Фазовые превращения при нагревании глинистых минералов

минералы	Температура процесса ^оС
	Удаление основной части воды	Дегидратация и аморфизация	Твердофазовая кристаллизация
			шпинели	y-Al2O3	гематит	муллит
каолинит	400-600	800-900	-	900-950	-	1000-1050
гидрослюда	400-650	800-1100	900-1100	-	850-1100	-
Монтмориллонит	450-700	750-850	850-900	-	650-900	1100-1200

Органика в процессе сжигания претерпевает превращения с удалением летучих соединений при температуре 200 – 400^оС и переходом в полукокс (неспёкшиеся частицы) и кокс (спёкшиеся). Далее кокс окисляется до СО и СО₂, а при нарушениях горения образуется сажистый углерод:

2С + О₂ = 2СО (при t более 800^оС) 2СО = СО₂ + С_саж

Из-за неравномерности температуры в топочном пространстве полнота этих превращений существенно различается, и отходы ТЭС могут содержать невыгоревшую органику, от полукокса до сажи и минералы с различными свойствами.

С точки зрения фазового состава золы ТЭС состоят из стекловидной алюмосиликатной фазы на 40 – 65%, имеющей вид частиц шаровидной формы диаметром до 100 мкм.

Химический состав золошлаковых материалов колеблется в зависимости от месторождения.

Таблица

Химический состав зол и шлаков тэс

SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	R2O	ппп
37-63	9-37	4-17	1-32	0,1-5	до 2,5	0,5-5	0,5-30
36-62	12-31	4-20	1-5	0,2-2,7	0,2-6	0,5-5	1-40

В первой строке представлен широкий диапазон химсостава минеральной части углей Кузбасса, Печерского месторождения, Экибастуза и Канско-Ачинского разреза, во второй – Донбасса.

Классификация зол ТЭС.

1. По дисперсности т.е. по величине удельной поверхности золы ТЭС делят на: тонкодисперсные (S_уд более 4000 см²/г);

среднедисперсные (S_уд=2000-4000 см²/г);

грубодисперсные (S_уд менее 2000 см²/г).

2. По насыпной плотности: легкие – менее 800 кг/м³;

средней плотности – 800-1000 кг/м³;

тяжелые – более 1000 кг/м³ .

3. По содержанию оксида кальция золы делят на – высококальциевые –(СаО более 20%) и низкокальциевые (СаО менее 20%).

4. По модулю основности (как интегральной характеристике химсостава) золы подразделяются на: основные (СаО+МgО до 50%) – М_о более 0,9;

кислые – М_о = 0,6-0,9;

сверхкислые (СаО+МgО менее 12%).

5. В зависимости от содержания несгоревших частиц золы ТЭС делят на

6 категорий: 1. до 5%; 2. - 6-10%; 3. - 11-15%; 4.- 16-20%; 5.- 21-25%; 6.- более 25%.

Содержание стекловидной фазы у золы составляет 85 – 98%, у основных шлаков может быть значительно ниже.

Золы также классифицируют в зависимости от вида бетона, в которых они применяются. В соответствии с ГОСТ 25818-83 пылевидную золу подразделяют на классы: А – для тяжелого бетона; Б – для легкого бетона и виды: 1. – для железобетонных конструкций; 2. – для бетонных конструкций; 3.- для для конструкций гидротехнических сооружений.

Золошлаковую смесь в соответствии с ГОСТ 25592-83, как и золу подразделяют на 2 класса и 2 вида: А и Б – для тяжелого и легкого бетона; и 1, 2 – для ЖБК и бетона.

Классификация по назначению и принадлежности котлоагрегатов:

ТЭС – тепловая электростанция;

ТЭЦ – теплоэлектроцентраль;

ГРЭС – государственная электростанция.

Основные тепловые электростанции Донбасса: Луганская ГРЭС, Зуевская, Кураховская, Мироновская, Углегорская, Славянская, Старобешевская ГРЭС (ТЭС), Краматорская, Лисичанская, Северодонецкая ТЭЦ.

Крупнейшие тепловые и наиболее известные электростанции Украины: Дарницкая ТЭЦ, Днепродзержинская ГРЭС, Запорожская ГРЭС, Криворожская, Ладыжинская, Трипольская, Николаевская, Одесская ТЭЦ, Приднепровская ГРЭС, Харьковская, Херсонская, Черкасская, Черниговская, Штеровская ГРЭС.

Требования к золам ТЭС и золошлаковым материалам.

Требования к золошлаковым материалам как к сырью для производства вяжущих, тяжелых и легких бетонов должны быть направлены на обеспечение высокого качества изделий и конструкций. С одной стороны, некоторые изменения характеристик не должны существенно влиять на качество продукции, с другой стороны, эти требования должны быть подчинены интересам максимальной утилизации золошлаковых отходов, иметь возможность варьирования рецептурно-технологическими параметрами.

В зависимости от применения золы-уноса (как добавки к бетонам и сырьевой добавки при производстве цемента) существуют ограничения по различным показателям. Жесткие требования в количественном плане не всегда оправданы, так как большее влияние оказывает дисперсность, наличие НУЧ и концентрация золы при конкретном варианте использования.

Таблица