Использование шлака в качестве утеплителя для частного дома

Преимущества использования котельных шлаков в строительстве

1. Экологическая безопасность

Котельные шлаки состоят из горных пород, которые не имеют вредных примесей, поэтому отсутствуют любые экологические риски в процессе их использования в строительстве.

2. Высокая прочность и долговечность

Котельные шлаки обладают высокой прочностью и долговечностью благодаря своему минеральному составу. Их использование в качестве материала для дорожных покрытий и других объектов обеспечивает длительный срок эксплуатации.

3. Экономичность

Котельные шлаки являются отходами производства энергетических предприятий. Их использование как строительного материала — это экономически выгодное решение по сравнению с традиционными материалами, такими как щебень, песок, цемент и т.д.

4. Хорошая устойчивость к воздействию окружающей среды

Котельные шлаки обладают высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды. Они не подвержены коррозии и не образуют ядовитых веществ, что гарантирует их сохранение свойства в процессе эксплуатации.

5. Удобство транспортировки и укладки

Котельные шлаки имеют невысокую плотность и небольшой вес, что обеспечивает удобство транспортировки и укладки. Кроме того, они не требуют специальных условий хранения.

6. Возможность повторного использования

Котельные шлаки могут быть утилизированы и использованы в качестве строительного материала повторно. Это позволяет сократить затраты на производство и снизить негативное воздействие на окружающую среду.

Утеплитель шлак: отходы производства или качественная теплоизоляция?

Шлак как утеплитель потолка отлично подойдет как для жилых, так и нежилых помещений. Утепление дома — важнейший этап его строительства и благоустройства, так как от качества проделанной работы и использованного сырья зависит теплоизоляция всего помещения. Неверно проделанная работа по утеплению помещений может спровоцировать появление сырости, плесени, а также грозит потерей тепловых ресурсов .

Для этого можно использовать различные виды материалов, но наиболее дешевым и эффективным вариантом является утепление потолка шлаком. Применение данного вида сырья существенно снизит затраты на строительство и теплоизоляцию дома. Чем выше теплостойкость сырья, используемого для утепления помещения, тем ниже в дальнейшем затраты на его отопление.

Через потолок теряется около 15% всего объема тепла. Если выражать эту потерю в градусах Цельсия, она составит 2-3º, которые необходимы для создания комфортных условий в помещении. Теплый воздух всегда скапливается в верхней части помещения, и если он не встречает преграды в виде утепленного потолка, то поступает наружу.

Утепление потолка в частном доме или в любом промышленном помещении — процесс трудоемкий, но достаточно простой. Для хорошего результата необходимо соблюдать инструкции и качественно выполнять работы на всех этапах.

Для того чтобы качественно утеплить потолок шлаком, следует придерживаться некоторых рекомендаций:

• высота слоя теплоизоляционного материала должна зависеть от нагрузки, которая в дальнейшем будет воздействовать на потолок;
• использование потолка помещения будет возможно лишь после отвердевания бетонного слоя.

Топливный шлак представляет собой сыпучий вид сырья. Его активно применяют с целью утепления деревянных полов и потолков в частных домах и квартирах

В процессе выбора топливного шлака необходимо особое внимание уделить его качеству. Качество данного сырья зависит от доли различных примесей в его составе

Чем их меньше, тем выше теплостойкость материала.

Любые примеси, такие как зола или несгоревший уголь, обладают высокой теплопроводностью, что н егативно сказывается на термоизоляции утепляемой поверхности . Топливный шлак хорошего качества снижает теплопотери в помещении, существенно уменьшает уровень шумов. Таким образом, с помощью этого материала можно комплексно решить несколько задач:

• осуществить шумо — и термоизоляцию;
• сделать более ровным напольное основание;
• шлакобетон может заменить кирпич при выполнении строительных работ.

Котельные шлаки: свойства и применение

Свойства котельных шлаков

Котельные шлаки являются продуктом сгорания твердого топлива в котлах. Этот материал обладает следующими свойствами:

• Высокая плотность;
• Высокая влажность;
• Высокий процент оксидов железа, кремния и алюминия;
• Низкий процент углерода и серы.

Котельные шлаки обычно имеют сероватый или коричневый цвет и могут содержать остатки несгоревшего топлива, такие как уголь, легковоспламеняющиеся материалы и т.д.

Применение котельных шлаков

Котельные шлаки могут использоваться для различных целей:

1. Использование в качестве добавки для дорожных материалов, например, для асфальта и бетона. В таком случае, котельные шлаки смешиваются с основными материалами, чтобы улучшить их качество и устойчивость к разрушению.
2. Использование в качестве засыпки для площадок отходов и заброшенных шахт. Котельные шлаки имеют достаточно высокую плотность и являются устойчивым материалом для заполнения пустот и ям.
3. Использование в качестве сырья для производства цемента. Котельные шлаки содержат определенное количество кремния и алюминия, которые могут быть использованы в качестве основных компонентов для производства цемента.

Свойства котельных шлаков

Физические свойства

Котельные шлаки представляют собой зернистые материалы различных размеров частиц. Обычно их размеры составляют от 0,5 до 10 мм. Цвет котельных шлаков может варьироваться от черного до серого или желтого. Шлаки характеризуются высокой плотностью, что обуславливает их тяжелый вес. Поэтому их транспортировка и хранение вызывают трудности.

Химические свойства

Котельные шлаки — это смесь оксидов металлов, которые были не восстановлены в процессе сгорания топлива. В качестве основных составляющих шлаков выделены SiO2, Al2O3, FeO, CaO и MgO. Эти вещества характеризуются низкой растворимостью в воде и кислотах. Шлаки обладают высоким содержанием щелочных оксидов, равно как и токсичных элементов, таких как свинец, кадмий, медь и цинк. Эти элементы могут быть опасными для окружающей среды, поэтому нужно тщательно выбирать метод утилизации котельных шлаков.

Теплофизические свойства

Котельные шлаки, имея высокую плотность и низкий коэффициент теплопроводности, могут использоваться в качестве теплоизоляторов. Однако, из-за того что шлаки характеризуются низкими показателями теплопроводности, они малоэффективны для использования в качестве тепловых носителей. Более того, шлаки способны к химическому взаимодействию, а также к дезинтеграции при высоких температурах, что может вызвать неконтролируемый прогресс тепловых процессов. Поэтому, использование котельных шлаков должно ограничиваться соответствующими технологическими решениями и соблюдением безопасности.

Механические свойства

Котельные шлаки обладают хорошими механическими свойствами, такими как износостойкость и устойчивость к воздействию воды и влаги. Эти свойства делают их привлекательными для промышленного использования в качестве наполнителей различных смесей и композитных материалов. Также шлаки могут использоваться в качестве дренажного материала для различных объектов.

Экологические свойства

Котельные шлаки являются потенциально опасным отходом, так как содержат токсичные элементы. Поэтому утилизация шлаков требует особого внимания. Однако, при правильной обработке, котельные шлаки могут быть использованы в качестве материалов для восстановления почвы и мест для захоронения промышленных отходов. Кроме того, при правильной переработке шлаков могут быть получены полезные кислоты и металлические элементы, которые могут быть дополнительно использованы в различных отраслях промышленности.

Проблемы отходов ТЭС

По объемам выработки электричества Россия занимает 13 место, уступая Китаю, Индии и другим странам с энергосистемами, основанными на твердом топливе.

Для получения электроэнергии в России ежегодно сжигается около 125 млн тонн топлива, что означает свыше 20 млн тонн новых ЗШО каждый год впридачу к уже накопленным 1,5 млрд тонн, занимающим более 28 тыс. га.

По прогнозам экспертов, если уровень переработки останется прежним, уже к 2030 году объем накопленных ЗШО превысит 2 млрд тонн. Мрачная перспектива переполнения полигонов может спровоцировать решение о выводе угольных электростанций из энергобаланса РФ.

Проблема утилизации ЗШО волнует государство, в первую очередь, с точки зрения экологии. Но, например, для Сибири тема переработки золошлаковых отходов особенно актуальна: здесь находится крупнейший угольный бассейн страны и практически вся энергетика округа построена на угле.

Ежегодный прирост ЗШО составляет 13 млн тонн. На территории края накоплено более 500 млн тонн углеродных отходов, при этом площади под золоотвалами ежегодно прирастают на 100 га. Многие хранилища отходов расположены прямо в черте городов, в непосредственной близости к ТЭЦ.

Однако уровень переработки ЗШО в РФ остается неизменным с 1990 года.

Сегодня существует более 300 способов утилизации золошлакового сырья, но лидеры отрасли северного региона сталкиваются с серьезными затруднениями. Большая сложность заключается в ограниченном периоде транспортировки отходов — примерно 5 месяцев в году. Манипуляции с ЗШО при отрицательных температурах требуют значительных финансовых вложений.

Но и в другое время перевозка чересчур капиталоемка. Именно этот факт мешает другим государствам довести утилизацию до 100%. Япония добилась максимального результата из-за удобного расположения ТЭЦ. Энергокомплексы, как правило, размещаются на берегу водоемов, что позволяет использовать выгодный водный транспорт.

Класс опасности

Отходы сжигания твердого и жидкого топлива сгруппированы в 6 блоке ФККО. ЗШО разделены на 7 подтипов с учетом исходного сырья, агрегатного состояния, процесса образования.

В основном отходы относятся к 4 и 5 классам опасности для окружающей среды – малоопасному и практически неопасному соответственно. Исключение составляет единственный в этой группе отход 3 класса опасности – зола с высокой концентрацией ванадия, образовавшаяся при сжигании мазута.

Отходы неблагоприятны для окружающей среды из-за токсичных веществ и тяжелых металлов, входящих в их состав.

Под золоотвалами России – тысячи гектаров отчужденной земли, выведенной из сельскохозяйственного оборота. И это самая большая проблема ЗШО – они требуют больших площадей для размещения.

В зонах влияния отвалов с ЗШО создается сложная экологическая ситуация. Высокое пылеобразование, вымывание компонентов золы с попаданием в почву и подземные воды отрицательно воздействуют на природную среду и здоровье человека.

Особую опасность представляют хранилища ЗШО, расположенные вблизи водных объектов, из-за возможного прорыва дамб.

Виды шлакового утеплителя

Выбор утеплителя для того или иного помещения зависит от нескольких параметров — цены, свойств сырья, доступности в применении, срока эксплуатации и безопасности. В строительной отрасли применяются следующие виды шлака как утеплителя:

• топливный;
• каменноугольный;
• металлургический;
• доменный.

Для утепления потолка помещений как жилого, так и промышленного типа чаще всего применяют топливный вид шлака. Он представляет собой очаговые остатки, образованные после сгорания твердого вида топлива в топках котлов, а также содержит частички золы, сплавленные в отдельные куски. Такой шлак применяется строителями для получения шлакопортландцемента. Минеральная вата, шлаковая пемза и шлаковое литье производятся из расплавов данного сырья.

Каменноугольный шлак — материал, который смешивают с вяжущим веществом с целью получения прочного и надежного шлакобетона. Он имеет хорошие теплоизоляционные характеристики и в несколько раз дешевле кирпича, но по качеству ему не уступает. Шлакобетон не содержит примесей песка, золы и глины, благодаря чему достигаются отличные термоизоляционные качества. Крупнозернистый шлакобетон используют для утепления стен снаружи здания, а мелкозернистые — для термоизоляции пола и внутренних стен дома.

Металлургический шлак производится из никелевых и медеплавильных составов. Такое сырье нередко используется для термоизоляции пола.

Доменный шлак: применение

Для общестроительных работ вторичный сырьевой ресурс используют в нескольких основных вариантах:

• Обычный отвальный. Материал отличается свойством быстро схватываться, аналогично цементу. Его используют в дорожном строительстве для отсыпки полотна, активно применяют для укрепления основания под фундамент различного рода сооружений.
• Шлаковый щебень. Его получают дроблением и грохочением шлака из отвалов. Второй способ производства щебня (литого) – это медленное охлаждение расплавленного жидкого шлака, слитого слоями. Различают мелкую, среднюю и крупную фракции материала. В зависимости от размера частиц продукт используется как наполнитель при изготовлении бетонных смесей высокой прочности, шлакоблоков. Щебень, полученный из доменного шлака, широко используют в дорожном строительстве для щебеночных оснований, балластной подушки ж/д путей, производства асфальтобетона, укрепления береговых откосов водоемов, обустройства пирсов, причалов, площадок различного назначения, производства бетонных строительных конструкций.
• Гранулированный шлак. Продукт производят методом быстрого охлаждения жидкой массы. Он обладает способностью самоцементироваться при воздействии влаги, поэтому его применяют с целью укрепления влагонасыщенных грунтов. Используют гранулы, как компонент при производстве разнообразной строительной продукции: шлакоблоков, теплоизоляционных материалов. Измельченный в порошок продукт включается в состав шлакоцемента.

От способа обработки шлака зависят такие параметры, как размеры, вес и структура, что в свою очередь обуславливает сферу его применения в различных строительных целях.

Применение котельных шлаков

В строительстве и дорожном строительстве

Котельные шлаки широко применяются в строительстве и дорожном строительстве. Их добавляют в цемент, бетон, асфальт и другие строительные материалы для повышения прочности и долговечности.

Также шлак используют для устройства дорожных покрытий. Смешанный с щебнем и битумом, он образует прочный и долговечный асфальтобетон.

В сельском хозяйстве

Котельные шлаки применяются в сельском хозяйстве для улучшения качества почвы. Шлак обладает хорошей воздухопроницаемостью и водопроницаемостью, способствует развитию полезных микроорганизмов и повышению плодородия почвы.

Шлак также используют для создания дорожек и отмосток на полях, что улучшает условия для машинного и ручного труда в аграрном секторе.

В экологии и энергетике

Утилизация котельных шлаков способствует снижению количества отходов и улучшению экологической ситуации в регионе. Шлак применяется в условиях гидротехнических работ, при благоустройстве территорий, построении дамб и огораживании склонов.

Кроме того, котельные шлаки используются в производстве энергии. Они являются ценным топливом для выработки электроэнергии в котельных установках совместного использования топлива.

• Применение котельных шлаков крайне разнообразно и практично.
• Шлак обладает уникальными свойствами для использования в различных отраслях, таких как строительство, сельское хозяйство, экология и энергетика.

Технология утепления строительных конструкций

Теплотехнические расчёты и инструментальные замеры показывают, что 5 – 10 % тепла уходит из жилья через пол и грунт, 20 -30 % через стены и столько же через чердачные перекрытия и крышу. Для этих строительных конструкций можно использовать утеплитель шлак.

Последовательность работы по улучшению теплоизолирующих характеристик для пола, потолка, стен различаются.

Утепление пола

Слой шлака заливается бетонной стяжкой

В зависимости от конструкции жилища утепление пола шлаком в частных домах проводят по-разному. Если в весенний период и после сильных дождей в подполе, подвале появляется вода, обязательно делают гидроизоляцию.

Краткая инструкция по утеплению земляного пола:

1. Поверхность освобождают от мусора, выравнивают, при необходимости трамбуют.
2. Обустраивают гидроизоляцию, для чего засыпают пол глиной, растворённой в воде, и тщательно перемешанной до состояния теста. Другой вариант: расстилают слой гидроизоляционного рулонного материала, стыки проклеивают мастикой.
3. Аккуратно насыпают слой утеплителя необходимой величины — чем толще, тем лучше. Для большинства регионов достаточно подсыпать 15 – 20 см.
4. Насыпают 5 см песка, трамбуют.
5. Заливают цементно-песчаную стяжку (ЦПС) 5 – 10 см.

Если высота потолков в подвале не позволяет обустраивать такой «пирог», можно залить пол бетоном, используя в качестве наполнителя шлак. До заливки устраивают песчаную подушку, которую проливают водой и трамбуют.

Последовательность работ простая:

1. Убирают мусор, грязь, пыль.
2. Трещины и технологические отверстия заделывают цементным раствором.
3. Плиту обрабатывают антисептиком для предотвращения возникновения плесени и грибка.
4. Укрывают поверхность слоем пароизоляционной плёнки (мембраны), которая не допустит проникновения паров из подвала, но даст влаге испариться в подпольное помещение. В домах с сухими подвалами пароизоляция не нужна.
5. Поверх слоя теплоизолятора выполняют ЦПС.
6. После высыхания проводят отделку финишными материалами (ламинат, ДСП, линолеум).

Теплоизоляция потолка

Утепление потолка шлаком с чердака

Технологически работа по утеплению пола и потолка не отличаются.

Перед тем как утеплить шлаком потолок, нужно провести расчеты, чтобы не придать конструкциям излишнюю нагрузку. Для этого надо узнать несущую способность плит перекрытия и сравнить её с массой засыпки.

Шлак как утеплитель потолка имеет те же плюсы и минусы, как и при использовании в других строительных конструкциях.

Высота нежилого чердака позволяет насыпать слой любой необходимой толщины (с учётом характеристик плит). Утеплитель сохранит свойства на протяжении всего срока эксплуатации дома.

Чтобы шлак для утепления потолков сохранил свойства, на него не должны попадать осадки. Слуховое окно нельзя закрывать наглухо — это поможет влаге своевременно испариться.

1. Плиты перекрытия покрывают слоем гидроизоляции.
2. Засыпают нужное количество засыпки.
3. Обустраивают бетонную стяжку толщиной 10 – 15 см, соблюдая уклон для слива воды во время осадков.
4. Проводят гидроизоляцию рулонными материалами.

Чтобы покрытие прослужило долго, соблюдают инструкции производителей строительных материалов.

Утепление пустотелых стен

Утепление стен шлаком не требует специальных приготовлений. Между внешними и внутренними слоями кирпича по мере постройки стены засыпают любой шлак. Лучше выбирать пористый материал средней фракции. Такие характеристики сделаю дом теплее, между кусками засыпки не будет пустот.

Несущая способность оснований из золошлаков

Ориентировочно оценить несущую способность оснований из ЗШС можно, используя известную модель предельного равновесия участка грунта под действием местного контактного давления . При этом плоская модель (случай плоской деформации) (рис. 3), применима для ориентировочной оценки несущей способности основания при нагружении распределенной нагрузкой (МПа) шириной В.

Рис. 3. К расчету несущей способности оснований из ЗШС.

Упрощенная формула приведена ниже:

.

Данная формула является приближением более сложной классической Прандтля – Рейснера и позволяет приблизительно оценить запас по несущей способности, используя минимальное количество данных (φ и с). Исходя из вышеуказанного диапазона их значений (φ = 22 ÷ 34; с = 0,005 ÷ 0,03 МПа) можно сказать, что несущая способность будет лежать в диапазоне от 10 до 100 т/м2 (0,1÷1МПа), что в большинстве случаев достаточно для подушек и оснований фундаментов. Более точные оценки, в т.ч. с учетом других факторов, можно найти в разделах механики грунтов .

При непосредственном перемещении по уплотненным слоям ЗШС транспортных средств, расчеты, также, как и практический опыт, показывают, что несущая способность ЗШС, как правило (для большинства видов ЗШС), является недостаточной для тяжелого автомобильного транспорта. Разрушение поверхностного слоя приводит к образованию глубокой колеи, что в дальнейшем приводит покрытие в негодность. Расчеты показывают, чтобы предотвратить образование глубокой колеи, удельное давление на грунт не должно превышать 0,1 МПа, что достижимо только при использовании автомобильного транспорта с нагрузкой на ось менее 2 тс и гусеничного. В данном случае необходимы дополнительные мероприятия по увеличению контактной прочности поверхности, например, обработкой органическими и минеральными вяжущими, активной золой уноса (согласно ОДН 218.046-01). При этом структурная прочность насыпи из ЗШС, как целого, не вызывает опасения . В практическом смысле это означает, что кратковременное нахождение тяжелого транспорта на гребне насыпных дамб допустимо, с последующим ремонтом (подсыпкой и планированием) поверхности.

В заключении можно сказать, что широкое использование ЗШС для строительства дорожных насыпей выглядит очень привлекательно. Не трудно подсчитать, что на 1 км дорожной насыпи (с высотой 4 м, шириной поверху 12 м, откосами 1:1,5) можно использовать средний годовой выход золошлаков крупной теплоэлектростанции, соразмерной с Усть-Илимской ТЭЦ (около 80 тыс. м3).

Виды материала

Из отходов металлургических производств и энергетической отрасли получают следующие виды утеплителя:

• доменный;
• металлургический;
• топливный и каменноугольный.

Разные виды используют для утепления конструктивных элементов дома.

Доменный

Материал получают при выплавлении чугуна. В состав входят остатки горной породы, флюсов и зола топлива. Куски очень пористые, материал сыпучий.

В частном строительстве мелкая (более тяжёлая) фракция идёт на засыпки полостей в стенах или под стяжку бетонных полов. Крупная фракция — лёгкая по массе — пригодна для засыпки чердачных перекрытий.

Этот вид сырья идёт на изготовление шлаковых теплоизоляционных материалов.

Наиболее пригодна для утепления шлаковая пемза, обладающая хорошими тепло- и звукоизолирующими свойствами. Она же идёт в наполнитель для шлакоблоков.

Металлургический

Металлургический шлак может создавать избыточную нагрузку на фундамент

К этому типу чаще относят отходы никеле- и медеплавильных заводов, сталелитейных комбинатов.

Материал представляет собой спёкшиеся куски различных фракций. В них много окислов металлов из-за чего масса состава велика.

Топливный

Сырьём для изготовления служат остатки сгоревших в котельных мазута и каменного угля. Фракция и свойства зависят от типа сжигания (камерное или слоевое).

Остатки топлива гигроскопичны, поэтому перед засыпкой должен быть высушен в течение минимум 2 месяцев без воздействия осадков.

Применяется для засыпки полостей в стенах из кирпича или под бетонную стяжку на полу и перекрытиях.

Доменный шлак, щебень из него

Являясь отходом доменного производства, такой щебень часто на порядок дешевле крошки из камня, которую нужно добыть, раздробить с помощью сложных и дорогих механизмов, доставить до места приготовления бетонных смесей.

Преимущества и недостатки

При этом плотность щебня, получаемого из доменного шлака по ГОСТ 3344, выше гранитного, но выше и поглощение воды. Правда, ниже и морозостойкость. Что ограничивает его применение как основного заполнителя в климатических зонах с суровыми погодными условиями.

Предел прочности на сжатие может варьироваться от 62 МПа у пористого до 140 МПа у медеплавильного. Для сравнения, у гранита этот предел составляет 120 МПа. Но! Самый дешёвый («дешевле только даром») пористый материал очень ограничен в применении, а вот его медеплавильный аналог при прочности больше гранитного, по стоимости почти догоняет его.

Благодаря своей способности поглощать воду доменный шлак находит широкое применение в дорожном строительстве, в котором такая его особенность, как способность быстро высыхать и уплотняться под воздействием содержащихся в нём связывающих веществ, а также способность легко поддаваться трамбовке делает его применение более предпочтительным, чем щебня из гранита.

Текст

Юв 91749 Класс 13 д, 2 СССР РЕТЕН ЕЛЬСТВУ ПИСАНИЕ К АВТОРСКО В, П. Ромадин и Ю, Л. МаршакОСОБ ИСПОЛЪЗОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ТЖИДКОГО ШЛАКА КОТЕЛЪНЫХ УСТАНОВО явлено 30 января 1950 г. за М 411868 в Гостехнику СС идкогм сжаДробление шлака для использования физического тепла ж о шлака осуществляется, как правило, поточным или противоточны тым воздухом со сравнительно большим расходом энергии.В предлагаемом способе, с целью возможного уменьшения давления сжатого воздуха (пара) для повышения экономичности установки, шлак раздробляется острой плоской, струей воздуха (пара), направленной нормально к вытекающей струе шлака. Кроме того, в устройстве для осуществления этого способа, с целью увеличения эффективности использования тепла шлака, применена многоступенчатая схема подогрева воздуха с использованием последовательно установленных циклонов.На чертеже изображена схема установки для осуществления предлагаемого способа.Способ для использования физического тепла жидкого шлака предназначен для подогрева воздуха, который затем направляется в пыле- приготовительную установку или в топочную камеру парового котла. Вытекающий из летки 1 топочной камеры 2 жидкий шлак собирается в муфте 3, откуда в виде пленки вытекает в вертикальную камеру 4, где осуществляется дробление его острой струей сжатого воздуха или пара. При этом, с целью уменьшения давления сжатого воздуха (пара) для повышения экономичности установки, дробление шлака происходит плоской струей воздуха (пара), которая направлена нормально к вытекающей струе шлака через сопла б. Для того чтобы поддерживать температуру шлака, собираемого в муфеле, на нужном уровне, для поддержания требуемой при вытекании шлака вязкости (порядка 50 пуаз) в муфеле 3 осуществляется сжигание небольшого количества пыли, продукты сгорания которой отводятся по трубопроводу 6 в топочную камеру 2. На стене вертикальной камеры 4 против сопел 5 расположена охлаждаемая водой панель 7, служащая для того, чтобы шлак не приставал к стенке камеры.Давление воздуха (пара) для раздробления шлака должно быть таково, чтобы в результате грануляции получились кусочки шлака раз91749мером до 2 — 3;им. Гранулированный раскаленный шлак с высокой температурой поступает по,наклонной футерованной течке 8 в вертикальную трубу 9, где,подхватывается потоком нагреваемого воздуха из циклона 10 второйступени. Теплоотдача от шлака к нагревающемуся воздуху происходит интенсивно, так как размер гранулированных частиц шлака невелик. Нагревающийся воздух поступает под давлением по воздухопроводу 11 из нагнетательного короба дутьевого вентилятора (не показан на чертеже), Для того чтобы предотвратить беспорядочное попадание в топочную камеру 2 через летку 1 нагревающегося воздуха, а также попадание туда сжатого (первичного) воздуха для раздробления шлака в месте сопряжения наклонной футерованной течки 8 и вертикальной трубы 9, в последней установлено сопло 12 для создания путем эжекции разрежения большего, чем разрежение в летке. Кроме того, в конце футерованной течки 8 расположена чувствительная мигалка 13, непрерывно выдающая шлак.Шлаковоздушная смесь по вертикальной трубе 9 поступает в циклон 14 первой ступени, где происходит сепарация шлака, Очищенный подогретый воздух направляется затем по трубопроводу 15 в пылеприготовительную установку или в топочную камеру (не показаны на чертеже) парового котла. Отсепарированный в циклоне 14 первой ступени шлак подхватывается холодным воздухом из нагнетательного воздуховода 11 дутьевого вентилятора и подается в циклон 10 второй ступени. На тракте от циклона 14 до циклона 10 осуществляется первая ступень подогрева воздуха, а на тракте от циклона 10 до циклона 14 происходит дальнейший подогрев его. Оба циклона, следовательно, находятся под давлением. Охлажденный шлак удаляется из циклона 10 через шлакоотвод 1 б.Предмет изобретения1. Способ использования физического тепла жидкого шлака котельных установок с применением в качестве теплоносителя сжатого воздуха (пара) и нагревом теплоносителя непосредственным контактом его со струей жидкого шлака, раздробляемого теплоносителем, о т л и ч а ющи йся тем, что, с целью возможного уменьшения давления сжатого воздуха (пара) для повышения экономичности установки, шлак раздробляется острой плоской струей воздуха (пара), направляемой нормально к вытекающей струе жидкого шлака.2. Для осуществления способа по п. 1 применение многоступенчатой схемы подогрева воздуха и последовательного включения циклонов, с целью увеличения эффективности использования тепла шлака.

Смотреть

Выводы

1. Утилизация золошлаков является актуальной задачей для энергогенерирующих компаний, которая попутно позволяет продлить срок эксплуатации хранилищ золошлаков – золоотвалов.

2. Сертификация золошлаков позволяет перенести последние из разряда золошлаковых отходов в золошлаковые материалы (ЗШМ).

3. При решении вопроса об использования ЗШС в строительстве необходимо учесть их основные характеристики: потерю массы при прокаливании, показатели активности, плотность скелета (насыпную) и агрегатную (истинную) плотность, влажность, гранулометрический состав (модуль крупности), морозостойкость, класс радиационной безопасности и класс опасности для окружающей природной среды.

4. В качестве подушек и оснований, наиболее предпочтительно использовать каменноугольную, образованную при жидком шлакоудалении, крупнозернистую с низким числом посторонних включений ЗШС.

5. Прочностные расчеты показывают, что подушки и насыпи из ЗШС имеют значительную несущую способность.

6. В настоящее время не существует принципиальных препятствий для широкого использования ЗШС в различных видах строительства. При выборе и заказе ЗШС удобно использовать нормы для дорожного строительства.

Литература

1.Горбунов В.В., Галенская Л.П., Сеякаев М.А. Стратегия использования золошлаков // Экология производства. 2011. № 1.

2. Пантелеев В.Г., Мелентьев В.А., Добкин Э.Л., Агеев Г.С., Кириллов В.Н., Ларина Э.А., Матюшин В.М., Большакова Ю.С., Гольдина Т.М., Сергеева Т.Е. Золошлаковые материалы и золоотвалы. М.: Энергия, 1978.

3. «Основные направления и способы использования золошлаковых отходов тепловых электростанций» // Технические статьи URL: http://somillial.ucoz.ru/news/ispolzovanie_zoloshlakovykh_otkhodov_tehs/2013-03-12-68 (дата обращения 20.04.2015).

4. Путилин Е.И., Цветков B.C. Применение зол уноса и золошлаковых смесей при строительстве автомобильных дорог. Обзорная информация отечественного и зарубежного опыта применения отходов от сжигания твердого топлива на ТЭС. М.: СОЮЗДОРНИИ, 2003.

5. Методические рекомендации по определению экономически рациональной области использования отходов ТЭЦ и ГРЭС в дорожном строительстве. М.: СОЮЗДОРНИИ, 1987.

6. Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Высшая школа, 1979.

7. Горунович. С.Б. Несущая способность дамб и дорожных насыпей из золошлаков ТЭЦ // Механики XXI веку. 2015. №14. С.272-276.