9.7. Использование и обезвреживание золошлаковых отходов энергетики

Эксплуатация тепловых электростанций, муниципальных и производственных котельных, работающих на твердом топливе (каменные и бурые угли, тоф, сланец) дает значительное количество отходов в виде золы и шлака. Годовой выход сухой золы во всех регионах России составляет – 10 млн. т, золошлаков – 60 млн. т.

Химический состав золошлаков колеблется в значительных пределах: SiO₂ – 10-58 %, Аl₂О₃ – 10-30 %, Fe₂O₃ – 2-20 %, CaO – 2-60 %, MgO – 0-10 %, R₂O – 0-5 %. Золошлаки могут содержать микро примеси различных элементов. В основе минеральной части углей находятся глинистые минералы, хотя отмечается незначительное количество оксидов железа, пирита и сидерита. Все вышеуказанные компоненты в процессе сжигания подвергаются термическим превращениям. Большая их часть плавится при активном горении, а затем застывает в виде стекловидных частиц. Какая-то часть серы реагирует с кальцием с образованием ангидрита CaSO₄. В золе и шлаке всегда содержится значительная доля углерода.

Применение золошлаков. Золы и золошлаковые отходы ТЭЦ подразделяются на две основные группы: сухого удаления и гидроудаления.

Золы сухого удаления по зерновому составу могут быть отнесены к мелкому песку. Они обладают вяжущими свойствами и могут быть применены для строительства укреплённых оснований дорожных одежд в качестве вяжущих взамен цемента. Ориентировочный расход 10-20 %. Прочность обработанного материала в возрасте 90 суток составляет 1-6 МПа.

Золы гидроудаления по зерновому составу представляют собой пески и гравелистую фракцию. Зерновой состав золошлаков, как правило, 0-20 мм, реже 0-40 мм. Золы гидроудаления применяются, как правило, для строительства земляного полотна. Золошлаки гидроудаления могут быть использованы для устройства оснований дорожных одежд.

9.8. Обезвреживание ртутьсодержащих отходов

Основным источником ртутьсодержащих отходов 1 класса опасности образующихся на всех предприятиях являются ртутные лампы.

Химическая демеркуризация с использованием серы. Процесс демеркуризации люминесцентных ртутных ламп условно можно разделить на 5 этапов:

• разрушение вручную колб ламп, извлечение горелок и освобождение их от электродов;

• нагрев в отдельном бачке диметисульфооксида или пропиленкарбоната и растворение в нем серы;

• перелив раствора серы в реактор с одновременной загрузкой в него горелок.

В реакторе вся ртуть почти мгновенно вступает в реакцию с растворенной серой, образуя черный сульфид ртути. Сульфид ртути прова­ливается в нижний отстойник, из которого по мере накопления вынимается, раствор серы закачивается в бачок, а стекло вручную вынимается из автоклава и переносится и другой блок агрегатов:

• отмывка стеклобоя от сульфида ртути с помощью нагретых спиртов, которые затем конденсируются и использу­ются вновь;

• выемка после отмывки и сушка его на воздухе.

Установка типа «УПРЛ» (г. Новосибирск) для переработки ртутных ламп. В основу технологического процесса положен обжиг стеклобоя с переводом ртути в газообразное состояние с последующим газофазным галлоидированием ее паров йодом и адсорбцией продуктов взаимодействия активным углем. При галлоидировании вся ртуть переходит в йодид ртути и улавливается в сорбенте. Отработанный сорбент, содержащий до 25 % ртути в виде дийодида и некоторое количество свободного йода, высыпается в полиэтиленовый мешок. Затем, не отсоединяя мешка от установки, его содержимое обрабатывают (заливают) крепким щелочным раствором для конверсии присутствующих в сорбенте веществ. Мешки помещают в контейнер и отправляют для переработки.

Термическая демеркуризация. Принцип действия установки УРЛ-2М основан на испарении ртути с последующей ее конденсацией. Обрабатываемые лампы разрушаются в камере установки с помощью специального ножа повышенной прочности. Затем рабочая камера вакуумируется, а полученное ртутьсодержащее крошево нагревает­ся до температуры 380-450°С. Пары ртути отка­чиваются вакуумной системой установки через ловушку с жидким азотом. Конденсация атомов ртути происходит на поверхности ловушки, а по­сле размораживания последней жидкая ртуть сте­кает в специальный сборник.

Весьма эффективным методом снижения остаточного содержания ртути в обработанном стекле представляется связывание следов ртути озоном за счет перевода атомов ртути в молекулы окислов. Для этого установку комплектуют простейшим озонатором на базе типовой ДРЛ (от 400 до 1000 Вт). В корпусе лампы делаются два отверстия для организации потока воздуха через нее. При горящей лампе в протекающем через нее воздухе интенсивно генерируются молекулы озона. Воздух с озоном пропускается в демеркуризационную камеру после завершения цикла и окисляет следы ртути на стекле.