. Обмазка по футировке стала ровнее и плотнее. Активность клинкера возросла в среднем на 4 МПа. Наличие в золе до 10% несгоревшего угля способствует лучшей подготовке материала при прохождении его в печи. Экономический эффект от использования золы ТЭЦ на предприятии ежегодно составляет около 480 тыс. руб. На этом же предприятии произведен выпуск опытной партии напрягающего цемента, содержащего в качестве алюминатного компонента золу-унос Иркутской ТЭЦ. В НРБ исследована возможность использования золы-уноса ТЭЦ для приготовления строительных растворов. Установлено, что применение в качестве пуццолановой добавки золы ТЭЦ для приготовления цементно-песчаных и известково-цементно-песчаных растворов обеспечивает экономию цемента и песка от 40 до 60 кг/м3 при одновременном улучшении удобоукладываемости растворов. Как показала практика, добавка золы-уноса приводит к повышению прочности растворов. Экономический эффект составил 3-5 левов на 1 м3 известкового раствора. Зола уноса – это несгораемый остаток минерального происхождения, который образуется в процессе горения твердого топлива на тепловых электростанциях. Зола улавливается электрофильтрами, а затем в сухом состоянии отбирается специальным отборником для производственных нужд, либо со шлаком и водой отправляется на отвал. Получаемая при сжигании угля в пылееугольных топках в условиях высоких температур, почти не обладает свойствами активной минеральной добавки. Поэтому вяжущее на ее основе при обычных температурах, твердения отличается малой активностью. Однако зола унос – эффективный материал для изготовления изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке, в особенности автоклавной. Состав и строение золы зависит от ряда факторов: морфологических особенностей и вида топлива, тонкости помола, зольности топлива, температур в зоне сжигания, химического состава минеральных компонентов топлива, времени горения частиц в данной зоне. Значительное содержание карбонатов в минеральной доле исходного топлива в процессе горения обуславливает образование силикатов, алюминатов и ферритов кальция – способных к гидратации минералов. Такая зола при затворении способна схватывать и самостоятельно твердеть. В ней содержится окись магния, кальция в свободном состоянии. Согласно ГОСТ 25818-91 [1] разделяют все золы в зависимости от сжигаемого угля: ? Антрацитовая(сжигают антрацит, полуантрацит и тощий каменный уголь (А)); ? Каменноугольная (сжигают каменный уголь (КУ)); ? Буроугольная (сжигают бурый уголь (Б)). ? Типы зол по химическому составу: ? Кислые: буроугольные, антрацитовые, каменноугольные (К); ? Основные: буроугольные с концентрацией оксида кальция не более 10%. ? В зависимости от активности золы бывают: ? Активные. Зола обладает самостоятельными вяжущими свойствами. ? Скрытые активные. Кислые золы без самостоятельных вяжущих свойств, требуют активаторов для затвердевания. ? Инертные. Аналогично предыдущему классу. Качественные показатели зол различных видов должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 1. Золы с высоким содержанием кальция в эту категорию попадают золы Приволжских, Прибалтийских сланцев, бурых углей Канско-Ачинского района (КАТЭК). Последние золы наиболее распространены в России, так как залежи данных углей составляют около 40% от общенациональных запасов. Эти угли используются тремя ТЭЦ Красноярска, одной ТЭЦ Новосибирска, Омска, Ачинска, Барнаула. На данный момент в отвалах находится 24 миллиона тонн зол. Только одна новосибирская ТЭЦ ежедневно пополняет отвалы 200 тоннами отходов. Из достоинств такой золы можно выделить самостоятельные вяжущие свойства из-за наличия клинкерных минералов и гипса. Поэтому они могут применяться как замена в пенобетоне части цемента. Золы твердого топлива с высоким содержанием кальция являются многофазными материалами. У них присутствуют вяжущие свойства. Концентрация отдельных компонент в них различна. На вяжущие свойства влияет состав и соотношение фаз, которые слагают золу. Качественный баланс фаз позволяет получать предельную гидравлическую активность и улучшать химические и физические свойства материала. Получение оптимального содержания вяжущих материалов возможно в случае хорошего изучения гидравлической активности фаз и механизма их взаимодействия. Фазы высококальцевых зол могут объединяться по типу твердения либо же свойствам в такие группы: ? Клинкерные материалы: ферриты кальция, силикаты, алюминаты. ? Воздушные вяжущие материалы: свободная окись магния, кальция, безводный и полуводный сульфат кальция. ? Стекловидная вата: основное и кислое стекло. ? Нерастворимый остаток. Из-за неоднородного состава зерен топливной смеси наряду с возможностью контакта пылинок, которые сгорают в подвешенном состоянии, все химические процессы протекают в объемах отдельных крупиц. Это приводит к сосредоточению железосодержащих, клинкерных
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Материаловедение, 79 страниц
1975 руб.
Дипломная работа, Материаловедение, 25 страниц
1500 руб.
Дипломная работа, Материаловедение, 74 страницы
1850 руб.
Дипломная работа, Материаловедение, 73 страницы
1050 руб.
Дипломная работа, Материаловедение, 67 страниц
1675 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg