Зольный остаток является частью негорючего остатка сгорания на электростанции , котле , печи или мусоросжигательном заводе . В промышленном контексте он традиционно относится к сжиганию угля и включает следы горючих веществ, вкрапленных в образующиеся клинкеры и прилипших к горячим боковым стенкам угольной печи во время ее работы. Часть золы , которая выходит вверх по дымоходу или дымовой трубе, называется летучей золой . Клинкеры сами по себе падают в нижний бункер угольной печи и охлаждаются. Вышеуказанная часть золы также называется зольным остатком.
Большая часть зольного остатка, образующегося на электростанциях США, хранится в золоотвалах , что может нанести серьезный ущерб окружающей среде в случае выхода из строя их конструкции.
В обычной системе с водозаполненным бункером (WIH) клинкерные комки измельчаются до мелких размеров клинкерными мельницами, установленными под водой, и падают в желоб, откуда водяной эжектор выводит их в отстойник. Оттуда они откачиваются подходящими роторными насосами . В другой схеме непрерывная звеньевая цепь выскребает клинкер из-под воды и подает его в клинкерные мельницы, расположенные за пределами нижнего зольного бункера.
Современные мусоросжигательные заводы сокращают образование диоксинов за счет сжигания при температуре 850–950 градусов по Цельсию в течение не менее двух секунд, при этом в качестве побочного продукта образуется зольный остаток .
На предприятиях в Соединенных Штатах отходы золы обычно закачиваются в золоотвалы , что является наиболее распространенным методом утилизации. [1] Некоторые электростанции используют систему сухой утилизации с захоронением отходов .
В Соединенных Штатах угольная зола является основным компонентом потока промышленных отходов страны. [2] В 2017 году было образовано 38,2 миллиона коротких тонн (34,7 × 10 6 т) летучей золы и 9,7 миллиона коротких тонн (8,8 × 10 6 т) зольного остатка. [3] Уголь содержит следовые количества мышьяка , бария , бериллия , бора , кадмия , хрома , таллия , селена , молибдена и ртути , многие из которых являются высокотоксичными для людей и других форм жизни. Угольная зола, продукт сгорания, концентрирует эти элементы и может загрязнять грунтовые или поверхностные воды, если есть утечки из зольного пруда. [4]
Большинство электростанций США не используют геомембраны , системы сбора фильтрата или другие средства управления потоками, которые часто встречаются на муниципальных свалках твердых отходов . [5] После аварии 2008 года, которая привела к разливу угольной летучей золы завода Kingston Fossil Authority в долине реки Теннесси , Агентство по охране окружающей среды США (EPA) начало разработку правил, которые будут применяться ко всем золоотстойникам в США. 28 августа 2020 года EPA опубликовало свое окончательное правило «Часть A» для остатков сжигания угля (CCR), требующее, чтобы все необлицованные золоотстойники были модернизированы с помощью облицовки или закрыты к 11 апреля 2021 года. Некоторые предприятия могут подать заявку на получение дополнительного времени — до 2028 года — для поиска альтернатив для управления зольными отходами перед закрытием своих поверхностных водохранилищ. [6] [7] [8] 12 ноября 2020 года Агентство по охране окружающей среды опубликовало свое правило «CCR Часть B», которое позволяет определенным предприятиям использовать альтернативный вкладыш, основываясь на демонстрации того, что здоровье человека и окружающая среда не будут затронуты. [9] Дальнейшие судебные разбирательства по постановлению CCR ожидаются по состоянию на 2021 год. [10]
Зольный остаток можно извлечь, охладить и транспортировать с помощью технологии сухой обработки золы. Если оставить его сухим, золу можно использовать для производства бетона, кирпичей и других полезных материалов. Также есть несколько экологических преимуществ. [11]
Зольный остаток может использоваться в качестве альтернативного сырья, заменяя землю, песок или заполнители, например, в дорожном строительстве и в цементных печах ( производство клинкера ). Другое заметное применение — в качестве питательной среды в садоводстве (обычно после просеивания). В Соединенном Королевстве он известен как зольный остаток печи (FBA), чтобы отличать его от зольного остатка мусоросжигательного завода (IBA), негорючих элементов, остающихся после сжигания . Первым применением зольного остатка было производство бетонных блоков, используемых для строительства многих высотных квартир в Лондоне в 1960-х годах. [ необходима цитата ]