Wybrane zagadnienia wytwarzania, deponowania i wykorzystywania gęstych zawiesin popiołów lotnych w wodzie

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ Seria: ENERGETYKA z. 127

1996 N r kol. 1350

Jerzy ROKITA

In sty tu t M aszyn i U rządzeń Energetycznych Politechnika Śląska, Gliwice

WYBRANE ZAGADNIENIA WYTWARZANIA,

DEPONOW ANIA I WYKORZYTYWANIA GĘSTYCH ZAWIESIN POPIOŁÓW LOTNYCH W WODZIE

S tr e s z c z e n ie . Omówiono m etodę tra n s p o rtu i deponow ania popio­

łów lotnych w postaci gęstej zaw iesiny w wodzie. Przedstaw iono w łas­

ności tak ich zawiesin. Przeanalizow ano funkcjonowanie instalacji um o­

żliwiającej w y tw arzanie gęstych zaw iesin popiołowo—wodnych. W ska­

zano możliwości w ykorzystania zawiesin.

SELECTED PRO BLEM S OF TRANSPO RT, STORAGE AND UTILIZATION OF FLYASH IN FORM OF THICK S U SP E N SIO N

S u m m a ry. The p rese n t s ta te of tra n s p o rt and storage technology of fly -a sh in form of th ick suspension in w ater h a s been described. Dis­

cussed are properties of those suspension an d an idea of an in sta lla tio n for th e production of suspension. Its perform ance h a s been analyzed.

Possibilities of u sin g th ick suspension are also presented.

ERZEUGUNG, D E PO N IE U N D AU SNUTZUNG DICKER S U SP E N SIO N E N VON FLUGASCHE IN W ASSER

Z u sa m m en fa ssu n g . Es w urde die M ethode zur h y draulisch er Be­

seitigung u n d Deponie von Flugasche in d er Form eines dicken S uspen­

sionen d arg estellt. Die h y draulischen u n d physikalischen Eigenschaf­

te n der S uspensionen w urde gezeigt.

1. W p ro w a d zen ie

P rzed ponad dziesięciu laty została wdrożona w skali przemysłowej opraco­

w ana w Polsce m etoda składow ania popiołów lotnych i żużli (powstałych

378 Jerzy Rokita

w procesach sp alania węgli kam iennych w kotłach pyłowych) w postaci gęstej zaw iesiny w wodzie [1,2], znanej pod nazw ą „em ułgatu”.

G ęsta zaw iesina popiołowo-wodna charakteryzuje się wysokim udziałem popiołów lotnych w zawiesinie, który w myśl założeń tej m etody powinien być w iększy niż 1 kg popiołów lotnych n a 1 kg wody, zaś w praktyce utrzymywany je s t w granicach 1,5 - 2,5 kg popiołów n a 1 kg wody.

G ęsta zaw iesina popiołowo-wodna, jako zaw iesina aktyw nych chemicznie ciał stałych w wodzie, odznacza się:

- płynnością, um ożliw iającą jej tra n sp o rt hydrauliczny w rurociągach oraz sam orozpływ anie się n a płaszczyźnie,

- zdolnością do zestalan ia się, po kilkudniowym sezonowaniu, w ciało stałe charakteryzujące się pew ną w ytrzym ałością m echaniczną i znikomą wodnoprzepuszczalnością.

W łasności zaw iesiny zależą od jakości wykorzystywanych popiołów lotnych oraz ich udziału w zawiesinie.

W procesie postępow ania z zaw iesiną popiołowo-wodną m ożna wyodrębnić trzy rodzajowo odm ienne fazy:

- w ytw arzanie zawiesiny,

- tra n s p o rt hydrauliczny zawiesiny,

- deponowanie zaw iesiny lub jej użyteczne wykorzystywanie.

K ażda z faz postępow ania z zaw iesiną charakteryzuje się odmiennymi uw arunkow aniam i, które w yw ierają wpływ n a efekty uzyskiw ane w procesie składow ania.

W pierwszej fazie postępow ania w ytw arzana je s t gęsta zaw iesina popioło- wo—wodna o pożądanym składzie, który m a zasadniczy wpływ n a dalsze fazy postępow ania, a właściwe jego u stalen ie i konsekw entne przestrzeganie jest w arunkiem niezakłóconej realizacji dalszych faz i uzyskania spodziewanych efektów. Z tych względów w ytw arzanie zawiesiny popiołowo-wodnej odbywa się w odpowiednich instalacjach [3],

W ytworzona zaw iesina w drugiej fazie je s t tran sportow ana do miejsca przeznaczenia rurociągam i, pod wpływem ciśnienia w ytw arzanego przez pom­

py (zwykle wirowe odśrodkowe).

Trzecia faza postępow ania z zaw iesiną, jej w prow adzanie n a składowisko terenow e i deponowanie um ożliw ia osiągnięcie głównych korzyści, które daje nowa metoda:

- wprow adzona w ciągu doby n a teren składow iska w arstw a zawiesiny ma niew ielką grubość (najwyżej kilk a cm) i w skutek dużego jej zagęszczenia nie może wytworzyć znaczącej w arstew ki wody nadosadowej, wobec czego nie m a potrzeby odprow adzania n ad m iaru wody ze składow iska,

- woda znajduje się głównie w przestrzeniach m iędzyziarnowych wyse- dym entowanego złoża, co ogranicza do m inim um pow staw anie odcieków do podłoża (lub w głąb bryły odpadów),

Wybrane zagadnienia wytwarzania. 379

- po k ilk u dniach w ysedym entow ane złoże zestala się dzięki n a tu ra ln y m własnościom wiążącym popiołów lotnych w ciało stałe o w ytrzym ałości n a ściskanie około 300 - 600 k P a (a w przypadku zaw ierających produkty z procesu suchego odsiarczania spalin n aw et 13 M Pa) i znikom ym współ­

czynniku filtracji (wodoprzepuszczalności) wynoszącym około 108 - 107 m/s, przy czym w m iarę upływ u czasu p a ra m etry te bardzo korzystnie zmienia-

j ą s i ę ,

- woda wprow adzona z zaw iesiną w znacznej części wiąże się chemicznie z popiołami,

- zestalona m asa uszczelnia podłoże i pobocze (obwałowania) składow iska względem kolejnych w prow adzanych w arstw ciekłych, co radykaln ie ogra­

nicza infiltrację zanieczyszczeń do podłoża,

- deponowanie odpadów może być szczególnie korzystne w różnego rodzaju w yrobiskach i zagłębieniach tere n u , zaś składow iska nadpoziomowe mogą osiągać większe wysokości,

- w yelim inow ane je s t pylenie składow isk,

- ułatw ione je s t zagospodarowanie te re n u składow iska, gdyż nie m a potrze­

by wcześniejszego u tw a rd z a n ia teren u .

2. P a ra m e tr y g ę sty c h z a w ie s in p o p io łó w lo tn y c h w w o d z ie oraz z a sta lo n y c h m a s z n ic h p o w sta ły c h

W łasności popiołów lotnych oraz skład zaw iesiny popiołowo-wodnej w za­

sadniczym stopniu wpływają n a własności zawiesiny w stan ie płynnym i po zestaleniu się w ciało stałe.

Skład zaw iesiny m ożna charakteryzow ać różnie, jednakże najczęściej stoso­

wanym w tym celu p aram etrem je s t stosunek masowy popiołów do wody k m, zwany konsystencją m asow ą zawiesiny.

Zasadniczym i p a ra m etram i zaw iesin popiołowo—wodnych w sta n ie płyn­

nym są: gęstość właściwa, p a ra m etry reologiczne (w arunkujące zdolność za­

wiesiny do tra n s p o rtu w rurociągu), rozpływność (w arunkująca zdolność za­

wiesiny do rozpływ ania się n a płaszczyźnie) oraz objętość wytworzonej wody nadosadowej i odcieku w sto su n ku do objętości zawiesiny. P a ram e try zawiesi­

ny zależą od własności fizykochemicznych popiołów lotnych, a w szczególności od gęstości właściwej popiołów, składu granulom etrycznego, powierzchni w ła­

ściwej i zaw artości aktyw nego CaO w popiołach.

N a ry su nk ach 1 - 4 przedstaw iono podstawowe p a ra m etry ch arak tery zu ją­

ce zaw iesiny sporządzone z dwóch odm iennych popiołów A i B, o zróżnicowa­

nym składzie chemicznym.

N a ry su nk u 1 przedstaw iono zależność gęstości zaw iesin od stosunku m a­

sowego k m. Wpływ stosunk u masowego k m n a lepkość pozorną zawiesiny

1600 1400

1200

Rys. 1. Zależność gęstości zawiesiny pz od stosunku masowego popiołów do wody km

Fig. 1. Suspension density pz versus m ass ratio km

1 2 3

Rys. 2. Zależność lepkości pozornej zawiesiny pz od stosunku masowego popiołów do wody km

Fig. 2. The dependence of th e ap p aren t viscosity of suspension pz v ersus m ass ratio km

Wybrane zagadnienia wytwarzania. 381

(będącej cieczą nienew tonow ską) przy stałej prędkości ścinania D = 80 s_1, zbliżonej do prędkości ścinan ia występujących podczas przepływu zaw iesin w rurociągach. N a ry su n k u 3 zaprezentow ano rozpływność zawiesin, rozum ianą jako średnicę koła utworzonego po rozpłynięciu się porcji zaw iesiny o takiej

1 2 3

Rys. 3. Zależność rozpływności zawiesiny dr od stosunku masowego popiołów do wody k m Fig. 3. Levelling of th e suspension dr versus m ass ratio k m

N

0,2—

Rys. '

Fig. 4

km

1 2 3

Zależność udziału wody nadosadowej N oraz udziału odcieku grawitacyjnego wody G z zawiesiny od stosunku masowego popiołów do wody k m

Dependences of th e oversedim entary w ate r ratio N and g ravitational reflux ratio G v ersus m ass ratio k m

CO 0300

R c

2 . 5

2

1.5 1 0,5

[MPa]

---

B,

✓ /

*

A-

k

Rys. 5. Wpływ stosunku masowego popiołów do wody k m na wytrzym ałość doraźną n a ściskanie Rc zestalonej m asy (linia przeryw ana - 2 tygodnie sezonowania, linia ciągła - 4 tygodnie sezonowania)

Fig. 5. Effect of th e m ass ratio km on th e compressive stren g h t Rc of th e solidified m ass (tim e of seasoning: 2 weeks - broken line, 4 weeks - continuous line)

W ybrane zagadnienia wytwarzania.. 383

sam ej znorm alizowanej objętości. N ato m iast n a ry sunku 4 przedstaw iono udziały wody nadosadow ej oraz odcieku graw itacyjnego wody z zaw iesiny (w sto su n k u do objętości zawiesiny) w zależności od stosunku masowego k m.

T a b lic a 1 S k ła d c h e m ic z n y p o p io łó w A i B (w % m asy)

S k ł a d n i k S i 02 ^{A I}2^O3 ^{F e 2 0 3} C a O w o l n e MgO 8ca(k

P o p i ó ł A 4 8 ,4 19,6 7,7 4 ,3 3 2,0 2,2 ^{0 ,3 5}

P o p ió ł B 4 1 ,0 21,8 ^{8,3 1 4 ,5 5} 8,2 ^{3 ,1 8 1 ,0 5}

Gęstości właściwe popiołów A i B odpowiednio wynosiły 2103 i 2309 kg/m 3.

W arto zwrócić uwagę, że n aw et przy tych sam ych w artościach k m, p a ra m e ­ try zaw iesin sporządzanych z różnych popiołów znacznie się różnią.

Z przytoczonych danych w ynika, że w m iarę w zrostu stosu nk u masowego popiołów do wody k m w z ra sta lepkość pozorna zaw iesiny i zm niejsza się jej rozpływność (przy czym zm iany te przy większych w artościach k m sta ją się bardzo znaczne) oraz m aleje objętość wytworzonej wody nadosadowej i odcie­

ku. Zbyt duży udział popiołów może niebezpiecznie u tru d n ić (lub naw et u n ie­

możliwić) tra n s p o rt rurociągow y zaw iesin w sk u tek pogorszenia płynności.

Zasadniczym i p a ra m etram i ciał stałych pow stałych po zestaleniu się zaw ie­

sin są: w ytrzym ałość doraźna n a ściskanie Rc, porowatość oraz współczynnik wodoprzepuszczalności k 10 (odniesiony do te m p e ra tu ry wody 10°C). Zależno­

ści Rc i k 10 od sto su nku masowego popiołów do wody km przedstaw iono n a ry sun kach 5 i 6. W ynika z nich, że w zrost k m wpływa korzystnie n a oba p a ra m etry (zw iększa Rc i obniża k 10). Porowatość zestalonych ciał stałych wynosi 0,45 - 0,60.

Zdecydowanie korzystniejsze p a ra m e try zestalonej m asy osiąga się w przy­

pad ku popiołów B (z w yraźnie w iększą zaw artością wolnego CaO) [4].

K onfrontując wpływ stosunk u masowego popiołów do wody k m n a p ara m e ­ try zestalonej m asy (powstałej z zawiesiny) oraz zaw iesiny w stan ie płynnym stw ierdza się, że w zrost w artości k m powoduje w praw dzie polepszenie p a ra ­ m etrów zestalonej m asy (Rc, k 10), ale równocześnie powoduje pogorszenie płynności zawiesiny. N iezbędny je s t więc rozsądny kom prom is w wyborze w artości k m, ta k aby uzyskać korzystne p a ra m etry zestalonej m asy, bez ryzy­

ka zakłócenia przepływ u w rurociągach. Konieczność u trz y m an ia w artości km n a stałym poziomie ze znaczną dokładnością spraw ia, że instalacje do w ytw a­

rza n ia zaw iesin m uszą być właściwie zaprojektow ane i wyposażone w układy zapew niające u trzy m an ie stałości składu zawiesiny.

384 Jerzy Rokita

R y s . 6. W p ły w s t o s u n k u m a s o w e g o p o p io łó w d o w o d y k m n a w s p ó łc z y n n i k w o d o p r z e p u s z ­ c z a l n o ś c i k io z e s t a l o n e j m a s y ( o k r e s s e z o n o w a n i a - 4 t y g o d n i e )

F ig . 6^. E f f e c t o f t h e m a s s r a t i o k m o n t h e p e r m e a b i l i t y c o e f f ic ie n t k io o f t h e s o l i d i f i e d m a s s ( t i m e o f s e a s o n i n g - 4 w e e k s )

3. In sta la cja do w y tw a r z a n ia g ęstej z a w ie sin y p o p io łó w lo tn y c h w w o d zie

N ajw iększą wydajność procesu w ytw arzania zawiesiny (przy takich sa­

mych gabarytach urządzeń) uzyskuje się, gdy in stalacja do w ytw arzania za­

w iesiny funkcjonuje w sposób ciągły. Schem at takiej instalacji przedstaw iono n a ry su n k u 7.

Zasadniczym elem entem składowym instalacji je s t m ieszarka przepływo­

wa, do której dozowane są strum ienie popiołów lotnych i wody. Średni czas m ieszania zależy od jakości popiołów lotnych, jednakże nie może być mniejszy niż 2 m in u ty ze względu n a konieczność dostatecznego zhomogenizowania zaw iesiny w całej jej objętości.

Sterow anie p racą instalacji może być realizow ane w różny sposób, w zależ­

ności od wyboru p a ra m etru zawiesiny utrzym ywanego n a stałym poziomie [3, 5].

Wybrane zagadnienia wytwarzania.. 385

Proces w ytw arzania zaw iesiny o określonym składzie może być więc rea li­

zowany przy założeniu i utrzym yw aniu:

- stałej koncentracji objętościowej popiołów w zaw iesinie cV, - stałej konsystencji masowej zaw iesiny k m,

- stałej gęstości zaw iesiny pz.

M iędzy pa ra m e tra m i cv, k m i pz w ystępują następujące związki:

cv =

k m + p£ (1)

, _ £ p Cv

m ^ 1 pw 1 - cv« (2)

V

- 0 ’ 8 ^-

R y s . 7 . S c h e m a t i n s t a l a c j i d o w y t w a r z a n i a g ę s t e j z a w i e s i n y p o p io łó w l o t n y c h w w o d z ie : 1 - z b i o r n i k r e t e n c y j n y p o p io łó w , 2 - d o z o w n i k p o p io łó w , 3 - r e g u l a t o r n a t ę ż e n i a s t r u m i e n i a p o p io łó w , 4 - r e g u l a t o r n a t ę ż e n i a w o d y , 5 - m i e s z a l n i k p r z e p ł y w o w y , 6 — z b i o r n i k r e t e n c y j n y z a w i e s i n y , 7 - p o m p a , 8 - r u r o c i ą g z a w i e s i n y

F ig . 7 . D i a g r a m o f a n i n s t a l l a t i o n f o r t h e p r e p a r a t i o n o f f l y - a s h s u s p e n s i o n i n w a t e r : 1 - f l y - a s h c o n t a i n e r , 2 - a s h f e e d e r , 3 - a s h s t r e a m i n t e n s i t y c o n t r o l l e r , 4 - w a t e r flo w i n t e n s i t y c o n t r o l l e r , 5 - m i x e r , 6 - r e t e n t i o n t a n k , 7 - p u m p , 8 - p i p e l i n e

386 Jerzy Rokita

Pz — P w 4" G r(P p Pw ) (3)

(4)

Pz Pw

P p — Pw

(5)

k _ P p (P z - P w ) P w (P p — P z)

(

)

w których: pz, pp, pw oznaczają odpowiednio gęstości: zawiesiny, popiołów i wody.

N ajbardziej ogólnym pojęciem charakteryzującym skład zawiesiny jest koncentracja objętościowa fazy stałej cv, gdyż nie zależy ona od gęstości faz.

Uwzględniając, że gęstości popiołów lotnych m ieszczą się w przedziale pp = 1900 do 2500 kg/m3 i że konsystencja m asow a zawiesiny k m > 1, można stwierdzić, że koncentracja objętościowa zawiesin Cy > 0,30; a zwykle mieści się w zakresie 0,40 - 0,45. Najkorzystniejsze jest utrzymywanie na stałym poziomie koncentracji objętościowej popiołów lotnych w zawiesinie, gdyż wówczas proces wytw arzania jest uniezależniony od zmian gęstości popiołów w czasie.

N atom iast w sytuacji, gdy stałym i p a ra m etram i procesu są konsystencja m asow a k m lub gęstość zawiesiny pz, koncentracja objętościowa cv będzie różnić się od w artości oczekiwanej cVo, gdy gęstość popiołów lotnych pp będzie odbiegać od w artości oczekiwanej pp0. W praktyce stw ierdza się zm iany gęsto­

ści popiołu w granicach ±5% (a niekiedy i więcej).

Chwilową odchyłkę Acv = cv - cVo wówczas określa się z zależności

Gdy przestrzegany je s t w arunek k m = const, to chwilowa odchyłka Acv po uw zględnieniu (1) wynosi:

dCy d^Cy

h C y = g p ( p p ~ Ppo) + (P p — Ppo) 'P

•V ,2

(7)

Yj ( P p P po) 4"

/ V

Y j (P p Ppo)

y

(8) v

Wybrane zagadnienia wytwarzania. 387

N atom iast, gdy utrzym uje się pz = const, to po uw zględnieniu (5) chwilową odchyłkę Acv m ożna wyrazić zależnością:

. _ PZ ~ PW , . | 2(PZ — pyy) O /QN

Acv - ^{2 (Pp} Pp°) + in _ n \3 ^{iPp Pp°^ ^}

v r po K w i v r p o r w)

Odchyłki Acv obliczane dla konkretnych zaw iesin z zależności (9) są około 3 -k ro tn ie większe od odchyłek obliczonych z zależności (8).

Stosow anie jako p a ra m e tru regulacyjnego gęstości zaw iesiny pz nie je s t więc korzystne, gdyż wówczas zm iany gęstości popiołów silniej wpływają n a zm ianę koncentracji objętościowej zawiesiny, co w przypadku zm niejszenia się gęstości popiołów (pp - ppo < 0) może prowadzić do nadm iernego wzro­

stu ^{C y .}

N ależy zwrócić je d n a k uwagę, że naw et utrzym yw anie cy = const nie za­

pew nia stałości p aram etró w Teologicznych zawiesiny, gdyż są one zależne od m.in. skład u granulom etrycznego popiołów lotnych, sta n u powierzchni ziaren, występow ania składników aktyw nych chemicznie, a własności te zm ieniają się również w czasie.

4. T ra n sp o rt r u r o c ią g o w y z a w ie sin y

W ytw orzona zaw iesina je s t przez okres k ilk u n a stu m in u t przetrzym yw ana w zbiorniku retencyjnym , w którym następ u je dalsze ujednorodnianie zawie­

siny w sk u tek jej m ieszania. Ze zbiornika retencyjnego pom pa zaw iesiny po­

b ie ra ją i tłoczy rurociągiem do m iejsca przeznaczenia. Jak o pompy zaw iesiny stosuje się z powodzeniem pompy wirowe odśrodkowe jednostopniowe.

W przypadku połączenia szeregowego dwóch pomp zasięg pom pow ania może wynosić k ilk a km . Przeprow adzone próby w ykazały możliwość zastosow ania do tra n s p o rtu gęstych zaw iesin pomp wirowych odśrodkowych wielostopnio­

wych o specjalnie dostosowanym do w ym agań rozw iązaniu konstrukcyjnym [6], co zwiększy zasięg pom powania.

Przepływ zaw iesiny w rurociągach i p raca pomp zaw iesiny odbywają się bez zakłóceń, gdyż program ow ane utrzym yw anie skład u zaw iesiny ogranicza zmienność param etró w Teologicznych zawiesiny do bezpiecznego zakresu.

W przypadku przepływ u relatyw nie m ało zagęszczonych zaw iesin w ru ro ­ ciągach s tra ty energii jednostkowej Aye [J/kg] (lub wysokość s tr a t hydraulicz­

nych Ahe [m]) zaw iesin mogą być w porównywalnych w aru n k ach trak tow an e jako rów ne strato m w przypadku przepływu wody (Ayw lub Ahw).

Je d n ak ż e ze w zrostem zagęszczenia (koncentracji objętościowej) zawiesiny s tra ty energii jednostkowej rosną, początkowo wolno, a następ n ie coraz szyb-

388 Jerzy Rokita

ciej, co dowodzi w zrostu w artości w spółczynnika oporów liniowych X. W zrost te n je s t bardzo różny w przypadku różnych popiołów.

Z akres zm ian stosunków s tr a t w zależności od koncentracji objętościowej popiołów w zaw iesinie przedstaw iono przykładowo n a ry su nk u 8.

Rys. 8. Zależność stosunku oporów przepływuAyz/A yw od koncentracji objętościowej c Fig. 8. D ependence of th e ratio characterizing frictional loss AyjA yw on th e volumetric

concentration cv

U stalając p a ra m etry procesu w y tw arzania zawiesiny należy brać pod uw a­

gę zm iany param etró w Teologicznych zawiesiny w czasie, których c h arak ter je s t niekorzystny (z p u n k tu w idzenia tra n sp o rtu rurociągowego).

5. K ieru n k i w y k o r z y sty w a n ia p o p io łó w lo tn y c h w p o s ta c i g ę s ty c h z a w ie sin w w o d zie

Korzystne własności gęstych zawiesin popiołowo-wodnych poszerzają zakres zastosowania i wykorzystywania popiołów lotnych. Powszechnie znane są takie kierunki wykorzystywania gęstych zawiesin popiołowo-wodnych, jak:

- deponowanie popiołów lotnych w w yrobiskach górniczych (likwidacja i doszczelnianie zrobów, konsolidacja gruzow iska zawałowego),

- rekultyw acja terenów zdegradowanych (wypełnianie odkrywek i zapad­

lisk),

- wspólne składow anie z odpadam i gruboziarnistym i.

Mniej znane są możliwości w ykorzystyw ania gęstych zaw iesin popiołowo- wodnych do sporządzania w arstw izolacyjnych powierzchniowych.

W ybrane zagadnienia wytwarzania. 389

W arstw a izolacyjna powierzchniowa w ykonana n a zwałowiskach odpadów (rys. 9) pow inna spełniać trz y funkcje:

- zabezpieczać bryłę składow iska przed w nikaniem wód opadowych,

- umożliwiać ujm ow anie wód opadowych (tzw. spływu powierzchniowego) i odprow adzanie ich poza obręb zwałowiska,

- wyeliminować pylenie zwałowiska.

Rys. 9. W arstw a izolacyjna n a powierzchni zwałowiska odpadów Fig. 9. Isolating layer on surface of storage y ard of w astes

W łaściwości w arstw y uszczelniającej zależą przede w szystkim od:

- własności stosow anych popiołów lotnych, - grubości w arstw y,

- sposobu form ow ania w arstw y.

W arstw a uszczelniająca pow inna być w ykonana z w ykorzystaniem popio­

łów lotnych o wyróżniającej się zdolności w iązania, w szczególności zaw ierają­

cych p ro du kty procesu suchego odsiarczania spalin kotłowych.

Aby należycie zabezpieczyć zwałowisko przed w nikaniem wód opadowych, grubość w arstw y izolacyjnej pow inna wynosić ok. 0,6 m, co zapew ni jej należy­

tą odporność n a niskie tem p e ra tu ry otoczenia.

N a ry su n k u 10 zaprezentow ano wpływ głębokości zalegania zestalonego złoża zaw iesiny sporządzonej z popiołów typu B n a w ytrzym ałość n a ściskanie i w spółczynnik filtracji zestalonego złoża. P a ram e try te są zdecydowanie korzystniejsze w m iarę w zrostu głębokości zalegania.

W arstw a izolacyjna pow inna być form ow ana z kolejno wylewanych i sezo­

nowanych przez okres co najm niej 2 - 3 tygodni w arstw o grubościach 15 - 25 cm. W arstw y zestalone położone głębiej będą zasilane wodą pochodzącą z w arstw płynnych, co spowoduje ich przyspieszone doszczelnianie się w skutek kolm atacji. D la ilustracji tych stw ierdzeń n a rys. 11 przedstaw iono wpływ czasu ekspozycji próbek n a w artość w spółczynnika fdtracji k 10, k tóry zdecydo­

wanie zm niejsza się w czasie.

390 Jerzy Rokita

Rc [MRd]

2.0

1,5

1.0

Q5

Rys. 10. Zależność w ytrzym ałości n a ściskanie Rc oraz współczynnika filtracji kio od głębo­

kości położenia zestalonej w arstw y z

Fig. 10. The dependences of th e compressive stren g th Rc and th e perm eability coefficient kio verus depth z

M ożna więc oczekiwać, że w arstw a zestalonej zaw iesiny popiolowo—wodnej stanow ić będzie skuteczne zabezpieczenie przed w nikaniem wód opadowych w głąb zwałow iska odpadów.

W arstw a izolacyjna umożliwi przejm ow anie wód opadowych (spływu powierzchniowego) z te re n u zwałowiska. Ponieważ k o n ta k t tych wód z w ar­

stw ą będzie krótkotrw ały, przeto nie ulegną one zanieczyszczeniu i będą mogły być skierow ane do ścieków natu raln ych .

Dotychczasowe doświadczenia wykazały, że zestalone złoża popiołowo- wodne są niepylne i ulegają erozji w niew ielkim stopniu.

Rys. 11. Wpływ czasu pom iaru n a współczynnik wodoprzepuszczalności kio zestalonej m asy (popioły: B, stosunek masowy km = 2, okres sezonowania: 6 tygodni, te m p e ra tu ra sezonowania: 2 i 15°C)

Fig. 11. Effect of tim e of exposition t on th e perm eability coefficient kio of th e solidified m ass (flyash: B, m ass ratio k m = 2, tim e of seasoning: 4 weeks, tem p eratu re: 2 and 15°C)

Wybranezagadnienia wytwarzania...391

392 Jerzy Rokita

L iter a tu r a

1. Rokita J., Kmiecik J., Tom aszewski Sł.: Kompleksowa technologia od­

prow adzania i składow ania popiołów lotnych i żużli w postaci gęstej zaw iesiny w wodzie, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria E n er­

getyka, z. 100, Gliwice 1987.

2. Rokita J., Tom aszewski SI.: A new technology of hydraulic tra n sp o rt and storage of flyash and energetistic slag in th e form of a m ixture w ith high percentage of th e solid phase. 11 th In te rn atio n a l Conference HYDRO- TRANSPORT11, Stratford upon Avon 1989.

3. R okita J.: The production of dense suspensions of preassum ed composi­

tions of flyash in w ater in a program m able process. Zeszyty Naukowe AR n r 176, M elioracja XXXI, Wrocław 1988.

4. R okita J., Skrzypek L.: N adzór nad w drażaniem i rozruchem linii tech­

nologicznej oraz składow iska w Groszowicach w technologii em ulgatu.

(Spraw ozdanie niepublikow ane), Opole 1994.

5. Opisy patentow e polskie: 151528, 151529,161112, 166310, 166300 6. Dębiec J., R okita J.: A m ultistag e centrifugal im peller pum ps, Polish

Technical Review, n r 23, 1993.

Recenzent: Prof. dr hab. Ludwik Cwynar

Wpłynęło do Redakcji: 10. 10. 1996 r.

A b stra ct

A new technology od hydraulic tra n sp o rt and storage of fly -a sh in form of a thick suspension h a s been briefly discussed. The properties those suspension are also discussed. It das been shown th a t th e properties of such a suspension are dependent in a decisive way on th e volum etric concentration of the fly-asches in w ater. An idea of an in stallatio n for th e production of such a suspension h as been discussed and its perform ance h as been analyzed. The changes of th e cv value in th e course of operation of th e in stallatio n have been evaluated. A dw antages of th e use of th is m ethod are shown and analyzed.

Possibilities of usin g thick suspension are also presented.