Особливості процесів термолізу вугільної золи виносу та осаду стічних вод окремо та в суміші з біомасою енергокультур

Abstract

Відомо, що золошлакові відходи (ЗШВ) переважно використовуються як будівельний матеріал. Перевищення частки незгорілого вуглецю в золі виносу зазначається на властивості бетону. Між тим, цінні рідкоземельні та розсіяні складові зольних виносів кількісно значно перевищують їх вміст у вугіллі. Отже спалювання органічної частки золи виносу антрацитового вугілля є заходом для забезпечення подальшої екстракції критичних елементів з ЗШВ. У статті викладено результати досліджень процесів термолізу вугільної золи виносу та осаду стічних вод окремо та в суміші з біомасою енергокультур. Обґрунтована необхідність газифікації або спалювання осадів стічних вод та вугільної золи виносу як заходу концентрації фосфору та рідкоземельних елементів для їх подальшого вилучення і використання в різних галузях народного господарства. В лабораторних умовах проведені модельні дослідження процесів проходження термолізу золи виносу антрацитового вугілля та осаду стічних вод у різному співвідношенні з біомасою проса прутоподібного та багасси цукрового сорго. У роботі вперше здійснений термогравіметричний аналіз процесів проходження термолізу золи виносу антрацитового вугілля та осаду стічних вод у суміші з різними частками біомаси проса прутоподібного та цукрового сорго. В результаті проведених досліджень виявлено, що відповідно до зменшення відсотка біомаси у складі композитної суміші, частка залишкової негорючої маси збільшувалася, і, в підсумку, склала 25,06 (біомаса 75% + зола 25%), 41,02% (біомаса 50% + зола 50%) та 54,6% (біомаса 25% + зола 75%). Газифікація композитної суміші осаду стічних вод з багассою сорго цукрового призвела до пришвидшення початку екзотермічних реакцій в інтервалі температур 350–370 о С, на відміну їх прояву в зразку біомаси в інтервалі 440– 460 о С. Vidomo, shcho zoloshlakovi vidkhody (ZShV) perevazhno vykorystovuiutsia yak budivelnyi material. Perevyshchennia chastky nezghoriloho vuhletsiu v zoli vynosu zaznachaietsia na vlastyvosti betonu. Mizh tym, tsinni ridkozemelni ta rozsiiani skladovi zolnykh vynosiv kilkisno znachno perevyshchuiut yikh vmist u vuhilli. Otzhe spaliuvannia orhanichnoi chastky zoly vynosu antratsytovoho vuhillia ye zakhodom dlia zabezpechennia podalshoi ekstraktsii krytychnykh elementiv z ZShV. U statti vykladeno rezultaty doslidzhen protsesiv termolizu vuhilnoi zoly vynosu ta osadu stichnykh vod okremo ta v sumishi z biomasoiu enerhokultur. Obgruntovana neobkhidnist hazyfikatsii abo spaliuvannia osadiv stichnykh vod ta vuhilnoi zoly vynosu yak zakhodu kontsentratsii fosforu ta ridkozemelnykh elementiv dlia yikh podalshoho vyluchennia i vykorystannia v riznykh haluziakh narodnoho hospodarstva. V laboratornykh umovakh provedeni modelni doslidzhennia protsesiv prokhodzhennia termolizu zoly vynosu antratsytovoho vuhillia ta osadu stichnykh vod u riznomu spivvidnoshenni z biomasoiu prosa prutopodibnoho ta bahassy tsukrovoho sorho. U roboti vpershe zdiisnenyi termohravimetrychnyi analiz protsesiv prokhodzhennia termolizu zoly vynosu antratsytovoho vuhillia ta osadu stichnykh vod u sumishi z riznymy chastkamy biomasy prosa prutopodibnoho ta tsukrovoho sorho. V rezultati provedenykh doslidzhen vyiavleno, shcho vidpovidno do zmenshennia vidsotka biomasy u skladi kompozytnoi sumishi, chastka zalyshkovoi nehoriuchoi masy zbilshuvalasia, i, v pidsumku, sklala 25,06 (biomasa 75% + zola 25%), 41,02% (biomasa 50% + zola 50%) ta 54,6% (biomasa 25% + zola 75%). Hazyfikatsiia kompozytnoi sumishi osadu stichnykh vod z bahassoiu sorho tsukrovoho pryzvela do pryshvydshennia pochatku ekzotermichnykh reaktsii v intervali temperatur 350–370 o S, na vidminu yikh proiavu v zrazku biomasy v intervali 440– 460 o S.