Переработка и использование отходов тепловых электростанций

СОДЕРЖАНИЕ 2
ВВЕДЕНИЕ 2
ГЛАВА 1 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА И ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ 6
1.1 Виды используемого топлива 6
1.2 Способы удаления отходов тепловых электростанций 10
ГЛАВА 2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 13
2.1 Классификационные характеристики золошлаковых отходов 13
2.2 Перспективные направления использования 18
ГЛАВА 3 ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 22
3.1 Использование в строительных материалах 22
3.2 Использование в дорожном строительстве 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 33

Тепловая энергетика – является одним из основных видов энергии, используемой человеком для обеспечения необходимых условий его жизнедеятельности, как для организации благоприятных условий его быта, так и для развития и совершенствования общества, в котором он живет. Тепловая энергия, получаемая человеком из первоначальных источников энергии, в основном применяется для получения электрической энергии на тепловых электростанциях, для технологических нужд промышленных предприятий, для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.
В процессе деятельности предприятий теплоэнергетики образуется много золошлаковых отходов. Годовое поступление золы в золоотвалы составляет сотни миллионов тонн. Золы тепловых электростанций- недорогой и практически неисчерпаемый источник сырья, из которого можно изготавливать различные строительные материалы и изделия. Особенно широкие возможности имеются для утилизации золы в легких бетонах, как в виде мелкого заполнителя и добавки к цементам, так и в виде сырьевого источника для изготовления крупного заполнителя. Широко применяются золошлаковые отходы в ячеистых бетонах.
При использовании золошлаковых отходов следует учитывать, что наиболее эффективен тот путь, который не требует сложной технологической переработки зол для последующего применения их в строительстве. Необходимо также учитывать возможность замены золой дефицитных источников минерального сырья с учетом топливно-энергетических ресурсов, а также важности охраны окружающей среды и природы в целом.
Следует заметить, что при производстве тепловой энергии из минерального (органического) топлива с продуктами сгорания в атмосферный воздух выделяется значительное количество вредных загрязняющих веществ в виде пыли, оксидов серы, азота и углерода и других соединений, оказывающих влияние на окружающую среду. Концентрация теплоэнергетических мощностей может привести к повышению уровня локальных загрязняющих выбросов, что потребует значительных денежных вложений для приобретения оборудования для их улавливания и обезвреживания.
Объектом исследования являются тепловые электростанции, предметом исследования является изучение возможности переработки и использования отходов в разных сферах промышленности.
Цель работы – исследовать образующиеся отходы от тепловых электростанций и оценить возможность их переработки и использования.
Задачи работы:
1. Оценить виды используемого топлива и проанализировать способы удаления отходов тепловых электростанций;
2. Выявить классификационные характеристики золошлаковых отходов и перспективные направления использования;
3. Рассмотреть использование отходов в строительных материалах и дорожном строительстве.
В первой главе курсовой работы теплоэнергетика рассмотрена как источник воздействия на природную среду, приведены виды используемого топлива, способы удалении отходов.
Во второй главе рассмотрено использование отходов тепловых электростанций, приведены классификационные характеристики отходов и перспективные направления использования.
В третьей главе рассмотрены типы переработки отходов теплоэлектростанций, в строительных материалах и дорожном строительстве.

При сжигании разных видов топлива – твердого, жидкого и газообразного топлива вся его масса превращается в отход. Количество продуктов сгорания всегда во много раз больше массы используемого топлива за счет введения кислорода и азота.
С дымовыми газами тепловых электростанций в атмосферный воздух выбрасывается большое число твердых, жидких и газообразных загрязняющих веществ. При сжигании угля в атмосферу выделяются твердые вещества такие как: углерод (сажа); бенз(а)пирен; пыль неорганическая 20-70% SiO 2; жидкие и газообразные вещества к ним относятся: азота диоксид, азота оксид, углерод оксид, сера диоксид.
При сжигании топлива значительное влияние на состав образующихся вредных веществ оказывают режим горения и вид топлива. Тепловые электростанции используют твердое, жидкое и газообразное топливо. В теплоэнергетике в качестве твердого топлива используют угли (каменные, бурые, антрацитовый штыб), торф и горючие сланцы. При использовании каменного угля в атмосферу выделяется в 5-10 раз больше оксидов азота, чем при использовании других видов топлива, и почти в 6 раз превышает использования бурого угля.
В качестве жидкого топлива в теплоэнергетике применяются дизельное топливо, сланцевое масло или мазут. В составе золы мазута содержатся пентаоксид ванадия(V2О5), а также А12О3, Fe2O3, Ni2O3, МgО, SiO2, и другие оксиды. Зольность мазута не превышает 0,3%.
Газообразное топливо является наиболее чистым органическим топливом. При полном сгорании топлива из токсичных веществ образуются только оксиды азота, при не полном сгорании в дымовых выбросах содержится и оксид углерода (СО). Тепловые электростанции на природном газе для качества атмосферного воздуха экологически лучше угольных, мазутных и сланцевых топлив, но вред, наносимый природной среде при добыче газа и прокладке трубопроводов, особенно в северных районах, где расположены месторождении газа, не должен остаться не замеченным.
Основными способами шлакоудаления являются: ручной, механизированный способ, пневматическое и гидравлическое удаление.
Ручное шлакозолоудаление используют в небольших производственно-отопительных котельных. При ручном способе удаления используют узкоколейные вагонетки с опрокидывающим кузовом, вагонетки перемещаются по рельсам.
При механизированном удалении шлака и золы применяют скребковые транспортеры, скреперные установки, шлаковыгружатели, скиповые подъемники. В помещениях где установлены котельные установки, наибольшее распространение получили схемы шлакозолоудаления со скреперными установками. Преимущество скреперной установки заключается в простоте ее конструкции, недостатком является малая подвижность вследствие частых разрывов канатов.
При пневмоническом шлакозолоудалении шлак и зола удаляются по двум схемам: нагнетательной и всасывающей. При нагнетательной схеме шлак и зола транспортируются воздухом, который подается в трубопроводы высоконапорным вентилятором, и поэтому весь тракт находится под давлением. При применении всасывающей схемы она не имеет такого недостатка, шлак и зола транспортируется воздухом, всасываемым в систему с помощью различных вакуумных механизмов, при этом вся система находится под разряжением.
Гидрошлакозолоудаление применяют в котельных при удалении шлака и золы более 10 тонн в час при достаточном количестве воды и близости золотвала. Очень часто используют смешанную схему гидрошлакозолоудаления - в пределах помещения, где установлены котельные агрегаты, до перекачивающей насосной станции шлак и зола транспортируются по самотечным каналам, а от насосной до золоотвала происходит перекачка гидромассы по напорным трубопроводам при помощи различных аппаратов. В данную систему входят шлакосмывные шахты, золосмывные аппараты и каналы для транспортирования гидромассы.
Перспективным направлением утилизации золошлаковых отходов тепловых электростанций является их применение в производстве ячеистых бетонов автоклавного твердения. Новым перспективным направлением в развития энергосберегающих и ресурсных производств строительных материалов с использованием золы является разработка технологий, основанных на концепции геополимеров.
При строительстве дорог золы и золошлаковые отходы используются для сооружения земляного полотна, для устройства укреплений оснований, и также в качестве заполнителя и минерального порошка в асфальтобетонах.
Сухую золу можно использовать в качестве самостоятельного вяжущего материала, а также как активную добавку к органическим и неорганическим вяжущим веществам.
В работе исследованы образующиеся отходы от тепловых электростанций и возможности их переработки и использования. Проведена оценка видов используемого топлива и проанализированы способы удаления отходов тепловых электростанций. Выявлены классификационные характеристики золошлаковых отходов и перспективные направления их использования. Рассмотрено использование отходов теплоэнергетики в производстве строительных материалов и дорожном строительстве.
На основании изученого материала можно сделать вывод, что на сегодняшний день имеются хорошие предпосылки дальнейшего развития использования отходов теплоэнергетики в производстве строительных, геополимерных материалов и производстве материалов для дорожного строительства.