ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОСТЕКЛА ПУТЕМ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 66.046.591

ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОСТЕКЛА ПУТЕМ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ

М. И. Силкин*, Р. Б. Хамраева, М. В. Сафронов, А. Д. Гаммершмидт, Ю. С. Агапова

Научный руководитель - В. А. Федоров

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: mximis@gmail.com

Проблема утилизации золошлаковых отходов является одной из основных проблем в Красноярском крае. Рассматриваются перспективы внедрения технологии производства пеностекла путем переработки отходов ТЭЦ.

Ключевые слова: золошлаковые отходы, ТЭЦ, переработка золошлаковых отходов, пеностекло.

PROSPECTS OF PROCESSING OF ASH AND SLAG WASTES

M. I. Silkin*, R. B. Khamraeva, M. V. Safronov, A. D. Gammershmidt, J. S. Agapova

Scentific Supervisor - V. A. Fedorov.

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: mximis@gmail.com

The problem of utilization of ash and slag wastes is one of the main problems in the Krasnoyarsk Territory. The article examines the prospects of introducing the technology of foam glass production by recycling CHP waste.

Keywords: ashes and slag waste, combined heat and power plant, recycling ashes and slag waste, foam glass.

В настоящее время в России под золошлаковые (ЗШО) отходы ТЭС отведено около 20 тыс. км2 земельных участков на которых хранится свыше 1,5 млрд тонн отходов сжигания угля. Дополнительно к этому ежегодно электростанции производят до 30 млн тонн отходов. Большинство золоотвалов переполнено, в связи с этим многие ТЭС по существующим нормам находятся под угрозой закрытия.

В России всего 3 млн тонн золы, не более 10 % от общего количества ежегодно образующихся отходов, используются для дальнейшей переработки в стройиндустрии, дорожном строительстве и других отраслях промышленности [1]. В Красноярском крае ОАО «ОГК-2 Красноярской ГРЭС-2» в 2013 году потребила 2 465 244 тонны угля. Общий выход золошлаковых отходов (ЗШО) составил 378 389 тонн. За первое полугодие 2014 года выход золошлаковых материалов составил 113 447 тонн [2]

Если не будет изменено существующее положение, характеризующееся низким уровнем использования золошлаковых отходов, то к 2020 г. их объем превысит 1,7 млрд тонн, а к 2030 г. -2 млрд тонн. В связи с продолжающимся накоплением золошлаковых отходов в отвалах ТЭЦ разработка мероприятий по эффективному и экологичному использованию этого многотоннажного вида отходов производства становится весьма актуальной.

Поскольку в состав золы входят множество полезных элементов представленных в табл. 1 наиболее эффективным и легко реализуемым методом утилизации золы в Красноярском крае яв-

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2018. Том 2

ляется организация производства пеностекла на базе ТЭЦ-2 из ЗШО от сжигания ирша-бородинского угля.

Таблица 1

Химический состав золы ирша-бородинского угля

Компонент Содержание, % Среднее содержание, %

бЮ2 42-64,8 53,4

СаО 14,9-30,5 22,7

Ре20з 6,5-12,0 9,3

АЪОз 4,9-10,5 7,7

МяО 2,7-7,4 5,1

№20 0,2-0,4 0,3

К2О 0,1-0,7 0,4

80з 0-1,3 0,7

Как отмечается в [3] развитие производства пеностекла с использованием отходов промышленных предприятий является перспективным и экономически целесообразным.

Уникальные характеристики пеностекла предопределяют его востребованность на рынке теплоизоляционных материалов.

1. Негорючесть

Химический состав пеностекла в основном состоит из расплавов высших оксидов кальция, кремния, натрия, магния и алюминия. Высшие оксиды, как известно, не воспламеняются.

2. Долговечность

Благодаря ячеистой структуре материала, пеностекло имеет высокую прочность, морозостойкость, непроникаемость для влаги и сохраняет свои теплоизоляционные характеристики на протяжении всего срока эксплуатации.

3. Низкая теплопроводность

Низкая теплопроводность пеностекла объясняется его структурой. Замкнутые ячейки газовой среды разделены тонкими пленками стекла. Благодаря такой структуре теплопроводность пеностекла находится в пределах 0,05-0,085 Вт/м °С [2].

В настоящее время в РФ нет промышленного производства конструкционного пеностекла в виде блоков и плит. Производится пеностекло в виде насыпного материала и гравия. Блочное пеностекло представлено на уровне опытных образцов.

Производство пеностекла на базе ТЭЦ-2 имеет ряд преимуществ:

Во-первых, химический состав золы ирша-бородинского угля имеет стабильную основу, что в свою очередь облегчает и удешевляет технологию производства пеностекла. В табл. 2 приведено сравнение составов золошлаковых отходов и пеностекла. В качестве шихтовочных материалов, необходимые для шихтовки ЗШО среднего состава до пеностекла среднего состава по двум компонентам: 8Ю2 и №20, использованы кварцевый песок, состоящий на 98,95 % из 8Ю2 и сода кальцинированная, содержание №20 в которой составляет 57,2 %.

Таблица 2

Сравнение химических составов золошлаковых отходов и пеностекла, %

Вещество Содержание в золошлаковых отходах Содержание в пеностекле (средние значения)

БЮ2 53,4 71,25

№20 0,3 14,65

Са0 22,7 6,13

Мя0 5,1 3,45

А1203 7,7 3,45

К20 0,4 1,8

Бе203 9,3 0,41

803 0,7 0,4

Во-вторых, Красноярск является развивающимся городом с холодным климатом, при этом в строительстве домов используются теплоизоляционные материалы, которые уже устарели, производство пеностекла может заметно удешевить постройку зданий и увеличить их долговечность.

И, наконец, использование ЗШО как основы для производства пеностекла позволит разрешить проблему утилизации золошлаковых отходов. Реализация проекта производства пеностекла из ЗШО на ТЭЦ-2 при плановой загрузке технологического оборудования позволит перерабатывать более 3 000 тонн золошлаковых отходов в год.

Библиографические ссылки

1. Золошлаковые отходы. Ч. 1. На пороге экологического коллапса [Электронный ресурс]. URL: http://ect-center.com/blog/zoloshlakovie-othody (дата обращения: 25.03.2018).

2. Рагозина М. А., Флягин И. А., Филипова Е. С. Реконструкция системы золоудаления ОАО «ОГК-2 Красноярская ГРЭС-2» // Современные проблемы экономического и социального развития : межвуз. сб. науч. тр. ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. Вып. 10. С. 25-30.

3. Перспективы применения пеностекла для нефтегазовой промышленности [Электронный ресурс]. URL: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2013/thesis/s074/s074-004.pdf (дата обращения: 25.03.2018).

© Силкин М. И., Хамраева Р. Б., Сафронов М. В., Гаммершмидт А. Д., Агапова Ю. С., 2018