Wykorzystanie lotnych popiołów fluidalnych Flubet szansą dla

Wykorzystanie lotnych popiołów fluidalnych
1
mgr inż. KATARZYNA ZIARKOWSKA
Energomar-Nord Sp. z o. o
ul. Księcia Bolesława 1/3, 01-452 Warszawa
tel. 022/685 24 63, fax. 022/685 24 90
e-mail: [email protected]
www.energomar-nord.com.pl
Wykorzystanie lotnych popiołów fluidalnych Flubet
szansą dla środowiska
Coraz bardziej rygorystyczne normy dotyczące ochrony środowiska zmuszają do
modernizacji starzejących się instalacji używanych w procesie spalania paliw stałych. Nowe
technologie muszą zapewnić obniżenie emisji szkodliwych związków do atmosfery, jak tlenek
azotu i siarki, metali ciężkich, tlenku węgla i innych. Z tego względu coraz częściej przemysł
energetyczny decyduje się na stosowanie palenisk fluidyzacyjnych z cyrkulacyjną warstwą
fluidalną. Konstrukcja kotła umożliwia obniżenie temperatury spalania do 800 – 900oC, co
wpływa na ograniczenie emisji tlenków azotu. Wprowadzany do złoża dodatek sorbentu, w
postaci zmielonego kamienia wapiennego, wiąże związki siarki, dzięki czemu skuteczność
odsiarczania może osiągnąć nawet 97%. Emisja tlenków azotu obniża się od 50% do 80%.
Lotne popioły z palenisk fluidalnych traktowane są powszechnie jako odpad nieprzydatny do
wykorzystania oraz uciążliwy dla środowiska przy ich niewłaściwym składowaniu. Firma
Energomar-Nord zajęła się rozwiązaniem tego problemu oferując linie do przetwarzania lotnych
popiołów fluidalnych na produkt o nazwie handlowej Flubet. Przy odpowiednim wykorzystaniu
jest on wartościowym składnikiem materiałów budowlanych o dużym potencjale technicznym i
handlowym. Przetwarzanie popiołów fluidalnych pozwala na gospodarcze wykorzystanie
odpadów paleniskowych zgodnie z wymogami ochrony środowiska.
Od dwóch lat pracują linie przetwarzające popiół fluidalny na Flubet. Wydajność linii to 12000
ton rocznie.
Flubet jest produktem, który powstaje przez aktywację metodą EMDC lotnych
popiołów fluidalnych. Urządzenie i sposób opatentowane są przez firmę Energomar-Nord. Istotą
procesu mechanicznej aktywacji popiołów fluidalnych jest dezaglomeracja cząstek popiołu oraz
wywołanie defektów strukturalnych na ich powierzchniach. Produkt posiada aprobaty techniczne
Instytutu Techniki Budowlanej do stosowania w budownictwie jako dodatku do betonu oraz
Instytutu Badawczego Dróg i Mostów do modyfikacji betonu dla drogownictwa, a także atest
Państwowego Zakładu Higieny. Technologia opatentowana przez firmę Energomar-Nord została
nagrodzona w 2001 roku Złotą Ekoenergią oraz wyróżniona w konkursie Polskiej Nagrody
Popiołowej „Feniks 2001”.
Flubet umożliwia zmniejszenie ilości cementu w mieszance betonowej a stosowany
jednocześnie z domieszką uplastyczniająco-napowietrzającą Betostat powoduje znaczny wzrost
wytrzymałości betonu na ściskanie i na rozciąganie przy rozłupywaniu. Badania prowadzone od
kilku lat przez Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN i Laboratorium Hydrobudowa1 potwierdzają bardzo dobre efekty stosowania Flubetu w betonach konstrukcyjnych.
Wykorzystanie lotnych popiołów fluidalnych
2
[MPa]
Betony z dodatkiem Flubetu charakteryzują się nieco wolniejszym wzrostem wytrzymałości
betonu w początkowych dniach dojrzewania, mniejszym ciepłem hydratacji oraz stałym
wzrostem wytrzymałości w okresie 2 lat. Wytrzymałość na ściskanie betonów z Flubetem w
ilości od 14% do 20% masy cementu była po 28 dniach od 19% do 34% wyższa od
wytrzymałości betonów wzorcowych (wykres nr 1). Przy wyższych zawartościach Flubetu około
50% stwierdzono zwolnione narastanie
Wytrzymałość na ściskanie
wytrzymałości betonu w ciągu 28 dni, jednak
po 1 roku i po 2 latach wytrzymałość
60
50
przewyższała wytrzymałość betonu bez
40
30
dodatku Flubetu (wykres nr 1).
Wytrzymałość na ściskanie
20
10
0
[MPa]
7
60
50
40
30
20
10
0
28
90
365
730
wiek betonu [dni]
Beton wzorcowy
7
28
90
365
Flubet 50%
730
wiek betonu [dni]
Beton wzorcowy
Flubet 20%
Wykres 1. Wyniki badania wytrzymałości na ściskanie betonów po 7, 28, 90 dniach dojrzewania
oraz 1 roku i 2 latach.
Zastąpienie Flubetem 20% masy cementu nie wpływa na obniżenie właściwości ochronnych
zapraw cementowych w stosunku do zbrojenia stalowego.
Flubet jest stosowany jako dodatek do betonów chudych, konstrukcyjnych i nawierzchniowych
nadając im wysoką trwałość oraz betonów do prefabrykacji elementów drobnowymiarowych.
W 2000 roku wykonany został próbny odcinek drogi o długości 400 m. Podbudowę drogi
wykonano z chudego betonu Rm 2,5÷5,0 i betonu klasy B 10. Nawierzchnię wykonano z betonu
klasy B 35. W każdym z betonów zastosowano dodatek Flubetu z domieszką uplastyczniająconapowietrzającą Betostat. Badania kontrolne wykonane na budowie przez Instytut Badawczy
Dróg i Mostów wykazały, że po 28 dniach dojrzewania beton o klasie projektowanej B 35 z
dodatkiem Flubetu osiągnął wytrzymałość na ściskanie równą 53,6 MPa oraz wymaganą z
normą mrozoodporność.
Politechnika Warszawska prowadziła również badania dotyczące możliwości wykorzystania
Flubetu do zawiesin twardniejących. Dotychczasowe wyniki wykazały, że zastosowanie
Flubetu nie obniża właściwości technicznych zawiesin cementowo-bentonitowo-wodnej, a
znacznie bo o połowę obniża koszty jej wytwarzania.
Flubet stosuje się już do zawiesin twardniejących przy zabezpieczaniu wykopów metodą
„berlińską”.
Wykorzystanie lotnych popiołów fluidalnych
3
Obecnie firma Energomar-Nord prowadzi badania mające na celu poszerzenie możliwych
zastosowań produktu. Szersze zastosowanie Flubetu w praktyce inżynierskiej zmniejszy ilość
odpadu magazynowanego na składowiskach, co obok faktu, że przy spalaniu węgla w paleniskach
fluidyzacyjnych zmniejsza się emisja szkodliwych gazów, ma duże znaczenie dla wszechstronnej
ochrony środowiska naturalnego.
LITERATURA
M. A. GLINICKI, K. ŁADYŻYŃSKI: Aktywowany popiół lotny z kotłów o spalaniu fluidalnym-nowy dodatek do betonów.
Warszawa 2002r, Konferencja Naukowo-Techniczna. Jadwisin 2002.