Odpady paleniskowe powstające w elektrowniach i elektrociepłowniach znajdują ostatnio coraz szersze zastosowanie, a ich potencjalni użytkownicy w sposób jednoznaczny określają wymagania, jakie powinny spełniać. Ich skład chemiczny, fazowy i granulometryczny jest uzależniony od wielu czynników, wśród których na pierwszym miejscu należy wymienić rodzaj spalanego paliwa, a także warunki spalania, a te uległy ostatnio istotnym zmianom na skutek zaostrzenia norm emisji szkodliwych gazów do atmosfery. Konsekwencją modernizacji zakładów energetycznych jest zmienność składu chemicznego i fazowego powstających odpadów, a to wpływa na indywidualny charakter ubocznych produktów spalania wychwytywanych w poszczególnych procesach. Dlatego też celem niniejszej pracy była szczegółowa charakterystyka właściwości fizykochemicznych i mineralogicznych powstających odpadów paleniskowych, które słusznie zyskały miano ubocznych produktów spalania.
Do badań pobrano odpady paleniskowe pochodzące z różnych elektrowni i powstałe w różnych technologiach spalania węgla i odsiarczania spalin.
Dla wybranych próbek odpadów wykonano badania chemiczne, fazowe i granulometryczne. W ramach badań chemicznych oznaczono m.in zawartość składników podstawowych i śladowych. W składzie chemicznym stwierdzono obecność: Si02, A1203, Fe203, CaO, MgO, Na20, K20, S03, Ti02, P205 oraz śladowych ilości metali ciężkich. Na podstawie badań w mikroobszarach wykazano, że As koncentruje się głównie w fazie glinokrzemianowej, stanowiąc domieszkę diadochowąw mullicie.
Wymywalność w wodzie destylowanej kationów i anionów z badanych odpadów w większości próbek nie przekraczała stężeń dopuszczalnych. Normę przekroczyło
jedynie stężenie jonów siarczanowych, sporadycznie chlorkowych (w odpadach z produktami odsiarczania) oraz wskaźnik pH, w większości badanych popiołów alkaliczny. Uzyskane wyniki pozwoliły na prześledzenie ilości substancji szkodliwych wymywających się z odpadów w zależności od ich uziarnienia.
Obserwacje mikroskopowe odpadów z kotłów konwencjonalnych wykazały obecność w nich przede wszystkim fazy amorficznej (trudnej do identyfikacji) oraz fazy krystalicznej (mullitu, kwarcu, magnetytu, hematytu). Biorąc pod uwagę rozpuszczalność składników tworzących popioły lotne, duże znaczenie ma udział ilościowy fazy amorficznej, która znacznie łatwiej rozpuszcza się w wodzie niż substancja krystaliczna. Skład fazowy popiołów lotnych i dennych z kotłów fluidalnych znacznie odbiega od składu fazowego popiołów krzemionkowych z kotłów konwencjonalnych. W odpadach tych ze względu na niską temperaturę powstawania nie obserwuje się mullitu, występuje natomiast anhydryt, jako produkt odsiarczania, a także wolny tlenek wapnia sugerujący większą ich aktywność (szczególnie dotyczy to popiołów dennych). Odmienna jest także morfologia omawianych odpadów. Formy kuliste, tak charakterystyczne dla popiołów z kotłów konwencjonalnych, praktycznie tu nie występują, więcej natomiast stwierdzono form nieregularnych. Skład fazowy popiołów z węgla brunatnego jest zbliżony do odpadów z kotłów fluidalnych. Obok kwarcu magnetytu i hematytu pojawia się w nich anhydryt. Mullit występuje tu w znacznie mniejszych ilościach niż w popiołach z węgla kamiennego, mniej jest także fazy szklistej. Skład chemiczny i fazowy mieszanek popiołowo-żużlowych i żużli paleniskowych jest na ogół zbliżony. Większy udział niespalonej substancji węglowej w żużlach w porównaniu z popiołami można wytłumaczyć tym, że większe i cięższe formy morfologiczne materii organicznej (których stwierdzono więcej) opadają na dół do żużla, natomiast lekkie i małe formy są unoszone ze spalinami.
Jak wynika z zamieszczonych analiz skład chemiczny, fazowy i granulometryczny powstających obecnie ubocznych produktów spalania nie jest stabilny, szczególnie dotyczy to odpadów z węgla brunatnego, co nie jest korzystne zarówno z punktu widzenia oceny ich przydatności, jak i wpływu tych odpadów na środowisko, przy ewentualnym deponowaniu na składowiskach. Różne właściwości fizykochemiczne ubocznych produktów spalania na pewno utrudnią znalezienie uniwersalnego rozwiązania dla ich zagospodarowania, dlatego też decyzja o dalszym ich wykorzystaniu winna być każdorazowo poprzedzona odpowiednimi badaniami.

SPIS TREŚCI

1.    WPROWADZENIE    

2.    OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA UBOCZNYCH PRODUKTÓW SPALANIA WĘGLA W ŚWIETLE BADAŃ LITERATUROWYCH    
2.1.    Skład chemiczny    
2.2.    Skład fazowy    
2.3.    Skład granulometryczny i morfologia    
2.4.    Zagospodarowanie ubocznych produktów spalania    

3.    ZAKRES I METODYKA BADAŃ    

4.    WYNIKI BADAŃ WŁASNYCH UBOCZNYCH PRODUKTÓW SPALANIA    
4.1.    Charakterystyka chemiczna    
4.1.1.    Zawartość składników podstawowych    
4.1.2.    Zawartość wybranych pierwiastków śladowych    
4.1.3.    Wymywalność jonów podstawowych i pierwiastków śladowych    
4.2.    Skład fazowy    
4.3.    Skład granulometryczny i morfologia cząstek    

5.    OMÓWIENIE WYNIKÓW BADAŃ    

6.    WNIOSKI KOŃCOWE    

BIBLIOGRAFIA    

Załącznik 1. Mikrofotografie ubocznych produktów spalania    
Załącznik 2. Badania w mikroobszarach ubocznych produktów spalania    

STRESZCZENIE