Sposoby uzdatniania popiołów i żużli zmodyfikowanych w wyniku wdrażania przedsięwzięć ekologicznych

Podobne dokumenty
SYSTEM ZARZĄDZANIA I AKREDYTACJE

Autor. Sonia Jarema-Suchorowska Barbara Kuczak ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. Zakład Ochrony Środowiska

SYSTEM ZARZĄDZANIA I AKREDYTACJE

Pytania (w formie opisowej i testu wielokrotnego wyboru) do zaliczeń i egzaminów

Odpady energetyczne i wydobywcze jako składniki produktów dla górnictwa, budownictwa i geoinżynierii

Badanie rozkładu składników chemicznych w wybranych frakcjach popiołu lotnego Aleksandra Sambor

SYSTEM ZARZĄDZANIA I AKREDYTACJE

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

UBOCZNE PRODUKTY SPALANIA W DROGOWNICTWIE NORMY A APROBATY TECHNICZNE

Budujemy wartość i bezpieczną przyszłość Gospodarka ubocznymi produktami spalania w PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A.

Wpływ popiołów lotnych krzemionkowych kategorii S na wybrane właściwości kompozytów cementowych

Projekt: Grey2Green Innowacyjne produkty dla gospodarki

szansą dla gospodarki niskoemisyjnej

ZASTOSOWANIE POPIOŁÓW LOTNYCH Z WĘGLA BRUNATNEGO DO WZMACNIANIA NASYPÓW DROGOWYCH

W zgodzie ze środowiskiem. Poznań,

Polskie technologie stosowane w instalacjach 1-50 MW

Wskaźniki aktywności K28 i K90 popiołów lotnych krzemionkowych o miałkości kategorii S dla różnych normowych cementów portlandzkich

UPS w produkcji klinkieru i cementów

Tabela nr 6.1. Stan realizacji zadań wynikających z krajowego planu gospodarki odpadami dla przedsiębiorców na dzień 1 września 2004 r.

LEKKIE KRUSZYWO SZTUCZNE KOMPLEKSOWE ZAGOSPODAROWANIE ODPADÓW KOMUNALNYCH I PRZEMYSŁOWYCH. Jarosław Stankiewicz

PGNiG TERMIKA nasza energia rozwija miasta

(19) PL (11) (13) B1 (12) OPIS PATENTOWY PL B1 C09K 17/00. (54) Podsadzkowa mieszanina doszczelniająca

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 24/14

Sprawa okazuje się jednak nieco bardziej skomplikowana, jeśli spojrzymy na biomasę i warunki jej przetwarzania z punktu widzenia polskiego prawa.

SEMINARIUM. Produkcja energii z odpadów w technologii zgazowania Uwarunkowania prawne i technologiczne

Inwestor: Miasto Białystok

Możliwości wykorzystania frakcjonowanych UPS z kotłów fluidalnych w produkcji zapraw murarskich i tynkarskich

Możliwości zastosowania frakcjonowanych UPS w budownictwie komunikacyjnym

Dyrektywa IPPC wyzwania dla ZA "Puławy" S.A. do 2016 roku

Instalacje spalania pyłu u biomasowego w kotłach energetycznych średniej mocy, technologie Ecoenergii i doświadczenia eksploatacyjne.

Doświadczenia ENEGRA Elektrownie Ostrołęka SA w produkcji energii ze źródeł odnawialnych

INSTYTUT BADAWCZY DRÓG I MOSTÓW Warszawa, ul. Jagiellońska 80 tel. sekr.: (0-22) , fax: (0-22)

Wykorzystanie materiałów antropogenicznych w gospodarce o obiegu zamkniętym. Dr hab. inż. Janusz Sokołowski Katedra Technologii Chemicznej PW

PROJEKT: Innowacyjna usługa zagospodarowania popiołu powstającego w procesie spalenia odpadów komunalnych w celu wdrożenia produkcji wypełniacza

Dr Sebastian Werle, Prof. Ryszard K. Wilk Politechnika Śląska w Gliwicach Instytut Techniki Cieplnej

REC Waldemar Szulc. Rynek ciepła - wyzwania dla generacji. Wiceprezes Zarządu ds. Operacyjnych PGE GiEK S.A.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Wprowadzanie do obrotu nowych produktów powstałych z odpadów. Doświadczenia, wdrożenia dla gospodarki

Praktyczne uwarunkowania wykorzystania drewna jako paliwa

NOWOCZESNE TECHNOLOGIE WYTWARZANIA CIEPŁA Z WYKORZYSTANIEM ODPADÓW KOMUNALNYCH I PALIW ALTERNATYWNYCH - PRZYKŁADY TECHNOLOGII ORAZ WDROŻEŃ INSTALACJI

Instytut Maszyn Cieplnych

POPIOŁY Z ENERGETYKI 2016

PEC S.A. w Wałbrzychu

Wykorzystanie minerałów antropogenicznych z energetyki i ciepłownictwa, a projekt gospodarki o obiegu zamkniętym "Circular economy"

KIERUNKI ROZWOJU TECHNOLOGII PRODUKCJI KRUSZYW LEKKICH W WYROBY

Pytania (w formie opisowej i testu wielokrotnego wyboru)- zaliczenie lub egzamin

Zamykanie obiegów materii

INSTALACJA DEMONSTRACYJNA WYTWARZANIA KRUSZYW LEKKICH Z OSADÓW ŚCIEKOWYCH I KRZEMIONKI ODPADOWEJ PROJEKT LIFE+

Od uwęglania wysegregowanych odpadów komunalnych w wytwórniach BIOwęgla do wytwarzania zielonej energii elektrycznej

4. ODAZOTOWANIE SPALIN

Aktualne regulacje prawne wspierające wytwarzanie energii i ciepła z biomasy i innych paliw alternatywnych

Możliwości zastosowania frakcjonowanych UPS w produkcji kruszyw lekkich

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (74) Pełnomocnik:

POLSKA IZBA EKOLOGII. Propozycja wymagań jakościowych dla węgla jako paliwa dla sektora komunalno-bytowego

Prawne i techniczne aspekty wytwarzania energii odnawialnej z biomasy

10.2 Konkluzje dotyczące najlepszych dostępnych technik (BAT) dla energetycznego spalania paliw stałych

Zespół C: Spalanie osadów oraz oczyszczania spalin i powietrza

Paliwa z odpadów możliwości i uwarunkowania wdrożenia systemu w Polsce

Zagospodarowanie osadów ściekowych

KOMPOZYTY POPIOŁOWO - SKALNE

NISKOEMISYJNE PALIWO WĘGLOWE

11.4. Warunki transportu i magazynowania spoiw mineralnych Zasady oznaczania cech technicznych spoiw mineralnych 37

Konsultacja zmian dla Programu Priorytetowego NFOŚiGW Czysty Przemysł

Niskoemisyjne kierunki zagospodarowania osadów ściekowych. Marcin Chełkowski,

Wpływ wdrażania dyrektywy IED na ścieki generowane przez przemysł energetyczny

LABORATORIUM ENERGETYCZNE

Wpływ współspalania biomasy na stan techniczny powierzchni ogrzewalnych kotłów - doświadczenia Jednostki Inspekcyjnej UDT

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 21/12

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Modernizacja kotłów rusztowych spalających paliwa stałe

Problemy eksploatacyjne elektrofiltrów i instalacji odsiarczania spalin związane ze współspalaniem biomasy

LABORATORIUM ENERGETYCZNE

Zaczyny i zaprawy budowlane

do przetargu na Wykonanie pomiarów gwarancyjnych instalacji katalitycznego odazotowania spalin na bloku nr 5 5 (dalej Ogłoszenie Ogłoszenie )

EDF POLSKA R&D EDF EKOSERWIS

Biogaz i biomasa -energetyczna przyszłość Mazowsza

POPIOŁY Z ENERGETYKI Zakopane, 18-21październik 2016

WŁAŚCIWOŚCI TECHNICZNE I CHEMICZNE ŻUŻLI ZE SPALANIA ODPADÓW KOMUNALNYCH (IBA) ORAZ MOŻLIWOŚCI ICH ZASTOSOWANIA W BUDOWNICTWIE DROGOWYM

Układ zgazowania RDF

1. W źródłach ciepła:

Przemysł cementowy w Gospodarce o Obiegu Zamkniętym

BAT/BREF PRZEGLĄD WYMAGAŃ DLA LCP W ZAKRESIE EMISJI ZANIECZYSZCZEŃ I ICH WPŁYW NA GOSPODARKĘ UPS

Możliwości zastosowania fluidalnych popiołów lotnych do produkcji ABK

Instalacje biomasowe w krajowym systemie wsparcia szanse i zagrożenia

Rozwiązania dla klientów przemysłowych Mała kogeneracja

UBOCZNE PRODUKTY SPALANIA W DROGOWNICTWIE. Tomasz Szczygielski Polska Unia Ubocznych Produktów Spalania

Współspalanie biomasy (redukcja CO2) oraz redukcja NOx za pomocą spalania objętościowego

Niska emisja sprawa wysokiej wagi

RŚ.VI-7660/11-10/08 Rzeszów, D E C Y Z J A

NARODOWY PROGRAM ROZWOJU GOSPODARKI NISKOEMISYJNEJ A ZIELONA GEOTECHNIKA

REDUXCO. Katalizator spalania. Leszek Borkowski DAGAS sp z.o.o. D/LB/6/13 GreenEvo

Grupa Azoty Zakłady Chemiczne Police S.A. Centrum Analiz Laboratoryjnych Dział Analiz Środowiskowych i Energetycznych LABORATORIUM ENERGETYCZNE

GOSPODARKA ODPADAMI NA ŚLĄSKU RYS HISTORYCZNY I WYZWANIA NA PRZYSZŁOŚĆ

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 12/13

Drewno jako surowiec energetyczny w badaniach Instytutu Technologii Drewna w Poznaniu

Krzysztof Stańczyk. CZYSTE TECHNOLOGIE UśYTKOWANIA WĘGLA

Uwarunkowania dla wykorzystania paliw z odpadów w energetyce i ciepłownictwie

Frakcja positowa wydzielić co dalej?

Dyrektywa IED wdrożenie w branży chemicznej na przykładzie Grupy Azoty Zakłady Azotowe Puławy S.A.

Transkrypt:

Sposoby uzdatniania popiołów i żużli zmodyfikowanych w wyniku wdrażania przedsięwzięć ekologicznych Sonia Jarema-Suchorowska ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. Zakład Ochrony Środowiska Dział Utylizacji Odpadów e-mail: ssuchorowska@energopomiar.com.pl Barbara Kuczak ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. Zakład Ochrony Środowiska Dział Utylizacji Odpadów e-mail: bkuczak@energopomiar.com.pl ( Energetyka nr 6/2011) Wiele lat badań i doświadczeń nad właściwościami i sposobami zagospodarowania ubocznych produktów spalania (UPS) z energetyki zawodowej pozwoliło na ich masowe wykorzystywanie w wielu dziedzinach. Rynek krajowy przyzwyczaił się do ich stosowania. Przykładowe dane dotyczące bilansu UPS w energetyce w 2008 roku [1] zamieszczono w tabelach 1 i 2. Wynika z nich, że stopień zagospodarowania wytworzonych UPS wynosił 69%, w tym popiołów i żużli (łącznie) aż 88%. Postęp w energetyce niesie z sobą zmiany jakości UPS. Od kilku lat w elektrowniach, w celu ograniczenia emisji dwutlenku węgla, współspala się z węglem różne rodzaje i ilości biomasy. Nowe techniki spalania i odsiarczania spalin spowodowały pojawienie się nowych produktów spalania. Nowe wyzwania niesie z sobą proces odazotowania spalin metodami pierwotnymi, niekatalitycznymi (SNCR) i katalitycznymi (SCR). Normy europejskie i krajowe częściowo przewidują możliwość stosowania popiołów ze współspalania biomasy i określają dla nich wymagania, np. norma PN-EN 450-1:2009 [2]. Jak dotychczas normy nie podają wymagań dla popiołów z kotłów wyposażonych w instalację odazotowania. Można spodziewać się, że w niedalekiej przyszłości rynek wymusi określenie wymagań dla nowych UPS. Można również przewidywać, że nie wszystkie UPS będą spełniały te wymagania. W artykule przedstawiono przewidywany wpływ technik ograniczenia emisji zanieczyszczeń pyłowo-gazowych do powietrza na jakość UPS, a także możliwości przetwarzania UPS na drodze procesów fizykochemicznych pozwalających na uzyskiwanie produktów odpowiednio uzdatnionych do wykorzystania.

Jakość UPS w różnych warunkach spalania UPS w przypadku współspalania biomasy Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 roku [3] określa szczegółowy zakres obowiązku uzyskania i przedstawienia Prezesowi Urzędu Regulacji Energetyki do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii. Ilość energii ze źródeł odnawialnych powinna zwiększać się, aby osiągnąć poziomy od 10,4% w latach 2010 2012 do 12,9% w 2017 roku. W istniejących obiektach energetyki zawodowej energię ze źródeł odnawialnych można uzyskiwać głównie ze współspalania biomasy. Efektem działania wymienionego rozporządzenia jest spalanie ogromnej ilości paliw uznanych za biomasę. Do nich należą m.in.: mączka mięsno-kostna, biomasa leśna, łuski słonecznika, wytłoki rzepakowe, słoma, rośliny uprawiane jako biomasa, odpady z produkcji rolnej, produkcji celulozy i wiele innych. Zawartość części mineralnych w wymienionych paliwach bywa znacznie zróżnicowana waha się od ułamków procenta do kilkudziesięciu procent. Jakość popiołów z kotłów jest zatem zmodyfikowana zawartością większej lub mniejszej ilości popiołu z paliwa dodatkowego. W ostatnich latach ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. uczestniczył w wielu próbach współspalania węgli i różnego rodzaju biomasy. Współspalano m.in.: słomę, wierzbę, odpady z produkcji rolnej i z produkcji celulozy, które występowały w postaci zrębków, peletów, brykietów, trocin i luzem. Ilość współspalanej biomasy dochodziła do 20%. Próby prowadzano w kotłach bloków energetycznych elektrowni lub elektrociepłowni przy różnych ich obciążeniach. Podczas testów, poza pomiarami stężeń gazów i pyłów w spalinach, pobierano próbki popiołów lotnych i żużli, które poddano badaniom. Wyniki analiz składów chemicznych badanych próbek ze współspalania, na tle charakterystycznych zawartości tych składników w popiołach i żużlach bez współspalania, przedstawiono na rysunkach 1 i 2. Zawartość składników podstawowych w UPS ze współspalania mieściła się w zakresie wartości spotykanych w popiołach i żużlach ze spalania samych węgli kamiennych. Straty prażenia dla większości próbek UPS ze współspalania były wyższe niż dla spalania samego węgla. Ponadto wyższa w popiołach i żużlach ze współspalania była zawartość chlorków

i tlenku sodu, czasem związków fosforu. Nie stwierdzono istotnego wpływu współspalania na zawartość pierwiastków śladowych w UPS ani na poziom promieniotwórczości naturalnej. Analizy wyciągów wodnych uzyskanych z wymywania średnich próbek popiołu i żużla ze współspalania nie wykazały przekroczeń najwyższych dopuszczalnych wartości wskaźników zanieczyszczeń szkodliwych dla środowiska wodnego, z wyjątkiem odczynu ph wyższego od dopuszczalnej wartości. Zawartość pozostałych zanieczyszczeń była wielokrotnie niższa od wartości dopuszczalnych. Przeprowadzone badania własności fizykochemicznych popiołów lotnych i żużli, wytworzonych w próbach współspalania węgli z biomasą, pozwalają na zaliczenie ich do grupy odpadów innych niż niebezpieczne. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 roku w sprawie katalogu odpadów [4] popiół i żużel ze współspalania węgla z biomasą należałoby zaliczyć do: grupy 10 Odpady z procesów termicznych, podgrupy 10 01 Odpady z elektrowni i innych zakładów energetycznego spalania paliw, rodzaju 10 01 01 Żużle, popioły paleniskowe i pyły z kotłów, rodzaju 10 01 02 Popioły lotne z węgla. Przy współspalaniu węgla z dużą ilością biomasy i przy wysokiej zawartości popiołu w biomasie, popiół i żużel ze spalenia takiego paliwa może być zakwalifikowany do odpadów: rodzaju 10 01 15 Popioły paleniskowe, żużle i pyły z kotłów ze współspalania inne niż wymienione w 10 01 14 lub rodzaju 10 01 17 Popioły lotne ze współspalania inne niż wymienione w 10 01 16. Na podstawie wyników badań własności fizykochemicznych próbek UPS ze współspalania można stwierdzić, że w przypadku ich gospodarczego wykorzystania lub składowania nie nastąpi skażenie środowiska metalami ciężkimi, substancjami promieniotwórczymi czy zanieczyszczeniami biologicznymi. RYSUNEK 1 i 2 Porównując wyniki badań UPS powstałych ze współspalania z wymaganiami określonymi dla popiołów lotnych i żużli, stwierdzono, że popioły i żużle o właściwościach zidentyfikowanych w ramach prowadzonych badań mogą być wykorzystywane na podobnych warunkach, jak popiół i żużel uzyskiwany ze spalania węgla kamiennego.

Stosuje się je: popiół lotny i żużel do lokowania w podziemnych wyrobiskach górniczych jako domieszka do materiałów podsadzkowych lub materiałów do podsadzki zestalanej i doszczelniania zrobów, popiół lotny jako dodatek główny lub drugorzędny do produkcji cementów, popiół lotny jako dodatek do betonów, popiół lotny jako składnik podbudów drogowych, pod warunkiem spełnienia wymagań norm, żużel i popiół do zastosowań poza instalacjami i urządzeniami, zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 21 marca 2006 roku w sprawie odzysku lub unieszkodliwiania odpadów poza instalacjami i urządzeniami [5]. UPS w przypadku odsiarczania spalin i spalania fluidalnego Wraz z uruchamianiem instalacji odsiarczania spalin w energetyce pojawiły się produkty odsiarczania spalin. Zawarte w spalinach związki siarki, związane w procesie odsiarczania, znalazły się w UPS w postaci zależnej od zastosowanej metody odsiarczania. Do najbardziej rozpowszechnionych metod odsiarczania stosowanych w energetyce należą technologie wapniowe z wsadem surowcowym: mokra wapienno-gipsowa, półsucha i sucha. Skutecznym sposobem ograniczenia emisji dwutlenku siarki, także tlenków azotu, jest spalanie paliw w paleniskach fluidalnych. Jakość popiołów lotnych przy odsiarczaniu metodą mokrą wapienno-gipsową i metodą półsuchą z reaktorem za urządzeniem odpylającym jest taka sama. Natomiast popioły lotne z instalacji spalania wyposażonych w instalacje odsiarczania metodą półsuchą i suchą z reaktorami umiejscowionymi przed urządzeniem odpylającym są różne; poza minerałami charakterystycznymi dla popiołów klasycznych zawierają: nadmiar sorbentu, nieprzereagowany tlenek wapnia i produkty odsiarczania spalin w ilości do około 25% masy produktu spalania. Podobnie popioły z palenisk fluidalnych, poza składnikami charakterystycznymi dla popiołów, zawierają minerały związane z procesem odsiarczania: siarczan wapnia, nieprzereagowany tlenek wapnia i nadmiar sorbentu. Sposoby gospodarowania tymi odpadami są istotnie różne od zastosowań klasycznych popiołów lotnych i powinny być ustalane indywidualnie dla każdego z nich.

UPS w przypadku odazotowania spalin W związku z obowiązywaniem od 1 stycznia 2016 roku znacznie niższego standardu emisyjnego w zakresie tlenków azotu w spalinach dla źródeł o nominalnej mocy cieplnej większej niż 500 MW [6], a także w związku z planowaną implementacją do prawa polskiego dyrektywy unijnej o emisjach przemysłowych, elektrownie zmuszone są dostosować instalacje spalania paliw do tych wymagań. Powstają więc liczne inwestycje w obrębie kotłów, polegające na modernizacjach źródeł spalania w celu wdrożenia metod pierwotnych odazotowania oraz budowie instalacji odazotowania spalin metodami niekatalitycznymi i katalitycznymi. Oznacza to również konsekwencje dla jakości UPS. Najprostsza i najtańsza metoda ograniczenia emisji tlenków azotu (poza spalaniem w kotłach fluidalnych) to kombinacja metod pierwotnych polegających w głównej mierze na zastosowaniu palników niskoemisyjnych, dysz OFA, stopniowaniu powietrza dostarczanego do komory paleniskowej. Skutkuje to znacznym obniżeniem temperatury w kotle i może być przyczyną istotnych różnic właściwości popiołów i żużli, począwszy od zwiększenia strat prażenia, skończywszy na niższej zawartości cząstek stopionych zawartości fazy szklistej, decydującej o aktywności pucolanowej. Metody niekatalityczne, polegające na wtrysku reagenta mocznika lub wody amoniakalnej do instalacji spalania, skutkują obecnością większej lub mniejszej ilości amoniaku w popiele. Jedynie metoda katalityczna z reaktorem za urządzeniem odpylającym, czyli najkosztowniejszy sposób odazotowania spalin, nie powinna mieć wpływu na jakość UPS. Dotychczasowe normy dotyczące zagospodarowania popiołów w różnych kierunkach nie zawierają wymagań dotyczących zawartości amoniaku. Z pewnością nadmiar amoniaku w popiele będzie wywierał wpływ na jego wykorzystywanie w różnych zastosowaniach. Sposoby przetwarzania UPS Uboczne produkty spalania, znacznie zmodyfikowane w wyniku zastosowania różnych przedsięwzięć proekologicznych i dostosowywania się energetyki do zaostrzających się wymagań prawnych, nie będą spełniały wymagań norm, a ich zagospodarowanie wymagać będzie przetwarzania. Wynikiem prac prowadzonych w ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. są określone sposoby przetwarzania UPS przy zastosowaniu technologii: granulacji, suspensji i stabilizatów.

Granulaty Granulację UPS prowadzi się w celu: nadania materiałom występującym w postaci drobnoziarnistej form kawałkowych o określonej wytrzymałości mechanicznej, modyfikacji składu chemicznego, ograniczenia wymywalności i pylenia. Cechą charakterystyczną większości UPS, w tym popiołów lotnych z energetyki, jest ich drobne uziarnienie. Ponad 60% masy składu ziarnowego większości popiołów zawiera się w przedziale od 0 do 45 µm. Właściwość ta determinuje możliwość ich wykorzystania jako dodatku do betonów kruszywowych czy betonów komórkowych, jest także warunkiem koniecznym w procesie ich zbrylania metodą granulacji talerzowej lub bębnowej. Jedną z metod zamiany postaci drobnoziarnistej materiałów w kawałkową jest granulacja poprzez otaczanie na ruchomej powierzchni. Proces polega na zbrylaniu, pod wpływem ruchu toczącego, drobin materiału stałego i ciekłego lepiszcza, w większe skupiska zwane granulami. W celu uzyskania trwałych struktur w procesie granulacji drobnoziarniste UPS miesza się ze spoiwami; zachodzące reakcje chemiczne powodują ich zeskalanie. Granulaty odznaczają się kulistym kształtem ziaren, wytrzymałością mechaniczną, równomiernym składem ziarnowym, dobrą sypkością, wyższą od materiałów sypkich gęstością, nie pylą w czasie transportu i składowania. Skład chemiczny granulowanych materiałów można modyfikować, dodając do procesu inne substancje, a uwięzienie związków rozpuszczalnych wewnątrz granul może znacznie ograniczyć ich wymywalność. Metodą granulacji można zestalać uciążliwe dla transportu i składowania szlamy, muły, ścieki, traktując je w procesie jako lepiszcza; można także uzdatniać je tą drogą do zagospodarowania. Rezultatem prac prowadzonych w ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. są technologie otrzymywania z popiołów lotnych pochodzących z palenisk konwencjonalnych granulatów na potrzeby: budownictwa, drogownictwa, podsadzki górniczej, rolnictwa, cementowni, bezpylnego transportu i bezpiecznego składowania. Opracowano także dokumentacje granulatorów talerzowych, na podstawie których uruchomiona została w kraju produkcja tych urządzeń.

Na bazie tych doświadczeń powstały m.in. technologie otrzymywania kruszyw granulowanych dla budownictwa i drogownictwa PREGRAN, STARGRAN, EPOGRAN z popiołów lotnych i żużli pochodzących z palenisk konwencjonalnych i fluidalnych. Przykładowe wyniki badań wybranych właściwości kruszywa EPOGRAN wytworzonego z popiołu lotnego i żużla z elektrowni na węgiel kamienny oraz właściwości betonów z tym kruszywem podano w tabelach 3 i 4. Drogą granulacji można otrzymywać materiały podsadzkowe stosowane jako domieszki piasków do podsadzania podziemnych wyrobisk górniczych. W toku badań wypracowano technologie granulowanych materiałów podsadzkowych z popiołów lotnych różnych elektrowni i elektrociepłowni, a także odpadów poflotacyjnych z produkcji miedzi. Granulację prowadzi się w instalacjach, w których podstawowym urządzeniem jest granulator talerzowy lub bębnowy. Stosowane w praktyce przemysłowej granulatory talerzowe o średnicach od 1 do 7,5 metrów osiągają wydajności od kilkuset kilogramów do kilkudziesięciu ton na godzinę, z granulatorów bębnowych o średnicach od 0,4 do 3,6 metrów i długościach bębnów od 1 do 10 metrów można uzyskać od kilkuset kilogramów do 100 ton granulatu w ciągu godziny. Technologia granulacji może być jednym ze sposobów przetwarzania drobnoziarnistych UPS niespełniających wymagań normowych w tradycyjnych kierunkach zastosowań. Suspensje Innym sposobem przetwarzania UPS i nadania im nowych własności użytkowych może być wykonywanie z nich zestalających się suspensji. Pod pojęciem suspensji rozumie się zawiesiny drobnoziarnistych odpadów stałych w cieczy o wysokiej koncentracji fazy stałej (konsystencja stosunek masowy fazy stałej do cieczy mieści się w zakresie od 1,5:1 do 3:1). Suspensje charakteryzują się własnościami reologicznymi, dzięki czemu możliwy jest ich transport hydrauliczny; po docelowym zdeponowaniu zestalają się, wydzielając niewielką ilość wody nadmiarowej. Po zestaleniu uzyskują wytrzymałość, wodoprzepuszczalność i odporność na rozmakanie pozwalające na ich wykorzystanie jako materiału wypełniającego, izolacyjnego lub konstrukcyjnego. Suspensje wykonane z popiołów lotnych i innych UPS charakteryzują się: rozpływem i gęstością pozwalającymi na ich transport hydrauliczny, wodą nadmiarową w ilości nie stwarzającej zagrożenia w miejscu deponowania pod ziemią, korzystnymi własnościami wytrzymałościowymi po zestaleniu,

niską wodoprzepuszczalnością, odpornością na rozmakanie, brakiem toksyczności, zgodnie z wymaganiami normy górniczej dla materiałów podsadzkowych (z wyjątkiem podwyższonego ph). Przykładowe wyniki badań wybranych właściwości suspensji wytworzonej z popiołu lotnego z elektrowni na węgiel kamienny (z dodatkami wiążącymi) podano w tabeli 5. W ostatnich latach technologię suspensji zastosowano np. w jednej z większych elektrowni pracującej na węglu brunatnym. Uruchomiona została instalacja pozwalająca na przetwarzanie popiołu lotnego i żużla do postaci suspensji, przetłaczanej metodą hydrauliczną do odległego o 6 kilometrów wyrobiska pogórniczego. W czasie jednego do dwóch dni po zdeponowaniu suspensji w wyrobisku następuje całkowite zestalenie materiału, a wytrzymałość zestalonej suspensji na ściskanie osiąga wartość ponad 7 MPa. Wodoprzepuszczalność zdeponowanej suspensji, oznaczana metodą rurki Kamieńskiego, jest rzędu 10-7 10-9 do 0 metrów na sekundę. Technologia suspensji może być jedną z metod przetwarzania UPS niespełniających wymagań norm. Stabilizaty Metodą przetwarzania ubocznych produktów spalania na materiał konstrukcyjnoizolacyjny, przydatny do robót inżynieryjnych, jest wykonywanie z nich tak zwanych stabilizatów. Stabilizaty to mieszaniny odpadów drobnoziarnistych, najczęściej popiołu lotnego, produktów odsiarczania spalin, które przy odpowiedniej wilgotności i po zagęszczeniu stabilizują się, uzyskując wytrzymałość mechaniczną, niską wodoprzepuszczalność i odporność na rozmakanie. Prowadzone badania pozwoliły na ustalenie optymalnych składów mieszanin na bazie popiołu i żużla z węgla brunatnego, gipsu poreakcyjnego i ścieków elektrownianych, a także stabilizatów z popiołów pochodzących z kotłów fluidalnych. Po odpowiednim uformowaniu i zagęszczeniu mieszaniny te charakteryzowały się: znaczną wytrzymałością na ściskanie, niską wodoprzepuszczalnością, podatnością na zagęszczanie, odpornością na rozmakanie, wysoką odpornością na erozję wietrzną.

Przykładowe wyniki badań wybranych właściwości stabilizatów podano w tabeli 6. Mieszaniny takie mogą być wykorzystywane do niwelacji terenów zdegradowanych, np. wypełniania wyrobisk po eksploatacji węgla i innych surowców mineralnych. Mogą być także wykorzystywane w budowie nasypów, do izolacji i stabilizacji gruntów. Praktyczne zastosowanie znalazło rozwiązanie wytwarzania mieszaniny popiołów i produktu odsiarczania metodą półsuchą. Od 1999 roku stabilizat na bazie produktu odsiarczania z elektrociepłowni jest wykorzystywany do rekultywacji terenów zdegradowanych. Technologia stabilizacji może być również z powodzeniem wykorzystana do przetwarzania UPS niespełniających wymagań norm. Podsumowanie Postęp w energetyce, związany z wdrażaniem prawa, niesie z sobą zmiany jakości ubocznych produktów spalania. W wyniku współspalania biomasy i odazotowania spalin w najbliższych latach należy się spodziewać UPS o zmienionych właściwościach. Nie wszystkie UPS z tych procesów będą mogły znaleźć zastosowanie w tradycyjnych kierunkach wykorzystania UPS. Skutecznymi metodami przetwarzania UPS niespełniających wymagań norm mogą być technologie granulacji, suspensji i stabilizacji. Wyniki badań prowadzonych w ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. wskazują na możliwości przetwarzania UPS na kruszywa przydatne dla budownictwa, drogownictwa i górnictwa. Suspensje i stabilizaty mogą być wykorzystywane do różnych robót ziemnych, w tym wypełniania terenów zdegradowanych, modyfikacji rzeźby tereny, podbudów budowli, izolacji i stabilizacji gruntów itp. Pełną wersję artykułu z tabelami i rysunkami można pobrać w formie e-booka LITERATURA [1] Emisja zanieczyszczeń środowiska w elektrowniach i elektrociepłowniach zawodowych, Agencja Rynku Energii S.A., EMITOR, Warszawa 2009. [2] PN-EN 550-1:2009: Popiół lotny do betonu, Część 1. Definicje, wymagania i kryteria zgodności.

[3] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 roku w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej oraz zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii, Dz.U. Nr 156, poz. 969, ze zm. [4] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 roku w sprawie katalogu odpadów, Dz.U. Nr 112, poz. 1206. [5] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 21 marca 2006 roku w sprawie odzysku lub unieszkodliwiania odpadów poza instalacjami i urządzeniami, Dz.U. Nr 49, poz. 356. [6] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 grudnia 2005 roku w sprawie standardów emisyjnych z instalacji, Dz.U. Nr 260, poz. 2181, ze zm. [7] Wyniki prac realizowanych w ENERGOPOMIAR Sp. z o.o., Gliwice (niepubl.).