RU2515786C1 - Method to process ash and slag wastes of thermal power plants for production of construction products - Google Patents

Method to process ash and slag wastes of thermal power plants for production of construction products Download PDF

Info

Publication number
RU2515786C1
RU2515786C1 RU2012146269/03A RU2012146269A RU2515786C1 RU 2515786 C1 RU2515786 C1 RU 2515786C1 RU 2012146269/03 A RU2012146269/03 A RU 2012146269/03A RU 2012146269 A RU2012146269 A RU 2012146269A RU 2515786 C1 RU2515786 C1 RU 2515786C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
fly ash
ash
water
solid
Prior art date
Application number
RU2012146269/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012146269A (en
Inventor
Леонид Юльевич Ерихемзон-Логвинский
Николаус Нойбергер
Михаил Яковлевич Рахлин
Юрий Константинович Целыковский
Александр Максимович Зыков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт"
СТАЙНБАЙС-Трансферцентр "Интернацональное использование знаний и менеджмент технологий" (Steinbeis-Transferzentrum "Internationale Wissensverwertung und Technologiemanagement")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт", СТАЙНБАЙС-Трансферцентр "Интернацональное использование знаний и менеджмент технологий" (Steinbeis-Transferzentrum "Internationale Wissensverwertung und Technologiemanagement") filed Critical Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт"
Priority to RU2012146269/03A priority Critical patent/RU2515786C1/en
Publication of RU2012146269A publication Critical patent/RU2012146269A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2515786C1 publication Critical patent/RU2515786C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: method to process ash and slag wastes on coal thermal power plants equipped with boilers with liquid or solid slag removal, for their subsequent industrial recycling and/or piling consists in the following. Liquid slag or molten solid slag is converted into condition suitable for industrial recycling and/or piling by means of quick cooling of slag melt by air-water jets during its aerohydrodynamic spraying. To produce a binding component of processing of fly ash, they perform fine dry grinding of the required quantity of the produced solid granulated slag, if necessary, with additives of hardening activators with subsequent mixing of the grinding product during intense mixing with water and fly ash at the following ratio of components: fly-ash 72-81 wt %, slag binder 18-9.0 wt %, water - not more than 10 wt %, additives-activators of hardening - up to 0.5 wt %. Simultaneously with intense mixing of the specified components they perform granulation of the mixture, then thermal treatment of produced raw granules of the processed fly ash is carried out with steam, generated in process of cooling of the specified slag melt. The fly ash processed in this manner before industrial recycling or piling is exposed to regulated cooling.
EFFECT: recycling of by-products - fly ash and slag produced when fuel is burnt at coal TPPs.
8 cl, 1 dwg

Description

Область использованияArea of use

Изобретение относится к области переработки золошлаковых отходов угольных тепловых электростанций с целью их утилизации в качестве наполнителей и заполнителей бетонов и других материалов при производстве строительных изделий, а также для обеспечения при необходимости возможности беспылевого хранения в отвалах.The invention relates to the field of processing ash and slag waste from coal-fired thermal power plants for the purpose of their disposal as fillers and aggregates of concrete and other materials in the manufacture of building products, and also to ensure, if necessary, dust-free storage in dumps.

Уровень техникиState of the art

Существует обширная патентная и научно-техническая информация по утилизации золы и шлака, которую можно сгруппировать по трем направлениям:There is extensive patent and scientific and technical information on the disposal of ash and slag, which can be grouped in three directions:

- гидроудаление всей массы золы и шлака с последующей ее утилизацией,- water removal of the entire mass of ash and slag with its subsequent disposal,

- сухое удаление всей массы золы с последующей ее утилизацией,- dry removal of the entire mass of ash with its subsequent disposal,

- частичная утилизация массы золы в производстве строительных материалов.- partial utilization of ash mass in the production of building materials.

К первому направлению относятся технические решения с использованием различных методов сепарации легких компонентов, содержащих несгоревший уголь, и тяжелых компонентов, содержащих металлы (магнитные, редкие, редкоземельные и благородные) или их окислы. Характерным представителем этого направления является изобретение «Способ переработки золы и шлака котельных и тепловых электростанций» (RU 2344887, В09В 3/00, 2009 [1]). По данному изобретению возможно выделение большинства из указанных выше компонентов при утилизации значительного количества золошлаковых отходов. Недостатком [1] является необходимость большого количества воды и водного раствора кислот при поддержании температуры раствора около 100°C. Для переработки этим методом большого количества золошлаковых отходов (десятки и более тысяч тонн) потребовалось бы строительство отдельных цехов на ТЭС или отдельных химических производств. Кроме того, сам процесс с постоянным подогревом воды требует значительных энергетических затрат.The first area includes technical solutions using various separation methods for light components containing unburned coal and heavy components containing metals (magnetic, rare, rare earth and noble) or their oxides. A characteristic representative of this direction is the invention “A method for processing ash and slag from boiler and thermal power plants” (RU 2344887, B09B 3/00, 2009 [1]). According to this invention, it is possible to isolate most of the above components when disposing of a significant amount of ash and slag waste. The disadvantage [1] is the need for a large amount of water and an aqueous solution of acids while maintaining the temperature of the solution at about 100 ° C. For the processing by this method of a large amount of ash and slag waste (tens or more than thousands of tons), the construction of separate workshops at thermal power plants or separate chemical plants would be required. In addition, the process itself with constant heating of water requires significant energy costs.

Технические решения третьего направления широко используются при утилизации золы-уноса как текущего выхода в процессе сгорания топлива, так и из отвалов, например, RU 2101251, С04В 18/08, 1998 [2] с использованием золы-уноса угля для получения бетонных смесей, или RU 2145585 С04В 38/08, 2000 [3] для изготовления газозолобетона. Данные изобретения, однако, не решают задачи комплексной переработки всех золовых отходов текущего выхода и не устраняют необходимости гидросброса их в отвалы. Кроме того, эти технические решения применимы только при переработке золы с большим содержанием СаО и не предусматривают утилизации шлаков, являющихся существенной составляющей отходов сжигания углей.Technical solutions of the third direction are widely used in the disposal of fly ash both of the current output in the process of fuel combustion and from dumps, for example, RU 2101251, С04В 18/08, 1998 [2] using coal fly ash for concrete mixtures, or RU 2145585 С04В 38/08, 2000 [3] for the manufacture of gas and ash concrete. The data of the invention, however, do not solve the problem of complex processing of all ash waste of the current output and do not eliminate the need for hydro-dumping them into dumps. In addition, these technical solutions are applicable only in the processing of ash with a high content of CaO and do not provide for the disposal of slag, which is an essential component of coal combustion waste.

Ко второму направлению можно отнести технические решения, направленные на получение из золошлаковых отходов заполнителей и наполнителей для широко используемых стандартизированных строительных материалов, например, легких бетонов. Известен технологический процесс получения безобжигового зольного гравия (Искусственные пористые заполнители для бетонов. / Справочник. М., Стройиздат. 1987. стр.81. [4]), предусматривающий помол отвальной золы, смешение ее с 10% цемента и добавкой ускорителя твердения, увлажнение смеси и ее грануляцию (окомкование) на тарельчатом грануляторе с последующим пропариванием сырцовых гранул на ленточном конвейере. Недостатком этого способа является использование в качестве вяжущего материала относительно дорогого и дефицитного цемента и высокая энергоемкость процесса грануляции при исключенной утилизации шлаковой составляющей продуктов сгорания углей.The second direction includes technical solutions aimed at obtaining aggregates and fillers from ash and slag waste for widely used standardized building materials, for example, lightweight concrete. Known technological process for producing non-fired ash gravel (Artificial porous aggregates for concrete. / Handbook. M., Stroyizdat. 1987. p. 81. [4]), which includes grinding of dump ash, mixing it with 10% cement and the addition of a hardening accelerator, moistening mixtures and its granulation (pelletizing) on a plate granulator followed by steaming of raw granules on a conveyor belt. The disadvantage of this method is the use of a relatively expensive and scarce cement as a binder and a high energy consumption of the granulation process with the excluded utilization of the slag component of coal combustion products.

Известен способ получения безобжигового легкого заполнителя (RU 2148043, С04В 18/10, 2000 [5]), где в качестве вяжущего вещества используют жидкое стекло, полученное в результате гидротермальной обработки суспензии микрокремнезема (отхода производства кристаллического кремния) с каустической содой при температуре (80…90)°C и атмосферном давлении, а дополнительно в качестве порообразующей добавки - отсев кристаллического кремния. Из смеси золы-уноса ТЭС, вышеназванного жидкого стекла и отсева кристаллического кремния формуют гранулы и производят их термообработку при (120…150)°C в течение 1 часа с предварительным подогревом до (50…60)°C вяжущего и порообразующей добавки и при определенном соотношении компонентов. Технический результат изобретения заключается в снижении насыпной плотности и водопоглощения, повышении прочности при сжатии гранул, а также упрощение технологического процесса изготовления заполнителя. Данное решение позволяет заменить цемент на более дешевое вяжущее, полученное из отходов производства кристаллического кремния. В то же время вопрос утилизации шлака и здесь остается нерешенным, а объем утилизации золы-уноса невелик и составляет (25,7…27,6) мас.%. Близким к [5] техническим решениям является ЕР 109506, С04В 18/08, 1984 [6], согласно которому золу-унос любого происхождения и объема гомогенно смешивают с гидравлическими вяжущими такими, как цемент, гипс или шлам карбида с добавкой воды и других элементов с переводом этой смеси в форму гранул, которые затем складируют и/или используют в качестве наполнителя и/или заполнителя в изделиях стройиндустрии. Данное техническое решение позволяет решить задачу достаточно полной утилизации золы-уноса текущего выхода путем перевода ее в удобную стабильную и экологичную форму гранул, обеспечивающую возможность ее длительного хранения, транспортировки и промышленного применения. Существенными недостатками [6] являются потребность в покупных вяжущих и невозможность утилизации всех побочных продуктов сжигания углей текущего выхода, что приводит к необходимости их гидроудаления в отвалы со всеми негативными последствиями как экономического, так и экологического характера.A known method for producing an unburned lightweight aggregate (RU 2148043, С04В 18/10, 2000 [5]), where liquid glass, obtained as a result of hydrothermal treatment of a suspension of microsilica (waste from the production of crystalline silicon) with caustic soda at a temperature of (80), is used as a binder. ... 90) ° C and atmospheric pressure, and in addition as a pore-forming additive - screening of crystalline silicon. Granules are formed from a mixture of fly ash of TPPs, the above liquid glass and screening of crystalline silicon and heat treated at (120 ... 150) ° C for 1 hour with preliminary heating to (50 ... 60) ° C of an astringent and pore-forming additive and with a certain ratio of components. The technical result of the invention is to reduce the bulk density and water absorption, increase the compressive strength of the granules, as well as simplifying the manufacturing process of the aggregate. This solution allows you to replace cement with a cheaper binder obtained from the waste from the production of crystalline silicon. At the same time, the issue of slag utilization remains unresolved here, and the volume of utilization of fly ash is small and amounts to (25.7 ... 27.6) wt.%. Technical solutions close to [5] are EP 109506, С04В 18/08, 1984 [6], according to which fly ash of any origin and volume is homogeneously mixed with hydraulic binders such as cement, gypsum or carbide sludge with the addition of water and other elements with the conversion of this mixture into the form of granules, which are then stored and / or used as a filler and / or filler in building products. This technical solution allows us to solve the problem of a fairly complete utilization of fly ash of the current yield by transferring it into a convenient stable and environmentally friendly form of granules, which ensures the possibility of its long-term storage, transportation and industrial use. Significant disadvantages [6] are the need for purchased binders and the inability to utilize all the by-products of burning coal of the current output, which leads to the need for their disposal in dumps with all negative consequences of both an economic and environmental nature.

Известен способ переработки дисперсных промышленных отходов (золы-уноса) на угольных тепловых электростанциях для последующего складирования и/или промышленной утилизации, включающей подготовку и измельчение золы-уноса, смешение измельченной массы с вяжущим, в качестве по меньшей мере одного из компонентов которого используют часть шлаковой составляющей указанных отходов, перемешивание размолотых твердых отходов и вяжущего при дозированной подаче воды, гранулирование и термообработку полученных сырцовых гранул до требуемой прочности по условиям складирования и перевозки (О современных технологиях складирования дисперсных промышленных отходов. / Уфимцев В.М. // Горный журнал, 1997, №11-12, с.220-227 [7]). Положительным моментом в указанном способе является переработка золовых отходов в больших объемах с возможностью их длительного хранения. При этом складированные в отвал гранулированные (окомковыванные) золовые отходы спустя 3-5 лет приобретают необходимые для промышленной утилизации потребительские свойства, а спустя 10-12 лет в поверхностных слоях отвала образуется песок толщиной 1-3 мм, также длительное время сохраняющий высокую прочность, что позволяет использовать площадки таких отвалов для сооружения на них зданий. К недостаткам [7] можно отнести то, что промышленная утилизация касается только дисперсных отходов и возможна лишь после их многолетней выдержки в отвалах. При необходимости утилизации золы-уноса текущего выхода на ТЭС, использующих в качестве топлива каменный уголь, простое измельчение шлака не позволяет использовать в полной мере его потенциальные вяжущие свойства и будут требовать применения в большом количестве общепринятых вяжущих (цемент, клинкер и др.) для получения гранул требуемого для утилизации отходов размера. При утилизации золы ТЭС, использующих в качестве топлива бурый уголь, возникает проблема с применением золы-уноса. В золе бурых углей текущего выхода содержится значительное количество негашеной извести, в результате чего при смешении компонентов и гранулировании полученной массы с добавлением воды будет происходить реакция с выделением тепла и увеличением ее объема, что будет препятствовать процессу грануляции. Таким образом, способ согласно [7] не позволяет достаточно эффективно решить задачу утилизации золы-уноса и шлаков текущего выброса в полезный конечный продукт, например, в заполнители и/или наполнители для стройматериалов, требуя для этого использования большого количества дорогих вяжущих материалов.A known method of processing dispersed industrial waste (fly ash) in coal-fired thermal power plants for subsequent storage and / or industrial disposal, including the preparation and grinding of fly ash, mixing the crushed mass with a binder, at least one of the components of which use part of slag component of these wastes, mixing the crushed solid waste and binder with a dosed water supply, granulating and heat treating the obtained raw granules to the required solid according to the conditions of storage and transportation (On modern technologies for the storage of dispersed industrial waste. / Ufimtsev VM // Mining Journal, 1997, No. 11-12, p.220-227 [7]). A positive point in this method is the processing of ash waste in large volumes with the possibility of long-term storage. At the same time, granular (pelletized) ash waste stored in a dump after 3-5 years acquires the consumer properties necessary for industrial utilization, and after 10-12 years sand forms 1-3 mm thick in the surface layers of the dump, which also maintains high strength for a long time, which allows you to use the sites of such dumps for the construction of buildings on them. The disadvantages [7] include the fact that industrial disposal relates only to dispersed waste and is possible only after many years of aging in dumps. If it is necessary to utilize fly ash of the current outlet to TPPs using coal as a fuel, simple grinding of slag does not allow to fully use its potential binders and will require the use of a large number of generally accepted binders (cement, clinker, etc.) to obtain granules of the size required for waste disposal. When disposing ash from TPPs using brown coal as fuel, there is a problem with the use of fly ash. The brown coal ash of the current yield contains a significant amount of quicklime, as a result of which, when the components are mixed and the resulting mass is granulated with the addition of water, a reaction will occur with the release of heat and an increase in its volume, which will interfere with the granulation process. Thus, the method according to [7] does not allow to efficiently solve the problem of utilizing fly ash and slag of current discharge into a useful final product, for example, into aggregates and / or fillers for building materials, requiring a large amount of expensive binders for this.

Таким образом, заявленное изобретение по имеющейся информации должно быть отнесено к техническим решениям, не имеющим ближайшего аналога.Thus, the claimed invention according to the available information should be attributed to technical solutions that do not have the closest analogue.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Достигаемым техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение при сжигании топлива на угольных ТЭС эффективной промышленной утилизации обоих побочных продуктов - золы-уноса и всего шлака с возможным полным отказом от их транспортировки в отвалы.Achievable technical result of the claimed invention is the provision of efficient industrial utilization of both by-products - fly ash and all slag with the possible complete rejection of their transportation to dumps when burning fuel at coal-fired TPPs.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе переработки золошлаковых отходов на угольных тепловых электростанциях, оборудованных котлами с жидким или твердым шлакоудалением, для последующей их промышленной утилизации и/или складирования согласно заявленному изобретению жидкий шлак текущего выхода при жидком шлакоудалении или расплавленный твердый шлак при твердом шлакоудалении переводят в способное к промышленной утилизации и/или складированию состояние путем быстрого охлаждения шлакового расплава воздушно-водяными струями при его аэрогидродинамическом распылении, после чего его при необходимости сепарируют, а для получения вяжущего компонента переработки золы-уноса производят тонкий сухой помол необходимого количества полученного твердого гранулированного шлака при необходимости совместно с добавками активаторов твердения типа извести или цементного клинкера с последующим смещением продукта размола при интенсивном перемешивании с водой и золой-уносом, которую также при необходимости предварительно сепарируют, при следующем соотношении компонентов: зола-унос 72…81 мас.%, шлаковое вяжущее 18…9,0 мас.%, вода - не более 10 мас.%, добавки-активаторы твердения - до 0,5 мас.%, причем одновременно с интенсивным перемешиванием указанных компонентов осуществляют гранулирование смеси, затем осуществляют термообработку полученных сырцовых гранул переработанной золы-уноса паром, образующимся при охлаждении указанного шлакового расплава, после чего переработанную золу-унос перед промышленной утилизацией или складированием подвергают регулируемому охлаждению. При этом получаемые при распылении жидкого шлака или шлакового расплава сухие гранулы до их помола при необходимости сепарируют, отделяя содержащиеся в шлаке оксиды тяжелых металлов; золу-унос для обработки преимущественно отбирают непосредственно из бункеров, установленных под полями электрофильтров котлов электростанции или из централизованного силосного склада сухой золы; перед обработкой золу-унос при необходимости сепарируют с отделением из обрабатываемого потока частиц размером более 120 мкм; при использовании золы-уноса с высоким содержанием оксида кальция перед операцией гранулирования ее предварительно смешивают с водой и перемешивают для осуществления процесса гидратации всего количества указанного оксида; скорость воздушно-водяных струй в процессе аэродинамического распыления жидкого шлака или шлакового расплава преимущественно составляет 250…300 м/с при давлении воздуха и воды на входе распылительного устройства не менее 0,5 МПа и 0,6 МПа соответственно; помол твердого гранулированного шлака при необходимости совместно с активирующими добавками производят преимущественно до тонины с удельной поверхностью полученного порошка не менее 4500 см2/г; расплавление твердого шлака или шлака с недостаточной текучестью для получения вяжущего преимущественно производят в электроплавильной печи путем плазменного нагрева или иным другим известным способом.The specified technical result is ensured by the fact that in the method of processing ash and slag waste at coal-fired thermal power plants equipped with boilers with liquid or solid slag removal, for their subsequent industrial utilization and / or storage according to the claimed invention, liquid slag of the current output during liquid slag removal or molten solid slag during solid slag removal is converted into a state capable of industrial disposal and / or storage by rapidly cooling the slag melt of air -Water jets during its aerohydrodynamic spraying, after which it is separated if necessary, and to obtain an astringent component of fly ash, fine dry grinding of the required amount of solid granulated slag is carried out, if necessary, together with the addition of hardening activators such as lime or cement clinker, followed by product displacement grinding with vigorous stirring with water and fly ash, which is also pre-separated if necessary, in the following components: ash fly 72 ... 81 wt.%, slag binder 18 ... 9.0 wt.%, water - not more than 10 wt.%, hardening activator additives - up to 0.5 wt.%, and at the same time intense by mixing these components, the mixture is granulated, then heat treatment of the obtained raw granules of the processed fly ash is carried out by steam generated during cooling of the specified slag melt, after which the processed fly ash is subjected to controlled cooling before industrial disposal or storage. At the same time, dry granules obtained by spraying liquid slag or slag melt are separated before grinding, if necessary, separating the heavy metal oxides contained in the slag; fly ash for processing is mainly taken directly from the bins installed under the electric filter fields of the boilers of the power plant or from the centralized silo warehouse of dry ash; before processing, fly ash, if necessary, is separated with separation from the processed stream of particles larger than 120 microns; when using fly ash with a high content of calcium oxide before the granulation operation, it is pre-mixed with water and mixed to carry out the hydration process of the entire amount of the specified oxide; the speed of air-water jets in the process of aerodynamic spraying of liquid slag or slag melt is preferably 250 ... 300 m / s with air and water pressure at the inlet of the spraying device not less than 0.5 MPa and 0.6 MPa, respectively; grinding of solid granulated slag, if necessary, together with activating additives is carried out mainly up to fineness with a specific surface area of the obtained powder of at least 4500 cm 2 / g; the melting of solid slag or slag with insufficient fluidity to obtain a binder is mainly carried out in an electric melting furnace by plasma heating or by any other known method.

Причинно-следственная связь между главными признаками, характеризующими заявленное изобретение, и указанным выше техническим результатом состоит в том, что перевод жидкого шлака текущего выхода при жидком шлакоудалении или расплавленного твердого шлака при твердом шлакоудалении в способное к промышленной утилизации и/или складированию состояние путем быстрого охлаждения шлакового расплава воздушно-водяными струями при его аэрогидродинамическом распылении обеспечивает благодаря гранулированному твердому конечному состоянию переработанного шлака эффективную промышленную утилизацию всего шлака с возможным полным отказом от его транспортировки в отвалы. Сухой помол необходимого количества гранулированного твердого шлака в чистом виде или с необходимыми добавками с использованием последующей описанной технологии смешения полученного порошка с водой и золой-уносом обеспечивает получение из шлака высококачественного и дешевого вяжущего для придания золе уноса после необходимой последующей обработки по описанной технологии обеспечивает возможность полной эффективной промышленной утилизации второго компонента отходов - золы-уноса.A causal relationship between the main features characterizing the claimed invention and the above technical result is that the conversion of liquid slag of the current output during liquid slag removal or molten solid slag during solid slag removal into a state capable of industrial disposal and / or storage by rapid cooling slag melt by air-water jets during its aerohydrodynamic spraying provides due to the granular solid final state works slag efficient industrial utilization of the entire slag with a possible total failure of its transport to the blades. Dry grinding of the required amount of granular solid slag in pure form or with the necessary additives using the following described technology for mixing the obtained powder with water and fly ash provides a high-quality and cheap binder from the slag to impart fly ash after the necessary subsequent processing according to the described technology makes it possible to fully effective industrial disposal of the second component of the waste - fly ash.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Способ согласно заявленному изобретению технологически осуществляется постадийно. На первой стадии расплавленный твердый шлак или жидкий шлак текущего выхода, вытекающий из летки угольной топки, образующийся в зависимости от типа котла и вида сжигаемого в нем угля при температурах (1450…1710)°C, переводят в твердый гранулированный продукт, состоящий из сухих, аморфных сферических частиц. Для этого жидкий шлак быстро охлаждают воздушно-водяными струями при аэрогидродинамическом распылении расплава. При этом на входе распылительного устройства поддерживают давление воздуха не менее 0,5 Мпа и воды - (0,60…0,65) МПа. Механизм получения из шлакового расплава гранулированного твердого продукта заключается в том, что воздействие компактных воздушно-водяных струй при околозвуковой скорости (250…300) м/с на выходе распылительного устройства, имеющего форму сопла Лаваля, на поток шлакового расплава непосредственно под топочной леткой приводит к быстрому испарению воды, которая мгновенно образующимся паром разрывает расплав на мельчайшие частицы. В результате температурных деформаций при последующем охлаждении в образующемся вихревом паровоздушном потоке происходит процесс остекловывания частиц шлака в виде сфер диаметром (0,1…1,0) мм. При этом образующиеся сухие стекловидные частицы сохраняют в твердом состоянии свой фазовый состав и активную структуру расплава, используемую на второй стадии описываемого технологического процесса. Пар, образующийся на первой стадии при взаимодействии воды с расплавом шлака, по паропроводу направляют в пропарочную камеру термообработки сырцовых гранул золы-уноса. Полученный на первой стадии продукт в виде твердого мелко гранулированного шлака может быть утилизирован самостоятельно в качестве наполнителя при производстве бетонных строительных изделий.The method according to the claimed invention is technologically carried out in stages. At the first stage, molten solid slag or liquid slag of the current yield, resulting from the notch of a coal furnace, formed depending on the type of boiler and the type of coal burned in it at temperatures (1450 ... 1710) ° C, is converted into a solid granular product consisting of dry, amorphous spherical particles. For this, the liquid slag is rapidly cooled by air-water jets during aerohydrodynamic spraying of the melt. At the same time, at the inlet of the spraying device, the air pressure is maintained at least 0.5 MPa and water - (0.60 ... 0.65) MPa. The mechanism for producing a granular solid product from slag melt consists in the fact that the action of compact air-water jets at a transonic speed (250 ... 300) m / s at the outlet of a spray device having the shape of a Laval nozzle on the flow of slag melt directly under the furnace notch leads to rapid evaporation of water, which instantly forms steam breaks the melt into tiny particles. As a result of temperature deformations during subsequent cooling, the process of vitrification of slag particles in the form of spheres with a diameter of (0.1 ... 1.0) mm occurs in the resulting vortex vapor-air flow. In this case, the resulting dry vitreous particles retain their solid phase composition and active melt structure used in the second stage of the described process. The steam generated in the first stage during the interaction of water with the slag melt is sent through a steam line to the steaming chamber for the heat treatment of raw fly ash. The product obtained in the first stage in the form of solid finely granulated slag can be disposed of independently as a filler in the production of concrete building products.

На второй стадии получают порошок шлаковяжущего материала для использования при переработке золы-уноса. Порошок получают путем тонкого помола необходимого количества сухих частиц гранулированного шлака на мельничном устройстве при необходимости совместно с добавками активаторов твердения типа извести или цементного клинкера, активизирующими гидрофобные свойства вяжущего продукта. При переработке кальцийсодержащих шлаков от сжигания бурых углей применение активизирующих добавок не обязательно.In the second stage, a powder of slag-binding material is obtained for use in the processing of fly ash. The powder is obtained by fine grinding the required amount of dry particles of granular slag on a mill device, if necessary, together with the addition of hardening activators such as lime or cement clinker, activating the hydrophobic properties of the binder. When processing calcium-containing slag from burning brown coal, the use of activating additives is not necessary.

На третьей стадии сухую золу-унос, отбираемую преимущественно из бункеров последних полей электрофильтров, смешивают с шлаковяжущим компонентом при одновременном увлажнении водой до получения золошлаковой массы влажностью до 10 мас.% и гранулировании в зерна размером до 5 мм. Соотношение смешиваемых компонентов преимущественно лежит в пределах: зола-унос 72…81 мас.%, шлаковое вяжущее 18…9,0 мас.%, вода - не более 10 мас.%. При этом допустимо подмешивание в указанную смесь небольшого количества (по отношению к массе всей смеси) - до 0,5 мас.% материалов - ускорителей отвердения гранул в процессе их последующей термообработки. В случае использования золы-уноса от сжигания бурых углей сначала в смесители подают золу и воду для проведения процесса гидратации СаО при интенсивном перемешивании, а затем смешивают с шлаковяжущим и гранулируют. В этом случае количество подаваемой на стадии гидратации золы воды зависит от массовой доли содержания СаО в золе.In the third stage, dry fly ash, taken mainly from the hoppers of the last fields of electrostatic precipitators, is mixed with a slag-binding component while moistening with water until an ash-slag mass is obtained with a moisture content of up to 10 wt.% And granulation into grains up to 5 mm in size. The ratio of the mixed components mainly lies in the range: fly ash 72 ... 81 wt.%, Slag binder 18 ... 9.0 wt.%, Water - not more than 10 wt.%. At the same time, a small amount (up to the weight of the whole mixture) of up to 0.5 wt.% Materials, accelerators of granules hardening in the course of their subsequent heat treatment, is admissible in the indicated mixture. In the case of using fly ash from burning brown coal, ash and water are first fed into the mixers to carry out the CaO hydration process with vigorous stirring, and then mixed with a slag binder and granulated. In this case, the amount of water supplied at the hydration stage of the ash depends on the mass fraction of CaO content in the ash.

На четвертой стадии осуществляют непрерывный процесс термообработки сырых гранул переработанной золы-уноса путем раздельных процессов пропаривания гранул и охлаждения получаемого на выходе готового продукта. При этом для пропаривания может быть использован пар, образующийся на первой стадии получения сухого гранулированного шлака. Время пропарки и регулируемого охлаждения определяется экспериментальным путем и зависит, в основном, от состава продуктов сжигания углей и скорости приобретения конечным продуктом прочности, достаточной для штабелирования, хранения и применения в виде безобжигового гранулированного зольного песка (БГЗП).At the fourth stage, a continuous process of heat treatment of the raw granules of the processed fly ash is carried out by separate processes of steaming the granules and cooling the resulting product. In this case, steam generated in the first stage of obtaining dry granulated slag can be used for steaming. The time of steaming and controlled cooling is determined experimentally and depends mainly on the composition of the products of coal combustion and the rate at which the final product acquires strength sufficient for stacking, storage and use in the form of non-fired granular fly ash (BGZP).

Следует отметить, что промежуточные продукты (гранулированный шлак, шлаковяжущее, БГЗП), получаемые на каждой из трех первых описанных стадий способа согласно изобретению, приобретают полезные свойства, позволяющие им в случае остановки котлов ТЭС (по временному плану, профилактически или аварийно) быть реализованными как самостоятельные продукты для промышленного использования в производстве строительных материалов.It should be noted that the intermediate products (granular slag, slag binder, BGZP) obtained at each of the first three described stages of the method according to the invention acquire useful properties that allow them to be sold as a temporary stop, according to a temporary plan, prophylactically or accidentally) as stand-alone products for industrial use in the production of building materials.

Способ согласно заявляемому изобретению допускает при необходимости включать в технологический процесс сепарирование промежуточных продуктов: при обработке шлаков отделение легкой фракции для получения из нее гранулированного шлака и тяжелой фракции, содержащей соединения тяжелых металлов; применительно к золе-уноса сепарирование может производиться до процесса смешения с вяжущим как с целью классификации ее по размерам (по данному способу средний размер частиц золы лежит в пределах (40…50) мкм и не более 120 мкм), так и с целью отбора, например, путем воздушного сепарирования крупной фракции, содержащей угольный недожог, и/или наиболее тяжелых фракций, содержащих соединения металлов. Способы сепарирования и классификации продуктов сжигания углей широко известны и апробированы, и здесь не описываются. Для данного технологического решения важно место отбора сухих промежуточных продуктов в технологической линии без нарушения процесса обработки по времени и при максимальной экономии энергетических затрат.The method according to the claimed invention allows, if necessary, to include the separation of intermediate products in the technological process: when processing slag, separating the light fraction to obtain granulated slag and a heavy fraction containing heavy metal compounds from it; in relation to fly ash, separation can be carried out before the process of mixing with the binder, both for the purpose of classifying it by size (in this method, the average particle size of the ash lies in the range (40 ... 50) microns and not more than 120 microns), and for the purpose of selection, for example, by air separation of a large fraction containing coal underburn and / or the heaviest fractions containing metal compounds. Methods for the separation and classification of coal combustion products are widely known and tested, and are not described here. For this technological solution, the place of selection of dry intermediate products in the production line is important without disrupting the processing process in time and at the maximum saving of energy costs.

Данный способ может быть применен на угольных ТЭС с котлами, оборудованными топками не только жидкого, но и сухого шлакоудаления, путем дополнительного плавления удаляемого из топки твердого шлака в плавильном устройстве при нагреве до температуры выше температуры плавления шлака (например, в электроплавильной печи или при плазменном нагреве расплава). Получаемый при этом расплав подают на вход устройства для сухой грануляции и далее перерабатывают в соответствии с ранее описанной технологией. Например, в случае использования углей Кузнецкого бассейна, температура плавления шлака которых составляет 1580°C, твердый шлак при сухом шлакоудалении необходимо прогревать в процессе переработки до температур (1680…1710)°C. Такой дополнительный подогрев необходим также для реализации способа и в котлах с жидким шлакообраованием, если температурные условия в районе леток не соответствуют указанным температурам и не обеспечивают стабильный поток расплава шлака на вход распылительного устройства.This method can be applied on coal-fired TPPs with boilers equipped with furnaces of not only liquid but also dry slag by additional melting of solid slag removed from the furnace in a melting device when heated to a temperature above the melting temperature of the slag (for example, in an electric melting furnace or in a plasma heating the melt). The resulting melt is fed to the inlet of the device for dry granulation and then processed in accordance with the previously described technology. For example, in the case of coal from the Kuznetsk basin, the melting point of which is 1580 ° C, solid slag during dry slag removal must be heated during processing to temperatures (1680 ... 1710) ° C. Such additional heating is also necessary for the implementation of the method in boilers with liquid slag formation, if the temperature conditions in the tap hole area do not correspond to the indicated temperatures and do not provide a stable flow of slag melt to the inlet of the spray device.

Таким образом, способ согласно заявляемому изобретению в сравнении с прототипом [7] обладает новизной, изобретательским уровнем, технически реализуем при современном состоянии технологического оборудования и обеспечивает достижение указанного выше технического результата, решая задачу полной утилизации золошлаков угольных ТЭС как в процессе эксплуатации котлов, так и при их временной остановке (при условии накопления складируемых промежуточных продуктов переработки золошлаковых отходов). При этом, способ согласно изобретению экономически и экологически эффективен и рентабелен.Thus, the method according to the claimed invention in comparison with the prototype [7] has a novelty, inventive step, is technically feasible in the current state of technological equipment and ensures the achievement of the above technical result, solving the problem of the complete utilization of ash and slag from coal TPPs both during operation of boilers and at their temporary stop (subject to the accumulation of stored intermediate products from the processing of ash and slag waste). Moreover, the method according to the invention is economically and environmentally efficient and cost-effective.

Пример осуществления способаAn example of the method

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема переработки золы-уноса и шлаков по способу согласно изобретению, где цифрами внутри прямоугольников обозначены исходные материалы: жидкий шлак 1, зола уноса 2, вода и воздух 3, пар 4, вода 5; дополнительные материалы: клинкер и др. 6; конечный продукт - БГЗП 7; соответствующие процессы переработки: сухая грануляция 8 шлакового расплава, тонкий сухой помол 9, смешение и грануляция 10, термообработка 11, штабелирование 12, а также допускаемые дополнительные процессы переработки: сепарация 13 на стадии получения гранулированного шлака и сепарация 14 золы-уноса.The drawing shows a schematic flow diagram of the processing of fly ash and slag according to the method according to the invention, where the numbers inside the rectangles indicate the starting materials: liquid slag 1, fly ash 2, water and air 3, steam 4, water 5; additional materials: clinker, etc. 6; final product - BGZP 7; relevant processing processes: dry granulation 8 of slag melt, fine dry grinding 9, mixing and granulation 10, heat treatment 11, stacking 12, and also allowed additional processing processes: separation 13 at the stage of obtaining granulated slag and separation 14 of fly ash.

В качестве примера осуществления способа согласно изобретению рассмотрим способ утилизации золошлаковых отходов на котлах, использующих Кузнецкий уголь с выходом шлака - 1,5 т/час и золы-уноса 10 т/час, соответственно.As an example of the implementation of the method according to the invention, we consider a method for the disposal of ash and slag waste in boilers using Kuznetsk coal with a slag output of 1.5 t / h and fly ash 10 t / h, respectively.

Первая стадия: получение сухого гранулированного шлака. Выпускаемый из топки котла при температуре (1670…1710)°C шлаковый расплав 1 вытекает из шлаковой летки перед сопловой частью грануляционного устройства таким образом, чтобы ширина выходящих из сопел потоков туманообразных капель (воздух в смеси с распыляемой им водой) совпадала с шириной потока расплава из-под указанной летки. Количество распыляемой воды регулируется автоматически в зависимости от геометрии соплового устройства. В рассматриваемом примере при использовании воздуха и воды (поз.5) с давлением 0,5 МПа и 0,6 МПа соответственно и при соотношении массы распыляемого воздуха к массе распыляемой воды примерно 1:4 расход воды составляет 0,27 кг\с. Количество воды, испаряемой в 1 секунду при грануляции, необходимой для быстрого охлаждения шлака, можно в первом приближении вычислить, используя тепловой балланс в системе «вода-расплав шлака» (Термодинамические данные неорганических веществ. / МЭИ // Moscow Power Engineering Institute: Mathcad Calculation Server. [8]). Приняв, что вода при встрече с расплавом шлака нагреется на (90°…95)°C до температуры кипения и испарится за счет теплоты, полученной от охлаждения потока шлака, величину переданной воде теплоты можно рассчитать как произведение ΔН·Vm по удельной энтальпии шлака ΔН при температуре расплава (для шлака из Кузнецких углей Т=1600°C ΔН=420 ккал/кг) и массовому потоку шлака из топки Vm=0,41 кг/с. Приняв, что удельная теплоемкость воды с=1 ккал/кг·°C и удельная теплота парообразования r=540 ккал/кг, получим секундный расход воды, испаряемой при грануляции и охлаждении шлака, в соответствии с формулой Δm=Δh/(с+r)=0,27 кг/с, где Δh=172 ккал/с - секундная скорость изменения энтальпии шлакового потока при его охлаждении. Это соответствует расходу распыляемой воды по поз.4 рассматриваемой технологической схемы. Аэродинамические струи, выходящие из специально рассчитываемых сопел (типа сопел Лаваля) с околозвуковой скоростью порядка (280…330) м/с турбулизуют поток расплава, а образующийся от испарения воды пар разрывает расплав на сухие мелкие частицы, уносимые паровоздушным потоком в трубу охлаждения и улавливаемые в циклоне.The first stage: obtaining dry granulated slag. The slag melt 1 discharged from the boiler furnace at a temperature of (1670 ... 1710) ° C flows from the slag notch in front of the nozzle part of the granulation device so that the width of the misty droplet flows coming out of the nozzles (air mixed with water sprayed by it) coincides with the melt flow width from under the specified tap hole. The amount of sprayed water is automatically adjusted depending on the geometry of the nozzle device. In the considered example, when using air and water (item 5) with a pressure of 0.5 MPa and 0.6 MPa, respectively, and with a ratio of the mass of atomized air to the mass of atomized water of approximately 1: 4, the water flow is 0.27 kg / s. The amount of water evaporated in 1 second during granulation, necessary for rapid cooling of the slag, can be calculated as a first approximation using the heat balance in the system “water-melt slag” (Thermodynamic data of inorganic substances. / MPEI // Moscow Power Engineering Institute: Mathcad Calculation Server. [8]). Assuming that the water when it encounters the slag melt heats up (90 ° ... 95) ° C to the boiling point and evaporates due to the heat obtained from cooling the slag stream, the heat transferred to the water can be calculated as the product ΔН · Vm from the specific enthalpy of slag ΔН at a melt temperature (for slag from Kuznetsk coal T = 1600 ° C ΔН = 420 kcal / kg) and a mass flow of slag from the furnace Vm = 0.41 kg / s. Assuming that the specific heat of water is c = 1 kcal / kg · ° C and the specific heat of vaporization is r = 540 kcal / kg, we obtain the second flow rate of water evaporated during granulation and cooling of the slag, in accordance with the formula Δm = Δh / (s + r ) = 0.27 kg / s, where Δh = 172 kcal / s is the second rate of change in the enthalpy of the slag stream when it is cooled. This corresponds to the flow rate of sprayed water according to item 4 of the considered technological scheme. Aerodynamic jets coming out of specially designed nozzles (such as Laval nozzles) with a transonic speed of the order of (280 ... 330) m / s turbulent the melt flow, and the steam formed from the evaporation of water breaks the melt into dry small particles carried away by the steam-air stream into the cooling pipe and trapped in the cyclone.

Вторая стадия - получение вяжущего материала. Сухой мелкогранулированный шлак подают в бункеры-дозаторы помольной установки (поз.11 схемы), на которой шлак размалывают совместно с активаторами, например клинкером и гипсовым камнем. Тонина помола при этом предпочтительно должна быть в пределах (4500…5000) см2/г, а добавки, активирующие вяжущие свойства шлака (поз.10 схемы) предпочтительно должны составлять в общей массе продукта (20…25) мас.% (например, клинкер - 20 мас.%, гипсовый камень - 5,0 мас.%). При переработке шлака от сжигания бурых углей с содержанием в шлаке не менее 25 мас.% оксида кальция, в том числе свободного - не менее 10 мас.%, активирующие добавки практически не требуются. Качество шлаковяжущего при помоле его до удельной поверхности 4500 см2/г будет соответствовать цементу марки 400, при более тонком помоле может быть получено вяжущее, соответствующее цементу марок 500 и 600.The second stage is the production of cementitious material. Dry finely granulated slag is fed to the metering hoppers of the grinding plant (item 11 of the scheme), on which the slag is milled together with activators, for example, clinker and gypsum stone. The grinding fineness should preferably be in the range of (4500 ... 5000) cm 2 / g, and additives that activate the astringent properties of the slag (item 10 of the scheme) should preferably be in the total mass of the product (20 ... 25) wt.% (For example, clinker - 20 wt.%, gypsum stone - 5.0 wt.%). When processing slag from burning brown coal with a content of not less than 25 wt.% Calcium oxide in the slag, including free - not less than 10 wt.%, Activating additives are practically not required. The quality of the slag binder when grinding it to a specific surface of 4500 cm 2 / g will correspond to cement of grade 400, with finer grinding, a binder corresponding to cement of grades 500 and 600 can be obtained.

Третья стадия - получение конечного продукта переработки золы-уноса (БГЗП). Шлаковый порошок подают в один из бункеров-дозаторов линии по производству безобжигового гранулированного золового песка. Во второй бункер-дозатор подают сухую золу-унос, преимущественно из бункеров последних полей электрофильтров или из силосов-накопителей, предварительно классифицируя ее по гранулометрическому составу, который не должен превосходить по величине зерна 120 мкм при среднем размере (40…50) мкм. При необходимости такую классификацию проводят после сепарации золы (поз.13 на схеме). В третий бункер загружают ускоритель твердения, например, сернокислую натриевую соль. Сырьевые компоненты порционно дозируют, предпочтительно в соотношении 15 мас.% шлакового порошка и 85 мас.% золы-уноса, затем интенсивно смешивают на специальном смешивающем устройстве (поз.12 на схеме) при постоянном равномерном увлажнении до влажности массы смеси не более 10 мас.%, причем указанную массу одновременно гранулируют в сферические гранулы диаметром от 0,5 до 5,0 мм.The third stage is the receipt of the final product of the processing of fly ash (BGZP). Slag powder is fed into one of the metering hoppers of the non-calcined granular ash sand production line. Dry fly ash is fed to the second hopper-dispenser, mainly from the hoppers of the last fields of electrostatic precipitators or from storage silos, previously classifying it by granulometric composition, which should not exceed 120 microns in grain size with an average size (40 ... 50) microns. If necessary, such a classification is carried out after ash separation (item 13 in the diagram). A hardening accelerator, for example, sodium sulfate, is loaded into a third hopper. The raw materials are portioned, preferably in the ratio of 15 wt.% Slag powder and 85 wt.% Fly ash, then intensively mixed on a special mixing device (item 12 in the diagram) with constant uniform moistening to a moisture content of the mixture of not more than 10 wt. %, and the specified mass is simultaneously granulated into spherical granules with a diameter of from 0.5 to 5.0 mm

На четвертой стадии осуществляют термообработку гранулированного сырого материала с целью его упрочения. Образующиеся гранулы подают на роликоукладчик, которым они раномерно укладываются на широкий ленточный конвейер (предпочтительно шириной 1,8 м) тонким слоем высотой до 30 см. Лента конвейера выполняется из температуростойкой резины. Длина конвейерной ленты и скорость движения определяются режимом тепловлажностной обработки гранул, устанавливаемым по результатам испытаний. Над конвейером монтируется закрытая пропарочная камера (поз.13 схемы), в которую подают влажный пар с температурой примерно 90°C. Возможно использование пара, образующегося при грануляции жидкого шлака (поз.7 схемы). Из пропарочной камеры гранулированный материал поступает в аэрожелобной холодильник, в котором регулируемо охлаждается во взвешенном потоке воздушных струй, после чего полученный описанным способом гранулированный зольный песок укладывается в штабеля и/или силоса (поз.6 схемы), в которых выдерживается до отгрузки БГЗП (поз.8 схемы) потребителю.In the fourth stage, heat treatment of the granular raw material is carried out in order to strengthen it. The resulting granules are fed to the roller, with which they are uniformly stacked on a wide belt conveyor (preferably 1.8 m wide) with a thin layer up to 30 cm high. The conveyor belt is made of heat-resistant rubber. The length of the conveyor belt and the speed of movement are determined by the regime of heat-moisture treatment of granules, established by the test results. A closed steaming chamber (pos.13 of the circuit) is mounted above the conveyor, into which wet steam is supplied with a temperature of about 90 ° C. It is possible to use steam generated during granulation of liquid slag (item 7 of the scheme). From the steaming chamber, the granular material enters an aerosene cooler, in which it is regulatedly cooled in a suspended stream of air jets, after which the granulated fly ash obtained in the described manner is placed in stacks and / or silo (item 6 of the scheme), in which it is kept until shipment of BGZP (item .8 schemes) to the consumer.

БГЗП, получаемый по описанной технологии (на примере полной утиликации продуктов сгорания Кузнецких углей) имеет следующие технические показатели, соответствущие стандартам на данный продукт:BGZP obtained by the described technology (for example, the complete utilization of the combustion products of Kuznetsk coal) has the following technical indicators that meet the standards for this product:

Плотность насыпная - (800…1000) кг/м3.Bulk density - (800 ... 1000) kg / m 3 .

Плотность истинная - (2200…2400) кг/м3.The true density is (2200 ... 2400) kg / m 3 .

Влажность при сухом хранении - до 5,0%.Humidity during dry storage - up to 5.0%.

Прочность (при сдавливаннии в цилиндре) - 4,0 МПа.Strength (with pressure in the cylinder) - 4.0 MPa.

Морозостойкий.Frost resistant.

По предлагаемому способу возможна переработка на существующем помольном и смесительно-гранулирующем оборудовании всей массы указанного выше в начале примера шлака и золы-уноса текущего выхода, что в годовом исчислении позволяет перерабатывать в БГЗП до сотен тысяч тонн и более золошлаков.According to the proposed method, it is possible to process on the existing grinding and mixing-granulating equipment the entire mass of the slag and fly ash of the current yield indicated at the beginning of the example, which, on an annualized basis, allows processing up to hundreds of thousands of tons and more of ash and slag into pulp and paper mill.

Claims (8)

1. Способ переработки золошлаковых отходов на угольных тепловых электростанциях, оборудованных котлами с жидким или твердым шлакоудалением, для последующей их промышленной утилизации и/или складирования, характеризующийся тем, что жидкий шлак текущего выхода при жидком шлакоудалении или расплавленный твердый шлак при твердом шлакоудалении переводят в способное к промышленной утилизации и/или складированию состояние путем быстрого охлаждения шлакового расплава воздушно-водяными струями при его аэрогидродинамическом распылении, после чего его при необходимости сепарируют, а для получения вяжущего компонента переработки золы-уноса производят тонкий сухой помол необходимого количества полученного твердого гранулированного шлака при необходимости совместно с добавками активаторов твердения типа извести или цементного клинкера с последующим смешением продукта размола при интенсивном перемешивании с водой и золой-уноса, которую также при необходимости предварительно сепарируют, при следующем соотношении компонентов: зола-унос 72-81 мас.%, шлаковое вяжущее 18-9,0 мас.%, вода - не более 10 мас.%, добавки-активаторы твердения - до 0,5 мас.%, причем одновременно с интенсивным перемешиванием указанных компонентов осуществляют гранулирование смеси, затем осуществляют термообработку полученных сырцовых гранул переработанной золы-уноса паром, образующимся при охлаждении указанного шлакового расплава, после чего переработанную золу-унос перед промышленной утилизацией или складированием подвергают регулируемому охлаждению.1. A method of processing ash and slag waste in coal-fired thermal power plants equipped with boilers with liquid or solid slag removal, for their subsequent industrial utilization and / or storage, characterized in that liquid slag of the current output with liquid slag removal or molten solid slag during solid slag removal is converted to capable for industrial disposal and / or storage of the state by rapid cooling of the slag melt by air-water jets during its aerohydrodynamic spraying, if necessary, it is separated, and to obtain an astringent component of fly ash processing, dry dry grinding of the required amount of solid granulated slag is carried out, if necessary, together with the addition of hardening activators such as lime or cement clinker, followed by mixing the grinding product with vigorous stirring with water and ash -unos, which is also pre-separated if necessary, in the following ratio of components: fly ash 72-81 wt.%, slag binder 18-9.0 wt.%, water - not more than 10 wt.%, hardening activator additives - up to 0.5 wt.%, and at the same time with intensive mixing of these components granulation of the mixture is carried out, then the obtained raw granules of processed fly ash are subjected to heat treatment with steam formed upon cooling of said slag melt, after which the processed fly ash is subjected to controlled cooling before industrial disposal or storage. 2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что получаемые при распылении жидкого шлака или шлакового расплава сухие гранулы до их помола сепарируют отделяя содержащиеся в шлаке оксиды тяжелых металлов.2. The method according to claim 1, characterized in that the dry granules obtained by spraying liquid slag or slag melt are separated before grinding, separating the heavy metal oxides contained in the slag. 3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что золу-уноса для обработки отбирают непосредственно из бункеров, установленных под полями электрофильтров котлов электростанции или из централизованного силосного склада сухой золы.3. The method according to claim 1, characterized in that the fly ash for processing is taken directly from the bins installed under the fields of the electrostatic precipitators of the boilers of the power plant or from the centralized silo warehouse of dry ash. 4. Способ по п.3, характеризующийся тем, что перед обработкой золу-унос сепарируют с отделением из обрабатываемого потока частиц размером более 120 мкм.4. The method according to claim 3, characterized in that before processing the fly ash is separated with separation from the processed stream of particles larger than 120 microns. 5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что при использовании золы-уноса с высоким содержанием оксида кальция перед операцией гранулирования ее предварительно смешивают с водой и перемешивают для осуществления процесса гидратации всего количества указанного оксида.5. The method according to claim 1, characterized in that when using fly ash with a high content of calcium oxide before the granulation operation, it is pre-mixed with water and mixed to carry out the hydration process of the entire amount of the specified oxide. 6. Способ по п.1, характеризующийся тем, что скорость воздушно-водяных струй в процессе аэродинамического распыления жидкого шлака или шлакового расплава составляет 250…300 м/с при давлении воздуха и воды на входе распылительного устройства не менее 0,5 МПа и 0,6 МПа соответственно.6. The method according to claim 1, characterized in that the speed of the air-water jets in the process of aerodynamic spraying of liquid slag or slag melt is 250 ... 300 m / s with air and water pressure at the inlet of the spray device of at least 0.5 MPa and 0 , 6 MPa, respectively. 7. Способ по п.1, характеризующийся тем, что помол твердого гранулированного шлака при необходимости совместно с активирующими добавками производят до тонины с удельной поверхностью полученного порошка не менее 4500 см2/г.7. The method according to claim 1, characterized in that the grinding of solid granular slag, if necessary, together with activating additives is produced to fineness with a specific surface area of the obtained powder of at least 4500 cm 2 / g 8. Способ по п.1, характеризующийся тем, что расплавление твердого шлака или шлака с недостаточной текучестью для получения вяжущего производят в электроплавильной печи путем плазменного нагрева или иным другим известным способом. 8. The method according to claim 1, characterized in that the melting of solid slag or slag with insufficient fluidity to produce a binder is carried out in an electric melting furnace by plasma heating or by any other known method.
RU2012146269/03A 2012-10-31 2012-10-31 Method to process ash and slag wastes of thermal power plants for production of construction products RU2515786C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012146269/03A RU2515786C1 (en) 2012-10-31 2012-10-31 Method to process ash and slag wastes of thermal power plants for production of construction products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012146269/03A RU2515786C1 (en) 2012-10-31 2012-10-31 Method to process ash and slag wastes of thermal power plants for production of construction products

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012146269A RU2012146269A (en) 2014-05-10
RU2515786C1 true RU2515786C1 (en) 2014-05-20

Family

ID=50629290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012146269/03A RU2515786C1 (en) 2012-10-31 2012-10-31 Method to process ash and slag wastes of thermal power plants for production of construction products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2515786C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597903C1 (en) * 2015-08-12 2016-09-20 Открытое акционерное общество "РАО Энергетические системы Востока" Method for preparation of ash-mineral mixture for bases of road pavements
RU2607555C2 (en) * 2015-06-02 2017-01-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Method of tpp low-lime cinder wastes processing with high content of unburnt coal particles with subsequent application of cinder wastes in production of construction materials and in construction
RU2630021C1 (en) * 2016-06-07 2017-09-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук" Method for processing fly ash of thermal power stations
RU2667940C1 (en) * 2017-04-15 2018-09-25 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" Method for ash and slag wastes of thermal power plants processing for production of construction equipment
RU2700608C1 (en) * 2018-09-09 2019-09-18 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" (ООО "МИП "МЦС") Processing line for processing ash-slag wastes from dumps of ash removal systems of thermal power plants in order to obtain standard ash products
RU2700612C1 (en) * 2018-09-09 2019-09-18 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" (ООО "МИП "МЦС") Method for processing ash-slag wastes from dumps of system of hydraulic ash removal of thermal power plants in order to obtain standard ash products and ash product
RU2700609C1 (en) * 2018-09-09 2019-09-18 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" (ООО "МИП "МЦС") Processing method of ash-slag wastes of thermal power plants for production of construction articles
RU2810036C1 (en) * 2023-04-25 2023-12-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева"(КузГТУ) Method for producing granulate - filler for mortars, concrete, or artificial stones, from fine fly ash

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4117444C2 (en) * 1991-05-28 1993-11-11 Babcock Anlagen Gmbh Process for treating residues from a waste incineration plant and waste incineration plant for carrying out the process
RU2344887C1 (en) * 2007-05-18 2009-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Method for recycling of ashes and/or slag of boiler and thermal power plants
RU2363885C1 (en) * 2008-01-11 2009-08-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" Method and process line for processing of ash and slag wastes from dumps of hydraulic ash handling system in thermal power plants
RU109993U1 (en) * 2011-07-19 2011-11-10 Евгений Николаевич Науменко LINE FOR PROCESSING ASH AND SLAG WASTE OF HEAT POWER PLANTS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4117444C2 (en) * 1991-05-28 1993-11-11 Babcock Anlagen Gmbh Process for treating residues from a waste incineration plant and waste incineration plant for carrying out the process
RU2344887C1 (en) * 2007-05-18 2009-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Method for recycling of ashes and/or slag of boiler and thermal power plants
RU2363885C1 (en) * 2008-01-11 2009-08-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" Method and process line for processing of ash and slag wastes from dumps of hydraulic ash handling system in thermal power plants
RU109993U1 (en) * 2011-07-19 2011-11-10 Евгений Николаевич Науменко LINE FOR PROCESSING ASH AND SLAG WASTE OF HEAT POWER PLANTS

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2607555C2 (en) * 2015-06-02 2017-01-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Method of tpp low-lime cinder wastes processing with high content of unburnt coal particles with subsequent application of cinder wastes in production of construction materials and in construction
RU2597903C1 (en) * 2015-08-12 2016-09-20 Открытое акционерное общество "РАО Энергетические системы Востока" Method for preparation of ash-mineral mixture for bases of road pavements
RU2630021C1 (en) * 2016-06-07 2017-09-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук" Method for processing fly ash of thermal power stations
RU2667940C1 (en) * 2017-04-15 2018-09-25 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" Method for ash and slag wastes of thermal power plants processing for production of construction equipment
RU2700608C1 (en) * 2018-09-09 2019-09-18 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" (ООО "МИП "МЦС") Processing line for processing ash-slag wastes from dumps of ash removal systems of thermal power plants in order to obtain standard ash products
RU2700612C1 (en) * 2018-09-09 2019-09-18 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" (ООО "МИП "МЦС") Method for processing ash-slag wastes from dumps of system of hydraulic ash removal of thermal power plants in order to obtain standard ash products and ash product
RU2700609C1 (en) * 2018-09-09 2019-09-18 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" (ООО "МИП "МЦС") Processing method of ash-slag wastes of thermal power plants for production of construction articles
RU2814954C2 (en) * 2022-04-27 2024-03-07 Общество с ограниченной ответственностью "Золотые Ворота" Method of processing flue ash formed during coal combustion into active mineral additive for making construction articles
RU2810036C1 (en) * 2023-04-25 2023-12-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева"(КузГТУ) Method for producing granulate - filler for mortars, concrete, or artificial stones, from fine fly ash

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012146269A (en) 2014-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2515786C1 (en) Method to process ash and slag wastes of thermal power plants for production of construction products
Tang et al. Employing cold bonded pelletization to produce lightweight aggregates from incineration fine bottom ash
US20130125791A1 (en) In-process addition of property-enhancing additives to coal combustion products used in cementicious materials
SK283257B6 (en) Method and apparatus for using blast-furnace slag in cement clinker production
CN102206091B (en) Method for making ceramsite by using sludge
CN102358705B (en) Process for producing sintered ceramsite by using solid waste materials, and system thereof
WO2009052671A1 (en) A new process for producing cement clinker by using sludge in hygrometric state and two-stage blending
CN110981231B (en) Equipment and method for cooperatively treating electrolytic manganese slag based on dry method rotary kiln cement production line
CN101480564B (en) Use of magnesium used refractory materials and method for preparing desulfurizing agent thereof
Wei et al. Reduction of sintering energy by application of calcium fluoride as flux in lightweight aggregate sintering
CN101723610A (en) Clinker method calcining cement clinker by using predecomposition technology of completely replacing calcareous raw material with wet type acetylene sludge
KR20140116912A (en) Production of coal combustion products for use in cementitious materials
JP2001253735A (en) Method for manufacturing special cement consisting of municipal refuse incineration residue as main raw material and apparatus for manufacturing the same
JP4946186B2 (en) Method for producing cement clinker
Yliniemi et al. Alkali activation–granulation of hazardous fluidized bed combustion fly ashes
US20240101477A1 (en) Method of calcining a clay material
CN107987915A (en) The circulation utilization method of kaolinite soil matrix additive for fire coal in flyash
WO2014194571A1 (en) Raw material pre-treatment process and raw material pre-treatment process system suitable for kiln process for production of phosphoric acid
CN102674877A (en) Method for producing high-strength light-weight ceramsite by using salty mud
JP2001322847A (en) Production process of high-strength steam-curing aggregate, using coal ash
RU2700609C1 (en) Processing method of ash-slag wastes of thermal power plants for production of construction articles
CN108996988A (en) High pressure brick constituent, high pressure brick production method and high pressure brick containing red mud
RU2667940C1 (en) Method for ash and slag wastes of thermal power plants processing for production of construction equipment
TWI685476B (en) Pulp sludge reproduction-based light-weight pellet material, preparation method and manufacturing system thereof
Guryeva et al. Features of the preparation of calcium-containing raw materials in the production of ceramic bricks

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161101