К вопросу о гранулировании золы Томской ГРЭС-2 Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

Том 250

1975

К ВОПРОСУ О ГРАНУЛИРОВАНИИ ЗОЛЫ ТОМСКОЙ ГРЭС-2

В. М. ВИТЮГИН, Г. Г. ВЕРГУН, !Н. С. ДУБОВСКАЯ, И. С. КОРОЛЮК

(Представлена научно-методическим семинаром химико-технологического факультета)

Гранулирование тонкодисперсной золы, получаемой при сжигании пылевидного топлива, является одним из перспективных способов утилизации этого отхода [1]. Обожженный гранулят используется в качестве заполнителя при изготовлении бетонов.

Физико-механические свойства гранул можно регулировать, используя различные добавки. Так, при введении в золу легковспучиваю-щихся глин и суглинков гранулы могут служить в качестве легкого пористого заполнителя для теплоизоляционных бетонов. С другой стороны, введение известковых добавок позволяет получить заполнитель с высокой адгезионной способностью к цементному тесту и, следовательно, такие гранулы могут использоваться для производства бетонов высоких марок.

Качество гранул определяется в основном водно-физическими и структурно-механическими свойствами комкуемых дисперсных материалов, и поэтому важно установление влияния на эти свойства добавок глины и известковых компонентов.

В настоящей работе в качестве основного объекта исследования использовали золу Томской ГРЭС-2 с гидроотвала. Химический анализ усредненной пробы золы показал следующий состав:

Si02 — 62,4%, А120з- 18,33%, Fe203 — 4,47%, СаО-3,90%, MgO — 1,81»%, S03 — следы, п. п. п. — 7,28%, в том числе Si02 (активн.) —4,58%, СаО (своб.) —0,38%. Гранулометрический состав золы: содержание фракций более 200 мк— 10,5%, от 70 до 200 мк— 8% и менее 70 мк— 81,5%. Удельная поверхность золы — 2200 см2/г.

В качестве известкового компонента использовали измельченный до 100 мк известняк Кзыл-Жарского месторождения- Суммарное содержание СаО и MgO в пробе известняка составляло 54%. Удельная поверхность— 4820 см2!г.

Использованный в работе глинистый материал представлен суглинком Белоярского месторождения Томской области. Гранулометрический состав суглинка характеризуется содержанием фракций в %

0.25 мм — 3,61; 0,05 мм — 47,92; 0,01 мм—10,56; 0,005 мм — 13,96; 0,001 мм — 4,52.

Огнеупорность №— 1280° С, третий класс пластичности.

Оценка комкуемости исследованных дисперсных материалов проводилась по методике, основанной на учете водно-физических параметров [2]. При этом максимальную молекулярную влагоемкость (WMMB)

определяли методом влагоемких сред [3], а максимальную капиллярную влагоемкость (1УМ.К.В.)—путем капиллярного насыщения водой колонок сухих материалов. Показатель комкуемости (К) рассчитывали по отношению

__ У^М.М.В

к. =-.

ЭД^М.К.В У^М.М.В

Исследованию подвергались как индивидуальные материалы, так и смеси золы с 20% известняка и 20% суглинка. Результаты исследования приведены в табл. 1.

Таблица 1

Водно-физические свойства и комкуемость исследованных

материалов

№ п/п Материал IV г мм в % Ш мкв % Показатель комкуемости, доли ед.

1 Зола 17Л 58,4 0,41

2 Известняк 11,0 25,8 0,74

3 Суглинок 12,2 34,4 0,53

4 Смесь 1

зола — 80% 15,9 45,5 0,54

известняк — 20%

5 Смесь 2

зола — 80% 16,2 53,0 0,44

суглинок — 20%

Как видно из таблицы, наибольшей комкуемостыо обладает известняк, а наименьшей — зола Томской ГРЭС-2. Естественно, что введение в золу добавок как суглинка, так и особенно известняка, повышает комкуемость смесей. Таким образом, введение добавок способствует не только улучшению качества искусственного зольного заполнителя, но и существенно интенсифицирует процесс мокрого гранулирования.

Таблица 2

Характеристика гранулированных смесей

к о <±> и % Состав смеси, % ! 1 Влажность гранул, % Плотность сырых гранул, г\смъ Гранулометрический состав гранулята, % Прочность гранул (16 мм) кг/гран. Водопоглощение обожженных гранул, 96

<т> а 7 •Э-сч С"— -е-2 фр. 7—5 мм сырых сухих обожженных

1 Зола—80% 21—21,5 1,5-1,55 83,5 16,0 0,5 0,7—0,8 7-8 70-75 3,5

Известняк —20%

2 Зола—80% 20-20,5 1,6-1,7 80,7 15,4 3,9 0,3-0,4 6-7 60-65 2,7

Суглинок

-20%

Прямые опыты гранулирования смесей золы с известняком и суглинком проводили на лабораторном тарельчатом грануляторе диаметром 1 м при высоте борта 0,1 м. Оптимальный режим окатывания был установ-

лен при угле наклона тарели ,45° и при окружной скорости вращения 1 м]сек. Обжиг гранул проводили в лабораторной электрической печи при температуре 1170° С в течение 2-х час.

Результаты окомкования приведены в табл. 2. Как и следовало ожидать, качество гранул из смеси золы с известняком несколько выше. Однако зольные гранулы с присадкой глины также-вполне пригодны для использования в качестве заполнителя.

Зодопоглощение и прочность обожженных окатышей, как показали опыты, зависят в основном от температурного режима обжига и, главным образом, от конечной температуры обжига.

Превышение этой температуры сверх 1200° С приводит к спеканию гранул в гроздевидные агрегаты.

ЛИТЕРАТУРА

1. А. А. К р у п а н, М. П. Э л и н з о н, С. Г. Васильков. Вопросы комплексного использования золы и шлаков тепловых электростанций. «Строительные материалы», 1968, № 9.

2. В. М, Витюгин, А .С. Б о г м а. Оценка комкуемости дисперсных материалов. Изв. вузов. «Черная металлургия», № 4, 1959.

3. А. М. Васильев. Основы современной методики и техники лабораторных определений физических свойств грунтов. Госстройиздат, М., 1953.