«По улицам золу возили». Страшная, страшная сказка

Больше половины электроэнергии в Сибири производится на тепловых электростанциях. Исторически сложилось, что львиная доля ТЭЦ в регионе работает на угле: благо все крупные угольные бассейны на расстоянии вытянутой руки. Но уголь сгорает не полностью, это правда. Самый объемный «отход», который образуется в результате, — это СО2, углекислый газ.

Есть и твердые отходы: так называемая зола уноса и шлаки. Это остатки минералов, которые содержатся в угле: диоксида кремния, оксида алюминия, оксида кальция, оксида железа и т. д. Такие вещества востребованы в производстве керамики, катализаторов, строительных материалов. Диоксид кремния, например, активно применяется в пищевой и фармацевтической промышленности.

Куда, куда вы удалились?

Золу уноса улавливают электрофильтры. Это гигантские сооружения во всю высоту станции, соединенные с котлами газопроводом. Очищенные дымовые газы выводятся в трубу. Эффективность современных моделей фильтров — более 99%. Они вылавливают из потока газа мелкие частички золы и с помощью пневматической системы сбрасывают их в специальный бункер. Оттуда зола по системе гидроудаления, если совсем грубо, то по трубе с водой, перекачивается на золоотвал.

Шлаки собирают примерно так же, но они образуются в другом месте — непосредственно в котле, в нижней его части. Это несгораемые минеральные частицы, они гораздо крупнее, чем зола, и согласно законам физики не летят вверх, а падают вниз. Стенки котла обдувают струей воздуха, чтобы сбить частички шлака, а затем по трубе системы гидрозолоудаления, которая проходит под каждым котлом и ведет в шлакоприемную камеру, отправляют на золоотвал.

На одних станциях золу и шлаки транспортируют по разным трубам, и встречаются они только на золоотвалах, на других «свидание» происходит раньше. Как спроектировали. Для перекачки водозолошлаковой смеси используются так называемые багерные насосы. Это специальное оборудование, оно качает не чистую воду, а пульпу, смесь. Поэтому в конструкции насосов предусмотрены элементы, которые защищают от попадания частиц золы и шлака в механизм.

Зачем нужна вода?

Почему золоотвалы похожи на озера, а твердые отходы вымываются водой? Ответ очень прост. Во-первых, вода используется как эффективное транспортное средство: она течет, подгоняемая насосами, и переносит в себе все, что нужно. Во-вторых, мокрая зола не пылит.

Не пылит. Физически не может.

Золоотвал (правильнее: золошлакоотвал, но это слишком длинно) делят на сектора и наполняют их постепенно. Смысл самого существования этого гидротехнического сооружения — безопасное хранение золошлаков. Собственно, в процессе складирования в воде отходы и превращаются в строительные материалы.

Сначала золошлаки должны провести какое-то время в покое, отстояться под слоем воды. Вода, напомню, нужна в первую очередь для того, чтобы «склад» не пылил. Под водой минеральные остатки могут пролежать и год, и два. Затем эту часть «озера» осушают, и начинается то, что энергетики называют «разработкой золошлаков»: материал исследуют по множеству параметров, на содержание тяжелых металлов, нефтепродуктов, соответствие нормам радиационной безопасности, микробиологические, агрохимические показатели…

Согласно ГОСТу золошлаковые материалы — это грунт антропогенного образования, то есть обычный грунт, только созданный человеком, безопасный материал. Следовательно, статус «золошлаковых материалов» могут получить только те «золошлаковые отходы», которые в результате лабораторных исследований будут признаны безопасными.

В России государство стало поддерживать производство и применение золошлаковых материалов. Возможно, когда-нибудь мы дойдем до показателей Германии или Великобритании, где твердые остатки сгорания угля вообще не складируются, а сразу идут в переработку. Это решит множество задач, в первую очередь экологических: в частности, можно будет сократить площади золоотвалов, а в перспективе избавиться от них вообще.

Специалисты Красноярской ТЭЦ-3 говорят, что в последние три года объемы золоотвала практически не увеличиваются: золошлаковые материалы идут в дело — сколько прибыло, столько и убыло.

Наверное, прочитав это, вы спросите, а куда девается вода. Помните, что золоотвалы разделены на отдельные «озера»? Так вот, вода постепенно сливается по системе этих водоемов от самого насыщенного к самому чистому и проходит несколько стадий очистки от твердых примесей. А затем насосом снова возвращается в систему гидрозолоудаления на ТЭЦ.

Это замкнутый цикл.