 При разработке технологии утилизации шлама химводоподготовки ТЭЦ рассматривались традиционные способы получения вяжущих веществ аналогичного состава. Наиболее близким по технической сущности является способ производства вяжущих веществ на базе карбонатного сырья, в основном карбоната кальция СаСО3, основанный на технологии обжига при 1000-1200 С. По данной технологии получают строительную известь. Другим вяжущим, при производстве которого используется большое количество карбонатного компонента (до 25 %), является портландцемент. В процессе производства портландцемента температура обжига достигает 1450 С. Видно, что в основе технологии производства указанных наиболее крупнотоннажных вяжущих веществ лежит высокотемпературный обжиг сырья от 1000 С и более. Другими вяжущими веществами, содержащими ионы Са2+, являются гипсовые вяжущие. Производство данных вяжущих веществ осуществляется при более низких температурах, что значительно снижает энергоемкость производства. Для достижения необходимого минералогического состава предложено имеющиеся в составе шлама Са(ОН)2 и СаСО3 перевести в сульфатную фазу (СаSO4.nН2О). Соединения Са(ОН)2 и СаСО3, являясь высокоактивными минералами, способны к нейтрализации серной кислотой. В качестве источника серной кислоты можно использовать отходы серной кислоты (отработанная аккумуляторная серная кислота). Разработанная технология заключается в следующем. Из отработанных карт хранения шлама химводоподготовки ТЭЦ последний, с влажностью 50 - 60 %, подается через весовой дозатор в бегуны мокрого помола для частичного измельчения материала и разрушения "пассивирующих" сольватных пленок. При этом происходит также усреднение шлама по зерновому составу. После бегунов шлам поступает в нейтрализатор, куда подается отдозированная объемным дозатором серная кислота. Данные компоненты постоянно перемешиваются до прохождения полностью реакций нейтрализации между серной кислотой и компонентами шлама. Здесь же происходит корректировка состава по показателю рН среды. Активированный шлам поступает в накопительную емкость, из которой центробежным насосом подается в автоклав. Из автоклава шлам через холодильник типа "труба в трубе", где его температура снижается до 100 С, поступает на ленточный вакуум-фильтр для отделения жидкой фазы. Избыточная вода вместе с растворенными примесями поступает в нейтрализатор-отстойник. Из него осветленная вода подается в цех химводоподготовки, а осадок - в технологию производства вяжущего. Обезвоженный шлам с влажностью 8 - 14 % подается в сушильный барабан, где высушивается до полного удаления гигроскопической воды. Отходящие тепловые газы обеспыливаются в фильтре. Твердые частицы, осаждаемые в фильтре, транспортируются на склад вяжущего. Высушенный материал с температурой около 120 С через бункер поступает в мельницу, а затем пневмонасосом подается в силосный склад вяжущего. Основное оборудование разработанной технологической линии отличается простотой, серийно выпускается заводами и используется в аналогичных переделах химической промышленности и промышленности строительных материалов. При этом температурные режимы на всех технологических переделах не превышают 200 С. Свойства вяжущих, полученных по разработанной технологии приведены в таблице.
Из полученных данных следует вывод, что по разработанной технологии можно получать сульфатсодержащие вяжущие с различными сроками схватывания в зависимости от степени нейтрализации шлама. При этом вяжущие соответствуют маркам по прочности Г5 - Г7 по ГОСТ 125-79. Приводятся сведения о разработанной технологии производства сульфатсодержащего вяжущего вещества на базе шлама химводоподготовки ТЭЦ и отработанной серной кислоты. Технология максимально приближена к производству гипсовых вяжущих веществ, что обеспечивает экономию топливно-энергетических ресурсов.
В.П. Сучков, канд. техн. наук, проф.,
Э.В. Киушкин, канд. техн. наук, ст. преп. Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет
|
