Determinare parametrilor optimi de transport la distanță prin conducte a șlamului dens

1 INTRODUCERE

Transportul lichidelor bifazice solid – lichid au o mare răspândire în diferite ramuri industriale cum ar fi industria chimică, metalurgică, minieră, energetică. În ce priveşte industria energetică transportul lichidelor bifazice se aplică la termocentatele cu combustibili fosili solizi. În urma procesului de ardere a cărbunelui rezultă o mare cantitate de balast sub formă de cenuşă şi zgură.

După procesele tehnologice de captare şi colectare a acestor reziduuri se pune problema transportului şi depozitării lor în condiţii cât mai ecologice pentru a eradica efectele negative asupra mediului ambiant. În cele mai multe cazuri halda de depozitare a acestor reziduuri este situată la distanţă de câţiva kilometri faţă de termocentrală, astfel transportul zgurii şi cenuşii devine dificil.

Din punct de vedere ecologic depozitarea zgurii şi cenuşii în haldă are un impact negativ asupra mediului ambiant deoarece compoziţia chimică a acestor reziduuri conţine compuşi de fier, sulf şi aluminiu, care dacă ajung în pânza de apă freatică pot avea un efect negativ asupra florei şi faunei din împrejurimile zonei de depozitare, şi nu numai.

Ca soluţionare acestor probleme s-a introdus tehnologia de şlam dens, ce presupune formarea unui amestec bifazic omogen solid – lichid ce urmează a fi transportat hidraulic în halda de depozitare printr-un sistem de conducte. Ca lichid de amestec în formarea lichidului bifazic se utilizează apa, care are rolul de a neutraliza efectul negativ al compuşilor chimici conţinuţi în zgură şi cenuşă. În plus amestecul obţinut în urma reacţiilor chimice are un efect de autoîntărire având ca rezultat final formarea „pietrei de cenuşă”. Astfel problemele de transport şi depozitare în haldă a zgurii şi cenuşii sunt soluţionate atât d.p.d.v tehnologic cât şi ecologic.

Prezenta lucrare cuprinde o descriere generală a tehnologiei de şlam dens şi etapele de proiectare şi dimensionare a conductelor de transport la distanţă a lichidelor bifazice omogene abrazive – şlamuri; luând ca şi exemplu staţia pilot de şlam dens C.E.T Sud Timişoara proiectată de „Institutul de Studii şi Proiectări Energetice” sucursala Timişoara.

2 TEHNOLOGIA ŞLAM DENS

2.1 Descriere generală

Tehnologia de şlam dens reprezintă procesul tehnologic de preparare a amestecului zgură/cenuşă cu apă în scopul obţinerii unui amestec bifazic (solid-lichid) omogen – şlam, pe de o parte, iar pe de altă parte implică procesul tehnologic de depozitare a şlamului bazat pe solidificarea amestecului bifazic (şlam) în halda de depozitare rezultând aşa numita „piatră de cenuşă”. Această tehnologie poate fi implementată atât în termocentralele noi cât şi în cele existente.

Începând de la punctele cazanului de colectare a cenuşii, cenuşa este furnizată în formă solidă uscată abrazivă, reprezentând cenuşa grosieră provenită de la a doua trecere a cazanului (cenuşa din zona economizorului şi a preîncălzitoarelor de aer), şi cenuşa fină provenită de la electrofiltre şi de la canalul de desprăfuire a gazelor de ardere. Zgura şi cenuşă provenită din punctele de colectare ale focarului cu ardere prin pulverizarea prafului de cărbune sunt prea firebinţi şi particulele prea mari pentru a fi uşor de manevrat, astfel acestea sunt captate într-un transportor cu racleţi răcit cu apă – Kratzer – după care sunt trecute printr-un concasor înainte de a fi transportate. Cenuşa uscată este transportată pneumatic la mixerul de şlam unde se realizează amestecul de cenuşă-apă până se obţine vâscozitatea prestabilită. Zgură şi cenuşa umedă captată de Kratzer poate fi adăugată amestecului astfel încât să se păstreze vâscozitatea şi proprietăţile de autoîntărire ale şlamului.

Implementarea tehnologiei de şlam dens în termocentralele existente necesită o analiză complexă a proprietăţilor zgurii şi cenuşii prelevate precum şi realizarea unei logistici de operare pentru a determina punctele optime de conectare a staţiei de şlam dens în scopul minimizării costului de investiţie. Trebuie stabilită o amplasare optimă a staţiei de şlam dens. Utilajul în care are loc formarea propriu – zisă a amestecului bifazic omogen este mixerul hidraulic de şlam dens – prezentat în figura 2.1.

Mixerul hidraulic realizează amestecul efectiv de zgură/cenuşă – apă, operaţie ce se desfăşoară in mod continuu la un raport de amestec lichid – solide prestabilit, menţinând vâscozitatea şi proprietăţile şlamului.