СОВЕТ МИНИСТРОВ РСФСР
РАСПОРЯЖЕНИЕ
от 6 июля 1991 г. N 719-р
1. Одобрить представленную Инновационным советом при
Председателе Совета Министров РСФСР Региональную инновационную
программу "Организация производства золокерамического кирпича и
микросфер на основе утилизации золошлаковых отходов тепловых
электростанций по новейшим технологиям" (прилагается),
разработанную Республиканским инновационным фондом и малым
предприятием "Сфера" и согласованную с Челябинским облисполкомом.
2. Республиканскому инновационному фонду выделить требуемый
объем финансовых средств для реализации указанной Программы.
Председатель
Совета Министров РСФСР
И.СИЛАЕВ
Одобрена
распоряжением
Совета Министров РСФСР
от 6 июля 1991 г. N 719-р
РЕГИОНАЛЬНАЯ ИННОВАЦИОННАЯ ПРОГРАММА
"ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗОЛОКЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА
И МИКРОСФЕР НА ОСНОВЕ УТИЛИЗАЦИИ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ
ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ ПО НОВЕЙШИМ ТЕХНОЛОГИЯМ"
Срок реализации (часть I): II кв. 1991 г. - II кв. 1997 г.
Срок реализации (часть II): III кв. 1991 г. - III кв. 1992 г.
ЧАСТЬ I
Цель Программы
Организация производства и внедрение новейшей технологии
(ноу - хау) изготовления золокерамического кирпича на основе
утилизации золошлаковых отходов тепловых электростанций.
Решение экологической проблемы в Челябинской области, которая
является зоной экологического бедствия.
Сущность Программы
Постановка в Программе вопроса использования золошлаковых
отходов ТЭС производстве строительных материалов в последнее время
становится первоочередной не только в Челябинской области, но и на
всей территории СССР, а также и за рубежом.
Использование зол ТЭС в производстве решает две народно -
хозяйственные проблемы:
экологическую - утилизация зол, освобождение плодородных
земель;
экономическую - насыщение рынка дешевым строительным
материалом, решая тем самым проблему увеличения выпуска товаров
народного потребления и производственно - технического назначения.
Объективные основания Программы
Одним из объективных доводов Программы является отсутствие
дефицита в материалах, используемых в производстве. Ежегодно
только на Троицкой ГРЭС Челябинской области образуется после
сжигания каменного угля 3,5 млн. тонн золошлаковых отходов.
Разработана совершенно новая технология прессования кирпича из
золы уноса ТЭС, без всяких добавок и предварительной подготовки,
что позволит в значительно короткий срок обеспечить Челябинскую
область дефицитным строительным материалом.
Технология изготовления золокерамического кирпича защищена
авторскими свидетельствами:
N 1458348 "Поточная линия для изготовления керамического
кирпича методом прессования";
N 1367384 "Способ изготовления строительных изделий".
В настоящее время в УралНИИстромпроект имеется набор
лабораторного оборудования для изготовления золокерамического
кирпича.
Имеется необходимый задел технических решений, позволяющий
приступить к созданию опытно - промышленной линии для отработки
технологических параметров и всего набора оборудования.
Проведен анализ на содержание естественных радионуклидов.
Результаты показали, что содержание радионуклидов в угле,
поступающем на Троицкую ГРЭС из шахт "Богатырь" и "Восточный" ниже
регламентирующих значений, а зола сухого уноса и полученные
прессованием из этой золы образцы не содержат естественных
радионуклидов больше ПДК.
Перспективность производства золокерамического кирпича
обусловливается и широким диапазоном его свойств:
- прочность 100 - 400 кг/кв. см
- плотность 1250 - 1800 кг/куб. см Соответствует
- водопоглощение 5 - 20% ГОСТ 530-80
- теплопроводность 0,47 Вт/м град. K
- морозостойкость 50 циклов
Графиком работ предусмотрено:
- начало финансирования II кв. 1991 г.
- начало освоения II кв. 1991 г.
- начало промышленного производства
мощностью в 2,5 млн. шт. кирпича в год I кв. 1996 г.
Технико - экономическое обоснование
В настоящее время широкое применение получила технология
формирования кирпича из золосодержащего сырья пластическим и
полусухим формованием, где по традиционной технологии глиняного
кирпича производят продукцию из шихты, состоящей из 70% золы,
оставшаяся часть - высокопластичная глина, зачастую дефицитная.
"УралНИИстромпроект" предлагает технологию изготовления
золокерамического кирпича в двух вариантах:
Вариант 1:
Суть технологического решения заключается в том, что зола
предварительно нагревается до температуры 1020 - 1100 град. C,
засыпается в форму, подогретую до 400 - 600 град. C, затем
прессуется.
Этот технологический передел может быть реализован двумя
способами:
при плавлении 5 - 20 Мпа за 2 - 5 мин. (динамическое
прессование);
при давлении 0,005 0,1 Мпа за 40 - 60 мин. (статическое
прессование).
Технология горячего прессования имеет ряд преимуществ по
сравнению с традиционным изготовлением глиняного кирпича:
- сырье - золошлаковые отходы ТЭС;
- сокращение длительности процесса подготовки производства
кирпича;
- отсутствие обжига и сушки;
- отсутствие набора агрегатов для сушки сырца глиняного
кирпича.
Указанные выше преимущества по сравнению с технологией
производства кирпича, существующей в г. Ермак Казахской ССР, с
годовым выпуском 60 млн. шт., где себестоимость кирпича составляет
61,04 руб. за тыс. шт., по предлагаемой технологии с тем же
объемом выпуска себестоимость кирпича будет 21 - 31 руб. за тыс.
шт.
Вариант 2:
Технология полусухого прессования заключается в том, что
исходный материал смешивается и состоит из трех компонентов:
зола Троицкой ГРЭС, зола Южноуральской ГРЭС и небольшого
количества связующего материала.
В качестве вяжущего компонента может использоваться жидкое
стекло или декстрин, как легковыгорающая добавка.
Процентное содержание:
- золы ТЭС - 95%;
- выгорающая добавка - 5%.
Затем готовая смесь поступает в пресс и прессуется при
давлении до 20 Мпа, после чего поступает в сушильную печь.
В Программе предусмотрен метод получения золокерамического
кирпича по технологии полусухого прессования, так как преимущество
технологии полусухого прессования очевидны:
- сырье - золошлаковые отходы 2 ТЭС;
- сокращение длительности процесса подготовки производства;
- отсутствие глины;
- сокращение времени сушки и обжига;
- экономия электроэнергии.
Как мы видим, технология отвечает самым современным
требованиям кирпичного производства, имеет неограниченный запас
сырья, утилизирует золошлаковые отходы и улучшает экологическую
обстановку в регионе.
Часть II
Цель Программы
Организация производств выделения микросфер - полых силикатных
шариков естественного происхождения из угольной золы тепловых
электростанций при мокром золоудалении (водной суспензии) и их
широкого применения в различных областях промышленности и
народного хозяйства СССР.
Сущность Программы
На современных крупных тепловых электростанциях (ТЭС),
работающих на угле, топливо сжигается в пылевидном состоянии. Как
известно, в угле содержится значительное количество минеральных
негорючих веществ. В основном это глина, а также кварц, карбонаты,
сульфиты железа (иприт).
При плавлении в топочной камере ТЭС, глина и кварц образуют
алюмосиликатный расплав, который в газовом потоке дробится на
мельчайшие капли. Внутри этих капель может оказаться газ и
образовавшийся из воды пар, который при высоких температурах
расширяется и, увеличиваясь в объеме, образует газовую полость.
Так и появляются полые силикатные шарики - микросфера.
Доля микросфер - полых силикатных шариков - в общей массе золы
составляет 0,2 - 3%. Так в золе бурых углей Челябинского бассейна
присутствует до 2% микросфер. Плотность микросфер 360 -
380 кг/куб. м. Их диаметр колеблется от 10 до 500 мкм с толщиной
оболочки 2 - 15 мкм.
Главное достоинство силикатных полых микросфер в том, что они
являются идеальным наполнителем для различных композиционных
материалов. Очень важно, что снижается не только стоимость этих
материалов, но и увеличивается их прочность, улучшается электро-,
тепло- и звукоизоляционные свойства.
Испытания показали высокую эффективность применения микросфер
в керамических изделиях, которые обладают уникальными
потребительскими свойствами.
Теплопроводность микросфер находится на уровне 0,07 -
0,1 Вт/м град. K, поэтому теплоизоляция из микросфер выдерживает
температуры свыше 1000 град. C и испытаны на промышленных
образцах.
Микросферы - новый материал, который находит в последнее время
все более широкое применение. Микросферы (микробаллоны,
стеклосферы, ячейки, пузыри, сепосферы и т.д.) представляет собой
дисперсный текущий порошок из остеклованного материала.
Одними из первых микросферы из зол ГРЭС получены на одной из
электростанций Уэльса в Англии в 1957 году. Свойства продукта:
постоянная плотность частиц 600 - 750 кг/куб. м
насыпная плотность 370 - 450 кг/куб. м
средний размер частиц 110 мкм
твердость по Моосу 5 - 6
коэффициент теплопроводности 0,11 Вт/м град. K.
Частицы имеют серый цвет и форму полых микросфер.
Работами, выполненными для ряда электростанций Советского
Союза, выявлено, что содержание микросфер в золах ТЭС колеблется
от долей процента до 1 - 2 процентов. При выходе зол на отдельной
электростанции от сотен тысяч до миллионов тонн в год, выход
микросфер может достигать тысяч тонн в год, что позволит
организовать их производство в промышленном масштабе.
Технико - экономическое обоснование
Микросферы изготавливают искусственно и получают различными
методами: из расплавленного стекла (щелочного и бесщелочного),
жидкого стекла, корунда, туфа или из натурального сырья перлита,
вулканического стекла, а также выделяют из золы сгоревшего угля.
Изготовление микросфер искусственным путем сложно и дорого.
Искусственные микросферы отечественного производства выпускают по
цене от 5000 руб. до 200000 руб. за тонну, однако микросферы из
золы дешевле, их цена составляет 400 - 700 долларов. Силикатные
полые микросферы из золы тепловых электростанций являются
экспортной продукцией.
За рубежом область применения полых микросфер достаточно
широка. Они входят в состав заливочных паст для заделки швов,
пустот, синтетических пен, высококачественных легких бетонов с
тепло и звукоизоляционными свойствами, используются в
стеклопластиках, в комбинации со стекловолокном.
Например, Японская фирма "Полипластик" (патент США N 4885321
от 1989 г.) использует полые микросферы (зееосферы) близкие по
содержанию химического состава к нашим микросферам, выделенным из
зол Троицкой ГРЭС Челябинской области.
Такие МСФ вводят в полифениленсульфид (20 - 30%) и отливают
изделия, отражающие свет. Изделия обладают высоким отражением
света - 88,7%, механическими свойствами и отмечают, что микросферы
не разрушаются при переработке.
Композиционные материалы на основе полых микросфер
естественного происхождения в сочетании с недефицитными
традиционными компонентами позволяют получать готовые изделия,
обладающие превосходными качествами: легкость, огнеупорность,
теплозвуконепроницаемость, способность работать в агрессивной
среде и позволяют применять эти изделия в судостроении, в
металлургии, нефтедобывающей промышленности, автомобилестроении,
авиации, в строительстве и производстве строительных материалов,
химической промышленности.
По мнению специалистов, общая потребность в микросферах
предприятий Минхимпрома СССР оценивается в десятки тысяч тонн
ежегодно, что позволит сэкономить сотни тысяч тонн дефицитных и
дорогостоящих полимеров.
Исходя из этого, зольные микросферы можно вводить в полимеры:
полиолефины, полистирол, полиэфирные (ненасыщенные),
полиэпоксидные компаунды, полифниленсульфиды, фенольные и
карбомидные смолы и другие.
Челябинское малое предприятие "Сфера" планирует выпускать
несколько видов зольных микросфер, отличающихся размером сфер,
обработанные эффективными агентами сцепления МСФ с полимерной
матрицей, что позволит получать наполненные пластики, не
разрушающие оборудование (экструлеры и литьевые машины),
сохраняющие ударную вязкость, пригодные для формования облегченных
изделий с повышенной твердостью, теплостойкостью, размерной
стабильностью.
Обладая высокими эксплуатационными и потребительскими
свойствами, изделия на основе микросфер обладают относительной
дешевизной, что позволяет эффективно заменить многие традиционные
материалы и изделия.
Технические условия N 3433.10555-91 "Микросферы из зол
тепловых электростанций" утверждены и зарегистрированы ЧЦСМ
N 074/001369 от 06.03.91 (вводятся впервые). Срок действия с
01.04.91 по 01.04.96.
Процесс извлечения полых микросфер из золы, при так называемом
"мокром золоудалении", когда зола удаляется в виде водной
суспензии, производится с использованием флотационных машин
производительностью от 300 кг до 2 тонн в сутки.
Республиканский
инновационный фонд
Малое предприятие
"Сфера"
|
