Науково-виробнича фірма Нанопорошкові технології - Комплексна переробка буровугільного золи
Безвідходна технологія переробки відходів теплових електростанцій – зла віднесення від спалювання бурого вугілля Кансько-Ачинського Басейну.
Таким чином, проблема утилізації золи має кілька складових: А) технічна проблема сепарації гетерогенних сумішей; Б) пошук та розробка технологій використання виділених компонентів золи віднесення; В) створення ринку для продуктів із золи – величезні маси нових продуктів неможливо знайти відразу сприйняті над ринком, особливо дешеві через обмеженої ємності локального ринку; Г) тимчасова – виробництво золи здійснюється переважно у опалювальний період, а споживання – у літній будівельний сезон; Д) організаційна – вирішення проблеми НЕМОЖЛИВО без узгодженої політики регіональної влади, РАВ ЄЕС, ТЕС, будівельних організацій, а також підготовлених індивідуальних забудовників. Найскладніша в Україні проблема з перерахованих – остання, але для успішної реалізації проекту в цілому необхідне гнучке та взаємопов'язане рішення всіх складових.
А. Технічне вирішення проблеми сепарації золи віднесення. Для поділу тонких матеріалів розроблено унікальну, не має у світі аналогів еко-техніку із загальною назвою Електромасклокласифікатор (ЕМК). Принцип дії цієї багатофункціональної техніки для сухої переробки тонких матеріалів ґрунтується на механохімічному явищі «газо-пилової плазми» - щільного аерозолю та заряджених частинок. Генерація та розподіл у внутрішніх електричних полях аерозолю призводить до можливості отримання необмеженого числа фракцій у замкнутому обсязі, тобто. без використання фільтрів, циклонів, компресорів тощо. Простота конструкції ЕМК і низькі експлуатаційні витрати (у 2-3 рази нижчі, ніж у техніки, що вирішує схоже завдання) вперше уможливлюють переробку багатотоннажних сухих відходів та мінеральної сировини. Знепилення матеріалу забезпечує можливість поділу гетерогенного матеріалу за іншими параметрами: магнітними, електричними, щільністю, формою і навіть кольором частинок. Деякі з розроблених сепараторів також не мають аналогів у світі. Схема переробки золи винесення наведена нижче.
Б. Технології та продукти із золи винесення. Основна маса золи 40-50% йде в зольний бетон марки 200 (мала добавка цементу стабілізує нижню межу міцності). Основний прибуток процесу забезпечує отримання дорогих сферичних фракцій, які можуть бути використані для виробництва порошків для копіювальної техніки – девелоперів та тонерів. Їхня потенційна вартість багаторазово перевищує власне ціну вихідного вугілля. Для вилучення сферичних частинок 20 мкм з магнітних фракцій розроблено спеціальний сепаратор, що не має аналогів на світовому ринку. Інші продукти переробки: - кокс у кількості 3-5% (повертається на спалювання в котел), - магнетит 6-10% (сировина для чорної металургії), - спеціальний чорний пігмент 1-2%, - 30-40% матеріал для будівельних та штукатурних розчинів з високою пластичністю. Ст. Створення ринку для продуктів із золи. Головну проблему становить утилізація основної маси золи. Дешевий бетон на основі механічно активованого зольного в'яжучого матеріалу має низку особливостей. Насамперед мається на увазі повільний набір міцності в перші дні після замішування, а також необхідність використання через 2-7 діб після активації та добавки розчину хлориду кальцію для хімічної активації скла та зв'язування сульфату кальцію. Оптимальний термін зберігання пов'язаний зі зростанням активності в перші дні після активації в ЕМК, а також зі старінням матеріалу через взаємодію з вологою тавуглекислим газом. Повільне твердіння роблять його мало затребуваним (тільки як добавка приблизно 15-30% для зниження споживання цементу) звичайними бетонними заводами, що виробляють бетонні плити з прискореним процесом твердіння для швидкого обороту опалубки. Однак ці особливості не заважають використанню зольного в'яжучого в індивідуальному будівництві для виробництва безарматурних малих бетонних блоків, а також у будівництві місцевих доріг і тротуарів з тих самих блоків, для мощення укосів мостів і дамб.
Низька вартість бетону з виробленого у величезній кількості прямо в мегаполісі в'яжучого матеріалу стимулює будівництво, насамперед індивідуальне та дорожнє. Для реалізації великої маси матеріалу в індивідуальному будівництві необхідно зробити доступними інші основні матеріали середнім українцям, що зроблено в рамках програми «Екодом», що отримала 1-у премію на всеукраїнському конкурсі «Свій дім» у 1996 році. Будівництво місцевих доріг і тротуарів, яких не вистачає і які перебувають у жахливому стані, повністю перебуває у веденні місцевої влади, стурбованої, м'яко кажучи, своїми проблемами. Р. Проблема тимчасового неузгодженості у виробництві золи та споживанні основної маси продуктів із золи. Для реалізації проекту утилізації золи необхідний сухий відбір золи в силосі та її переробка протягом року. Наприклад, на ТЕС-3 м. Новосибірська обсяг силосу значно менше річного обсягу виробництва. Особливість золи в тому, що її можна зберігати без зміни властивостей протягом року і навіть більше. Але після переробки, що включає стадію механічної активації поверхні, вона набуває підвищеної активності через 2-4 дні і далі починає старіти, аж до рівня нижче за вихідну активність. Таким чином,враховуючи відсутність силосів на величезний обсяг золи, що виробляється в основному в зимовий час, необхідно транспортувати частину золи місцевим споживачам для їх зберігання та локальної переробки у потрібний час. Техніка ЕМК відносно проста і недорога у серійному виконанні, тому здатна забезпечити такий сценарій утилізації золи за участю великої кількості індивідуальних споживачів – потенційних забудовників. Централізована переробка золи за повною схемою можлива поблизу місця її виробництва та під час її виробництва, але потребує оптимального варіанта виготовлення кінцевої продукції – бетонних блоків. Особливість зольного в'яжучого - повільний набір міцності, у такому варіанті не відіграє негативної ролі, а набір міцності протягом року і більше (у 2-2,5 рази вище, ніж у контрольний термін 4 тижні для звичайного бетону) додає до низької ціни ще одне серйозна перевага – високу міцність на момент використання блоків у будівництві. Д. Організаційна проблема – ув'язування дій місцевої влади з власниками різних форм власності та індивідуальними споживачами. Ця проблема в силу специфіки України, її недавнього переходу на принципи ринкової економіки, менталітету чиновників є найскладнішою, а можливість її вирішення важко передбачуваною. Наприклад, влада часто «підтримує» місцевих виробників, які пропонують свої послуги, застарілі на півстоліття за всіма позиціями. Нове виробництво забирає частину ринку таких «виробників». Досвід співробітництва з енергетиками-монополістами також є основою оптимізму, т.к. не завжди є пряма зацікавленість, а хаос у постачанні та оплаті вугілля не дозволяє отримувати золу в якихось стійких рамках коливань. Технологія здатна усунути негативні наслідки коливаньактивних компонент у складі золи в 3 рази (набагато ширше, ніж вимагають зарубіжні та вітчизняні стандарти!), але завезення вугілля з різних розрізів (наприклад, Березовського та Бородінського) можуть іноді доводити коливання складу до абсурдних 10 разів. Головний потенційний споживач в'яжучих матеріалів із золи чи готових бетонних блоків – дорожня галузь. Основна увага приділяється головним дорогам та магістралям, будівництво яких необхідно вести за найжорсткішими стандартами. Однак, у Сибіру величезна кількість ґрунтових доріг, до яких за існуючих в СРСР потужностях будівельної індустрії ніколи не дійде черга. Використання таких бетонних блоків для сезонного будівництва місцевих доріг вирішує багато проблем, але це сподобається не всім. Лобісти можуть використовувати недосконалість стандартів та судової системи для зупинення такого будівництва. Локомотивом для вирішення проблеми є індивідуальні забудовники, що особливо об'єдналися в кондомініуми. Проте, дешеві основні матеріали для масового будівництва потребують доповнення у вигляді сучасних проектів, інженерного обладнання для дому, швидкої технології сезонного будівництва.