Золошлаковые отходы относятся к техногенным месторождениям полезных ископаемых. Они содержат большое количество редких металлов. Вместе с тем, эти отходы являются источником экологической опасности.
Автор рассказывает об особенностях инженерно-геологических изысканий для обоснования проекта утилизации золошлаковых отходов, а также собственно об утилизации золы и шлаков по инновационной технологии ВТГЭС, которая, как он обосновывает в статье, рентабельная, экологически чистая и безотходная.
Золошлаковые отходы образуются при сгорании угля для производства электроэнергии и тепла на ТЭС и в котельных. Накопленные отходы называют золошлаковыми отвалами (ЗШО). Отвалы являются источником повышенной экологической опасности и оказывают негативное влияние на здоровье человека, подземные и поверхностные воды, атмосферу, растительный и животный мир. ЗШО служат причиной отчуждения земель, которые практически безвозвратно изымаются из полезного пользования.
Вместе с тем, зола и шлак не являются токсичными, и непосредственный контакт с ними, например, при отборе образцов для химического анализа, не наносит вреда здоровью человека.
Химический состав ЗШО крайне неоднороден и колеблется в значительных пределах, поскольку для сжигания используются угли из разных месторождений, имеющих неодинаковый химический состав.
Очень важная особенность ЗШО – высокое содержание в отвале редких металлов. Присутствуют и другие ценные химические элементы. К ним относятся благородные и цветные металлы.
По сути ЗШО являются вторичными ресурсами сырьевого значения, т.е. их можно рассматривать как техногенные месторождения полезных ископаемых.
Уже многие годы исследования по изучению химических элементов, содержащихся в техногенных продуктах, ведут специалисты московского Института минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (ИМГРЭ). С помощью новейшей аппаратуры ими обнаружено 70 элементов (в их числе 35 редких металлов), в немалых количествах содержащихся в золошлаковых отвалах.
Необходимо отметить, что при сжигании углей концентрация ценных химических элементов в золе возрастает в 5–6 раз по отношению к исходной. Это позволяет говорить о приобретении вторичным сырьем новых свойств.
В золошлаковых отходах могут содержаться несгоревшие органические частицы топлива. Они играют важную роль при термической обработке отходов в процессе утилизации.
В качестве примера в данной статье рассмотрен Приозерский ЗШО. Отвал расположен на северо-западном берегу Ладожского озера в Приозерском районе Ленинградской области. Представляет собой карьер размером 80х260 м неизвестной глубины. Карьер заполнен золой и шлаком, которые доставлялись гидротранспортом с теплоэлектростанции Приозерского мебельного комбината в течение 22 лет – с 1964 по 1986 годы. В отвале находится примерно 900 000 тонн золы и шлака, образовавшихся в результате сжигания около 3 500 000 тонн воркутинского угля.
Таблица. Содержание химических элементов в Приозерском золошлаковом отвале
Рис. 1. Аппаратурно-технологическая схема производства генераторного газа по технологии ВТГЭС
В зависимости от состава отходов система газоочистки аппаратно может быть представлена металлопористым фильтром, зернистым фильтром с активным наполнителем, промывателями газа и рукавными фильтрами. Пыли и шламы газоочистки возвращаются в реактор.
После системы газоочистки генераторный газ подается на генерацию тепла и электроэнергии.
Таким образом утилизируются все полезные компоненты ЗШО:
Безотходность производства позволяет отнести технологию к высшей степени экологической безопасности.
При этом концентраты редких металлов и коллекторный сплав благородных металлов получают в качестве побочного продукта без дополнительных капитальных затрат. При определенных условиях именно эти продукты могут быть главной целью переработки ЗШО.
Рис. 2. Золошлаковый отвал. Источник: «Все о переработке и утилизации отходов» https://musorish.ru
Шлаковый расплав является базовым полуфабрикатом для получения теплоизоляции – его доля в себестоимости конечного продукта – теплоизоляционных плит – составляет 77%. Из них сырье – 66%, энергозатраты –11%.
Для получения теплоизоляции используется промышленный модуль производительностью 15000 т золошлакового расплава в год или 80000 м3 теплоизоляционных плит. Из 1т расплава производится 5,33 м3 плит.
При стоимости электроэнергии 500 руб за кВт/час, себестоимость плит из ЗШО равна:
Сшзо = 500/0,77/5,33 = 122 руб/м3.
Оптовая цена теплоизоляционных плит составляет 3000 руб/м3.
Валовый доход от продаж:
Пзшо = (3000–122)х80000 = 230 240 000 руб.
Капиталовложения в создание модуля производительностью 15000 т золошлакового расплава в год составляют 80 000 000 руб.
Таким образом, прибыль от утилизации Приозерского ЗШО благодаря продаже теплоизоляционного материала может составить не менее 150 240 000 руб.
Срок окупаемости 0,5 – 1 год.
Результаты расчетов свидетельствуют о высокой экономической эффективности используемой технологии.
наверх
Поделиться
Поделиться
Скопировать ссылку
Оформить подписку