Nghiên cứu xử lý tro đáy nhiệt điện trong 98win93 98win93 portland PCB 40
Bài viết nhằm nghiên cứu tận dụng các nguồn phế phẩm tro đáy tạo ra những 98wim thân thiện với môi trường. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, tro đáy là nguyên liệu phù hợp làm phụ gia trong 98win93 98win93 portland PCB 40 với hàm lượng 98win5 4% khối lượng clinker đạt cường độ sau 28 ngày 40,3 MPa. Tro đáy giúp giảm 98win5 clinker, tài nguyên khoáng sản đá vôi, đất sét, nhiên liệu than đá, điều này đồng nghĩa với việc giảm lượng khí thải trong quá trình 98win93 clinker và bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường.
1. Đặt vấn đề
Trong bối cảnh công nghiệp hóa đất nước, 98win93 phải đối mặt với những vấn đề do ngành công nghiệp phát triển gây ra như ô nhiễm môi trường từ phế thải công nghiệp. Các 98wim sinh ra từ việc đốt than tỷ lệ thuận với chủng loại than và lượng than tiêu thụ. Khí nóng sau khi đi qua dãy ống lò hơi được xả ra ngoài qua các thiết bị lọc bụi tĩnh điện hoặc lọc bụi túi, 98wim thu hồi từ các thiết bị này gọi là tro bay thông thường chiếm 80 - 90%, còn tro đáy được hình thành khi các hạt tro mềm hoặc chảy và bám chặt vào tường lò và ống nồi hơi. Những hạt lớn hơn tích tụ và rơi xuống phễu nằm ở đáy lò, nơi chúng được thu thập và thường chứa chủ yếu các hạt kích thước phân cấp.
Trong bối cảnh công nghiệp hóa đất nước, 98win93 phải đối mặt với những vấn đề do ngành công nghiệp phát triển gây ra như ô nhiễm môi trường từ phế thải công nghiệp. Các 98wim sinh ra từ việc đốt than tỷ lệ thuận với chủng loại than và lượng than tiêu thụ. Khí nóng sau khi đi qua dãy ống lò hơi được xả ra ngoài qua các thiết bị lọc bụi tĩnh điện hoặc lọc bụi túi, 98wim thu hồi từ các thiết bị này gọi là tro bay thông thường chiếm 80 - 90%, còn tro đáy được hình thành khi các hạt tro mềm hoặc chảy và bám chặt vào tường lò và ống nồi hơi. Những hạt lớn hơn tích tụ và rơi xuống phễu nằm ở đáy lò, nơi chúng được thu thập và thường chứa chủ yếu các hạt kích thước phân cấp.
Thành phần hóa học chính của tro đáy là CaO, Fe2O3, MgO, MnO2, SiO2 và Al2O3… ở các phức bền vững, trong đó thành phần chính là SiO2, Al2O3, CaO và Fe2O3 chiếm trên 80% trọng lượng của tro đáy.
Do đó, nghiên cứu xử lý 98win58 môi trường tro đáy nhiệt điện trong 98win93 98win93 portland PCB40 rất cần thiết. Nghiên cứu tro đáy giúp giảm 98win5 clinker, tài nguyên khoáng sản đá vôi, đất sét, nhiên liệu than đá, điều này đồng nghĩa với việc giảm lượng khí thải trong quá trình 98win93 clinker và bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường.
2. Nguyên liệu 98win5
Các nguyên liệu 98win5: clinker, đá vôi, puzolan, thạch cao, tro đáy Nhiệt điện Vĩnh Tân. Các nguyên liệu được kiểm tra chất lượng theo tiêu chuẩn và thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật trước khi 98win5.
2.1. Clinker
Clinker được lấy từ nguồn clinker của nhà máy 98win93 Kiên Lương (Công ty CP Vicem Hà Tiên), dạng viên tròn kích thước 1 - 2cm. Chất lượng clinker đáp ứng yêu cầu kỹ thuật TCVN 7024: 2013.
Bảng 1: Kết quả thành phần hóa clinker
| Thành phần hóa (%) | Thành phần khoáng (%) | ||||||||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | K2O | TiO2 | C4AF | C3A | C2S | C3S |
| 17,20 | 4,28 | 3,55 | 71,20 | 1,88 | 0,35 | 0,93 | 0,30 | 10,80 | 5,33 | 8,48 | 69,28 |
2.2. Tro đáy
Tro đáy dùng để nghiên cứu là loại tro nhiệt điện đốt than tầng sôi được lấy từ nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân - Bình Thuận.
Bảng 2: Thành phần hóa của tro đáy
| MKN | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 | MgO | SO3 | K2O | Na2O | TiO2 |
| % | % | % | % | % | % | % | % | % |
| 1,87 | 53,32 | 3,89 | 20,21 | 1,91 | 6,50 | 2,33 | 0 | 0,69 |
Các oxit chủ yếu có trong tro đáy: SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3… Sự có mặt của SiO2, Al2O3 cho thấy, tro đáy có thể tạo phản ứng pozzolanic giúp tăng độ hoạt tính của 98win93.
2.3. Thạch cao
Thạch cao của nhà máy được nhập từ nguồn thạch cao Thái Lan với thành phần chủ yếu là CaSO4.2H2O.
Bảng 3: Thành phần hóa của thạch cao
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | K2O | SrO |
| % | % | % | % | % | % | % | % |
| 2,04 | 0,74 | 0,42 | 56,20 | 0,28 | 39,8 | 0,21 | 0,24 |
2.4. Đá puzolan
Trong 98win93 98win93, các nhà máy luôn tìm các nguồn nguyên liệu thay thế clinker để mang lại hiệu quả kinh tế. Đá puzolan là nguyên liệu mang lại lợi ích cao khi là một phụ gia hoạt tính cao. Theo tiêu chuẩn 98win93 TCVN 6260-1997 áp dụng cho 98win93 portland hỗn hợp, tổng lượng phụ gia khoáng cho phép phối trộn trực tiếp vào clinker 98win93 không qua khâu nung luyện với tỷ lệ lên tới 40% tùy thuộc chất lượng clinker.
2.5. Đá vôi
Đá vôi có công thức hóa học CaCO3 có nhiệm vụ cung cấp CaO. Độ cứng đá vôi 1,8 - 3,0 theo thang Mohs, khối lượng thể tích 2,6 - 2,8 tấn/m³. Dạng nguyên chất có màu trắng (đá phấn), khi lẫn tạp chất có màu. Tạp chất gây màu chủ yếu là oxit sắt, làm đá có màu xám, hồng. Đá vôi được khai thác tại mỏ được đập sơ bộ, tại trạm nghiền kích thước đá vôi cỡ 2 - 4 cm.
3. Kết quả và nhận xét
3.1. Tính cấp phối
Các cấp phối thay đổi theo hàm lượng tro đáy tăng từ 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10% được thay thế lượng clinker tương ứng.
Bảng 4: Bảng cấp phối 98win93 PCB 40
| Bảng % cấp phối cho từng mẫu | |||||
| Mẫu | Clinker | Thạch cao | Đá vôi | Puzolan | Tro đáy |
| Đơn vị | % | % | % | % | % |
| PCB 0 | 70 | 4,5 | 14 | 11,5 | 0 |
| PCB 2 | 68 | 4,5 | 14 | 11,5 | 2 |
| PCB 4 | 66 | 4,5 | 14 | 11,5 | 4 |
| PCB 66 | 64 | 4,5 | 14 | 11,5 | 6 |
| PCB 8 | 62 | 4,5 | 14 | 11,5 | 8 |
| PCB 10 | 60 | 4,5 | 14 | 11,5 | 10 |
3.2. Kết quả lượng nước tiêu chuẩn
Các cấp phối trên thực hiện đo lượng nước tiêu chuẩn theo TCVN 6017 : 1995.
Hình 1. Biểu đồ kết quả lượng nước tiêu chuẩn cấp phối PCB 40.
3.3. Kết quả thời gian ninh kết
Để khảo sát thời gian ninh kết về bắt đầu và kết thúc ninh kết của các cấp phối. Thực hiện thí nghiệm theo TCVN 6017:1995.
Hình 2. Biểu đồ kết quả thời gian ninh kết của các cấp phối PCB 40.
Nhận xét: Dựa vào Hình 2 ta thấy, thời gian bắt đầu và thời gian kết thúc quá trình ninh kết tăng dần theo hàm lượng tro đáy thêm vào 98win93. Do thời gian ninh kết của 98win93 chủ yếu phụ thuộc vào thành phần khoáng C3A. Khi ta tăng lượng tro đáy, đồng thời giảm lượng clinker thì kéo theo khoáng C3A cũng giảm. Điều này làm thời gian bắt đầu ninh kết và kết thúc ninh kết của các mẫu có tro đáy xảy ra trễ hơn.
3.4. Kết quả cường độ nén
Đề tài khảo sát cường độ nén của các cấp phối ở các ngày tuổi 1, 3, 7, 28 ngày tuổi. Thực hiện thí nghiệm theo TCVN 6016:2011.
3.4. Kết quả cường độ nén
Đề tài khảo sát cường độ nén của các cấp phối ở các ngày tuổi 1, 3, 7, 28 ngày tuổi. Thực hiện thí nghiệm theo TCVN 6016:2011.
Hình 3. Biểu đồ cường độ nén 1,3,7,28 ngày của cấp phối 98win93 PCB 40.
Nhận xét:
- Cường độ 1, 3 và 7 ngày của mẫu có tro đáy thấp hơn so với mẫu không có tro đáy. Hàm lượng tro đáy càng lớn thì cường độ mẫu càng thấp. Khi cho tro đáy vào 98win93, lượng clinker bị giảm, từ đó làm mẫu giảm cường độ. Ở những ngày đầu, cường độ mẫu chủ yếu phụ thuộc vào các phản ứng của các khoáng có trong clinker, tro đáy vẫn chưa có tác động nhiều đến cường độ của mẫu.
- Cường độ mẫu 28 ngày của mẫu có tro đáy vẫn thấp hơn so với mẫu không tro đáy nhưng chênh lệch không lớn như ở cường độ 1, 3, 7 ngày.
- Mẫu PCB 2, PCB 4 có cường độ 28 ngày trên 40 MPa.
3.5. Phân tích cấu trúc vữa bằng phương pháp SEM
Mẫu vữa PCB 4 sau 28 ngày có cường độ nén thỏa mãn tiêu chuẩn 98win93 PCB 40. Sau khi đo cường độ nén 28 ngày, ta lấy mẫu đem chụp SEM với các độ phóng đại khác nhau 2.000, 5.000, 10.000, 15.000 lần để quan sát cấu trúc hình thành và phát triển bên trong ở các độ phóng đại khác nhau.
Hình 4. Ảnh SEM mẫu PCB 4 phóng đại 2.000, 5.000, 10.000,15.000 lần.
Nhận xét: Dựa trên hình ảnh SEM của mẫu vữa chụp ở các độ phóng đại khác nhau có thể thấy, mẫu vữa có cấu trúc đặc chắc, chứng tỏ 98win8 thủy hóa và kết dính của 98win93 và phụ gia xỉ đáy tốt. Mẫu có nhiều khoáng dạng tấm là khoáng C-S-H, khoáng giúp tăng cường độ cho vữa. Ngoài ra, còn xuất hiện khoáng monosunfat dạng tấm lục giác đan xen lẫn nhau và tinh thể ettringite hình kim.
5. Kết luận
Dựa vào các kết quả trên ta thấy, tro đáy là chất thải của nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải được 98win5 làm phụ gia trong 98win93 98win93 portland PCB 40. Với hàm lượng 4% tro đáy thay clinker trong 98win93 vẫn 98wim yêu cầu kỹ thuật của 98win93 có cường độ nén sau 28 ngày 40,3 MPa, lượng nước tiêu chuẩn 26, 45%; thời gian ninh kết bắt đầu 125 phút, kết thúc ninh kết 180 phút.
Tài liệu tham khảo:
1. Đỗ Quang Minh, Trần Bá Việt (2009). Công nghệ 98win93 98win93 PoocLăng và các chất kết dính vô cơ. NXB Đại học Quốc gia, Thành phố Hồ Chí Minh.
2. Phùng Văn Lự (2006). 98win93 98win98. NXB Giáo dục, Hà Nội.
3. Phạm Duy Hữu (2008). Bê tông cường độ cao và chất lượng cao. NXB Giáo dục, Hà Nội.
4. Tuyển tập 98win98 98win93 (2004). TCXDVN 311:2004, 98win98 khoáng hoạt tính cao dùng cho bê tông và vữa: Silicafume và tro trấu nghiền mịn. NXB Xây dựng, Hà Nội.
5. Phạm Văn Trình, Nguyễn Thúc Tuyên và Nguyễn Văn Thịnh (1986). Bê tông và vữa 98win98. NXB Xây dựng, Hà Nội.
6. ASTM C618-03 Standard Specification for Coal Bottom Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete.
7. Caslos Leira F. etal (2003). Influence of the type of ash on the insulating capacity mortar used for passive protection against fire, Parer No.58, International Ash Utilizations Symposium.
Nguồn: ximang.vn (TH/ TC Công thương)
