Всесторонний обзор современного состояния использования пепла сгорания и его применений

Введение

Подвальный пепел, побочный продукт сгорания угля на тепловых электростанциях, стал ценным ресурсом в различных промышленных областях. Поскольку мировое производство электроэнергии на угле ежегодно вырабатывает миллионы тонн подвального пепла, эффективные стратегии его использования приобретают критическое значение для обеспечения экологической устойчивости и экономической жизнеспособности. В данном всеобъемлющем обзоре рассматривается текущее состояние использования подвального пепла в различных секторах с особым акцентом на технологии переработки, позволяющие преобразовать его в высокоценные материалы.

Классификация и свойства пепла из мусорных баков

Прах из авиационных сгораний в основном делится на две категории в зависимости от своего химического состава: класс F и класс C. Производный класса F содержит менее 10% извести и требует добавления цементирующего вещества, в то время как производный класса C содержит более 20% извести и обладает свойствами самоцементации. Физические и химические характеристики праха из авиационных сгораний, включая размер частиц, их тонкость и позоланическую активность, существенно влияют на его пригодность для различных применений. Размер частиц обычно варьируется от 0,5 до 300 микрон; наиболее тонкиеFraktionen проявляют наибольшую реактивность.

Текущие пути использования

Строительство и строительные материалы

Строительная отрасль по-прежнему является крупнейшим потребителем пепла из сгорания угля, составляя примерно 50–60% от общего мирового объема его использования. В производстве бетона пепел из сгорания угля используется в качестве частичной замены портлендского цемента, что улучшает работоспособность смеси, снижает тепловые процессы во время гидратации и повышает долговечность и прочность бетона. В результате портландцементного реакционного процесса между пеплом из сгорания угля и гидроксидом кальция образуется дополнительный кальциевосиликатный гидрат, который уплотняет жидкую фазу бетона и снижает его водопроницаемость.

Помимо традиционного бетона, пуховая зола находит применение в производстве кирпичей, блоков и легких заполнителей. Производство кирпичей из пуховой золы набрало значительный темпы благодаря их превосходной прочности, теплозащитным свойствам и экологическим преимуществам по сравнению с традиционными глинобитными кирпичами. Кроме того, бетон на основе геополимеров с пуховой золой стал экологически устойчивой альтернативой обычному бетону на цементе Портленда и может использоваться в изготовлении предварительно изготовленных элементов и в инфраструктурных проектах.

Сельское хозяйство и улучшение состояния почвы

Применение пепла из сажи в сельском хозяйстве показало свои преимущества в улучшении состояния почвы и управлении питательными веществами. Щелочная природа пепла из сажи помогает нейтрализовывать кислые почвы, а его содержание микроэлементов (бор, молибден, селен) способствует росту растений. Исследования показали, что после внесения пепла из сажи улучшается способность почвы удерживать воду и ее структура, особенно в песчаных почвах. Однако для предотвращения загрязнения почвы тяжелыми металлами необходим тщательный контроль их содержания.

Экологические приложения

Пепел из сгорания угля обладает превосходными свойствами адсорбции, что делает его подходящим для очистки сточных вод и десульфуризации дымовых газов. Благодаря своей большой поверхной площади и пористости он позволяет эффективно удалять тяжелые металлы, красители и органические загрязнители из промышленных сточных вод. Кроме того, геополимеры на основе пепла из сгорания угля демонстрируют хорошие перспективы в использовании для иммобилизации опасных отходов с помощью химической инкапсуляции.

Технологии переработки для благоустроения пепла с мухоловочных свалок

Для повышения ценности пепла из сгорания угля часто требуется специализированная обработка с целью достижения желаемого распределения размеров частиц и химического состава. Были разработаны различные технологии помола и сортировки для оптимизации свойств пепла из сгорания угля под конкретные условия использования.

Системы точечной обработки и сортировки

Тонкое измельчение пеллиты повышает её позолановую активность за счёт увеличения удельной поверхности и разрушения ценосфер. Современные системы измельчения должны согласовывать энергоэффективность с точным контролем размера частиц, чтобы соответствовать строгим требованиям передовых технологий.

Для обработки грубого пепла из сжигаемого угля и предварительного сокращения его размеров используются соответствующие методы и устройства.Мельница серии MTW с трапециевидным жерломПредлагается оптимальное решение для обработки помётных зол. Устройство обрабатывает материалы с размером частиц до 50 мм и обеспечивает достижение степени измельчения от 30 до 325 сеток (600–45 мкм), эффективно справляясь с задачами массовой переработки данного вида отходов. Серия MTW отличается передовыми конструктивными особенностями: лопатки из материалов, устойчивых к износу, изогнутые воздушные каналы, снижающие потери энергии, а также интегрированная коническая шестеренчатая передача с эффективностью 98%. Дизайн мельничной камеры в виде трапезии обеспечивает стабильную работу устройства; производственная мощность варьируется от 3 до 45 тонн в час в зависимости от конкретной конфигурации модели.

Для приложений, требующих сверхтонкой пыли из отходов сгорания угля с повышенной реакционной способностью, используется…Мельница ультратонкого помола серии SCMЭто оборудование представляет собой передовой уровень в технологиях тонкого помола. Оно позволяет производить порошки с размером частиц от 325 до 2500 меш (45–5 мкм), что обеспечивает возможность получения высококачественной пепельной золы для специализированных приложений. Вертикальный турбинный сортировочный аппарат обеспечивает точное распределение размеров частиц без примеси крупных частиц, а интеллектуальная система управления автоматически поддерживает нужную степень тонкости готового продукта. Энергопотребление оборудования на 30% ниже, чем у сито-мельниц, а производственная мощность в два раза выше; следовательно, серия SCM обладает как экономическими, так и техническими преимуществами для обработки пепельной золы.

Контроль качества и характеристика продукции

Современные методы анализа свойств включают лазерную дифракцию для определения размера частиц, рентгеновское флуоресцентное излучение и сканирующую электронную микроскопию; они играют ключевую роль в контроле качества при обработке пепла от сжигания угля. Системы реального времени, интегрированные с оборудованием для измельчения, позволяют автоматически корректировать рабочие параметры с целью поддержания стабильности качества продукции.

Новые приложения и перспективы развития

Исследования продолжают расширять возможности применения пепла из сажи в передовых материалах. Недавние достижения включают использование цеолитов на основе пепла из сажи в каталитических процессах, создание легких композитов для автомобильной и аэрокосмической промышленности, а также функциональных наполнителей для полимеров и покрытий. Извлечение ценных элементов, особенно редкоземельных, из пепла из сажи представляет собой еще один многообещающий путь к повышению его ценности.

Проблемы и возможности

Несмотря на значительный прогресс в использовании пепла с дыма, существует несколько проблем, которые продолжают мешать его полному применению. Различия в химическом составе пепла из разных источников, опасения по поводу выщелачивания тяжелых металлов, а также регулирующие ограничения ограничивают его использование на полную мощность. Тем не менее, достижения в технологиях переработки, особенно в области сортировки и модификации поверхности пепла, открывают новые возможности для его применения в ценных целях.

Интеграция искусственного интеллекта и машинного обучения в процесс обработки обещает оптимизировать параметры шлифования в реальном времени, адаптируясь к изменениям в характеристиках сырья и повышая качество продукции. Кроме того, исследования оценки жизненного цикла показывают, что использование пепла, образующегося при сгорании угля, имеет значительные экологические преимущества по сравнению с традиционными альтернативами.

Заключение

Использование пепла от сгорания угля эволюционировало от методов управления отходами к восстановлению ресурсов и нашло применение во многих отраслях промышленности. Непрерывное совершенствование технологий переработки, особенно передовых систем измельчения и сортировки, крайне важно для максимизации ценности этого обильного промышленного побочного продукта. По мере того как проблемы устойчивости стимулируют инновации в области материаловедения, пепел от сгорания угля играет всё более важную роль в циркулярной экономике, снижая воздействие на окружающую среду и одновременно создавая экономическую выгоду.