Методика расчета компонентного состава золошлаковых отходов тэс

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом открытого типа "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" (АООТ "ВТИ")

Первый заместитель начальника А.П. Берсенев

Настоящий руководящий документ устанавливает методы определения массовой доли в % компонентов золошлаковых отходов (далее ЗШО) в зависимости от способа сжигания и вида отходов в указанных ниже диапазонах.

Методика распространяется на ЗШО, полученные при сжигании твердого топлива в котельных агрегатах ТЭС.

Руководящий документ разработан в соответствии с Законом РФ и предназначен для определения класса опасности ЗШО ТЭС.

1 ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЗШО, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ СЖИГАНИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
1.1 ЗШО состоят из золы, уловленной в золоулавливающих устройствах ТЭС, и шлака, выпадающего на под топочной камеры. Шлак в зависимости от типа топочного устройства может быть твердым либо жидким, стекающим в шлаковую ванну в расплавленном состоянии.

1.2 ЗШО в зависимости от элементного состава подразделяют на два типа:

кислые, содержащие оксид кальция до 15% по массе;

основные, содержащие оксид кальция 15% и более.

- породообразующие минералы (С_ПО), прошедшие термическую обработку, элементный состав которых приведен в приложении Б;

- оксиды железа (C_Fe), образующиеся в результате выгорания колчедана (FeS₂) и термообработки железосодержащих минералов, содержащихся в исходном топливе;

- ангидрит CaSO₄ (C_S), образующийся в топочной камере при реакции части кальция, содержащегося в золе, с серой топлива;

- углерод (C_C), являющийся продуктом неполного сгорания угольного вещества.

2.2 Зола основного состава состоит из тех же компонентов, что и зола кислого состава (см. п.2.1), и ряда соединений кальция, к которым относятся:

- свободный оксид кальция (C_CaO) (при транспорте золы на золоотвал в виде пульпы свободный оксид кальция гидратируется и переходит в гидрооксид кальция);

- карбонат кальция СаСО₃ (C_K), образующийся при реакции свободного оксида кальция с СО₂;

- алюмосиликаты кальция (C_CAS), образующиеся в результате реакции кальция с кремнием, алюминием и железом.

2.3 Шлак из топок с твердым шлакоудалением представляет собой спекшиеся частицы золы и состоит из тех же компонентов, что и зола. Доля шлака в золошлаковых отходах составляет 5% по массе и при оценке компонентного состава ЗШО, образующихся в топках с твердым шлакоудалением, состав отходов определяется по составу золы.

2.4 Шлак из топок с жидким шлакоудалением представляет собой однородную проплавленную массу и его параметры экологической безопасности определяются отдельно от компонентов золы. Доля шлака в золошлаковых отходах в зависимости от типа топочного устройства составляет от 15 до 40% и уточняется в каждом конкретном случае по тепловому расчету котла.
3 ОТБОР ПРОБ ЗШО И ПОДГОТОВКА ИХ К АНАЛИЗАМ
3.1 Отбор проб ЗШО осуществляется сотрудниками электростанции совместно с представителями экологической службы или природоохранных органов.

3.2 Пробы золы (1 кг) отбирают со всех полей электрофильтров и форкамеры (при отсутствии электрофильтров - из-под батарейных циклонов или в виде пульпы из скрубберов).

3.3 При мокром золоулавливании пробы отбирают с интервалом 10-15 мин из-под каждого золосмывного аппарата в сборный бак из золоводяной пульпы мерными банками, захватывающими все сечение струи пульпы, вытекающей из гидрозатвора. После отстоя и слива чистой воды через сифон оставшуюся золу переносят на стальные противни и ставят для естественной подсушки на воздухе при температуре 18-20 °С. Затем методом квартования (при отборе проб с батарейных циклонов или скрубберов) готовят усредненную пробу массой 200 г.

3.4 При отборе проб с электрофильтров готовят усредненную пробу золы массой 200 г путем смешивания проб с различных электрополей. Для этого от каждого поля методом квартования отбирают количество, указанное в таблице 1.

3.5 Отбор проб шлака на котлах с жидким шлакоудалением осуществляют следующим образом: перекрывают приемный лоток канала ГЗУ. Шлак в течение 1-2 мин сбрасывают на пол и отбирают из него 1-2 лопаты. Затем методом квартования отбирают пробу массой не менее 1 кг.

3.6 Отобранные пробы шлака ставят для естественной подсушки на воздухе при температуре 18-20 °С и далее размалывают до кусков, проходящих через сито с ячейкой 3x3 мм, и из них методом квартования отбирают пробы массой 200 г для последующих анализов. Оставшаяся часть пробы служит в качестве резервной (контрольной).

3.7 Пробы золы и шлака массой 200 г измельчаются до аналитического порошка по ГОСТ 10742 и используются для последующих анализов.

3.8 При изменении марки поставляемого топлива или поставщика отбор проб ЗШО для определения компонентного состава проводится заново.
4 РАСЧЕТ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА
4.1 В приготовленных для анализа пробах золы и шлака определяют тип ЗШО по элементному составу. Элементный состав определяют по ГОСТ 10538 или РД 34.44.214.
4.2 Зола кислого состава

4.2.1 Содержание оксидов железа (C_Fe) определяют по РД 34.44.301.

4.2.2 Содержание ангидрита CaSO₄ (C_S) рассчитывают по формуле

C_S = 1,7 · SO₃, (1)

где SO₃ - содержание сульфатов в золе, определенное по п.4.1.

4.2.3 Содержание несгоревшего углерода (C_C) определяют по потерям при прокаливании по ГОСТ 11022.

4.2.4 Содержание породообразующих минералов (С_ПО), прошедших термообработку, определяют по разности

4.3.1 Содержание оксидов железа (C_Fe) определяют по РД 34.44.301. При этом в качестве разделяющей жидкости применяют водный раствор двойной соли малоновокислого и муравьиновокислого таллия (жидкость Клеречи) плотностью 4250-4270 кг/ м³.

4.3.2 Содержание ангидрита (C_S) и микроэлементов определяют по п.4.2.2.

4.3.3 Содержание углерода (C_C) определяют по ГОСТ 11022 с поправкой на СО₂ (ГОСТ 13455).

4.3.4 Содержание свободного оксида кальция (C_CaO) определяют по ГОСТ 23227 или ГОСТ 5382.

4.3.5 Содержание карбоната кальция (кальцита) рассчитывают по содержанию диоксида углерода, определенного по ГОСТ 13455, или с помощью термогравиметрического анализа по формуле

4 3.6 Содержание алюмосиликатов (C_CAS) определяют по формуле

где C_Ca - содержание общего кальция в золе, определенное по п.4.1, в пересчете на оксид;

0,41 C_S - содержание оксида кальция в ангидрите, определенное по п.4.2.2;

C_CaO - содержание свободного оксида кальция, определенное по п.4.3.4;

0,56 C_K - содержание оксида кальция в карбонате, определенное по п.4.3.5.

4.3.7 Содержание породообразующих минералов (С_ПО) определяют по формуле

С_ПО = 100 - C_Fe - C_S - C_C - C_CaO - C_CAS. (4)
5 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Состав золошлаковых отходов ТЭС (С_ЗШО) в % определяют по формуле

С_ЗШО = (1 - n) · С_з + n · С_шл = 100, (5)

где С_з - компонентный состав золы, который равен

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(рекомендуемое)
ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ
Заказчик ________________________________________________________________________
Метод анализа - определение компонентного состава золошлаковых отходов ТЭС.
Таблица А.1

Номер пробы	Наименование пробы, дата и место отбора	Компонентный состав ЗШО, %
		СПО	CFe	CCaO	CCAS	CS	CC	Сшл

Дата проведения анализа ________________________

Заведующий лабораторией _______________________

Ответственный исполнитель ______________________

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(рекомендуемое)

ПРИЛОЖЕНИЕ В