Põlevkivituhk
on põlevkivi põletamisel
tekkiv
mineraalne jääk.
Eesti põlevkivis on orgaanilise
aine sisaldus küllaltki väike,
keskmiselt 33%. Ahju jääb pärast põletamist 45% kuivast massist
alles – mineraalne osa.
Põlevkivituhka
ladestatakse tuhaväljadele, seda
peamiselt Ida-Virumaal Balti ja Eesti
soojuselektrijaamadelähedal. Hetkel
toodetakse Eestis umbes
5–7 miljonit tonni põlevkivituhka aastas
Tuhastamise tehnoloogiad PF
ehk tolmpõletamine on levinuim
põletustehnoloogia. Temperatuur koldes
on
1400 –1450 °C.
Tolmpõletamisel kütus eelnevalt
jahvatatakse, misjärel suunatakse see
aeroseguna põletite kaudu koldesse.
Tolmküttekolle on põletitega varustatud
ekraan –
soojusvahetuspindadega ümbritsetud kamber, kus põlevkivi
kõrgtemperatuurilisel põlemisel antakse soojust põlemisgaasilt
üle koldeekraanidele.
Seal leiavad aset muundumisprotsessid põlevkivi mineraalosas ja
tekib
tuhk .
Tahkosakesesed, mille hõljumiskiirus on väiksem kui gaasi kiirus,
kanduvad koos põlemisgaasiga koldest välja, suuremad aga langevad
kas raskusjõu või tsentrifugaaljõu toimel
kolde põhja. Koos põlemisgaasiga koldest väljuvat
tuhka nimetatakse lendtuhaks.
Lendtuhast 80% moodustavad tuhaosakesed, mis on suuremad kui 4–6
µm, ülejäänud 20% on väiksemad. Probleemiks selle meetodi puhul
on vääveldioksiidi kontsentratsioonpõlemisgaasis
ja suur tahkete osakeste
sisaldus heitgaasis.
CFBS
(
circulating fluidized bed combustion ) ehk
tsirkuleeriva
keevkihi tehnoloogia omapäraks on koldest lahkuva põlemisgaasi ja tuhaosakeste
siirdumine separaatorisse, kus mõõtmetelt ja massilt suuremad
tuhaosakesed välja separeeritakse ja koldesse tagasi suunatakse.
Koldes on temperatuurid umbes 800–850 °C juures. Luuakse tasakaal
koldesse antava kütuse ja ringleva tuha vahel, osakesed väljuvad
pidevalt separaatorist ja põhjatuhana koldest. CFBC tehnoloogia on
keskkonnasõbralikum, väävel saadakse
peaaegu täielikult kätte ehk seotakse tuhaga kaltsiumi poolt
(põlevkivis on kaltsiumi ja väävli suhe vahemikus 8–10, mis on
küllaltki suur). Lämmastikdioksiidi tekib
väikestes
kogustes ja süsinikdioksiidi tekib
4–8% vähem kui PF tehnoloogiaga. Samuti on ka tuha keemiline
koostis erinev. CFBS tuhas on vähem
reaktiivset kaltsiumoksiidi võrreldes
PF-iga, samuti on seal vähem kaltsiumsilikaate ja rohkem anhüdriiti.
Üheks miinuseks on see, et keevkihi tehnoloogiaga tekib vähem
klinkrimineraale, mis on
sideaine omadustega
– see mõjutab põlevkivituha kasutusvõimalusi ehitusmaterjalina.
TuhaväljadPõlevkivituhka
ladestatakse vee abil
tuhaväljadele. Suurtes kogustes hakkas põlevkivituhka tekkima
1959 .
aastal, kui tööd alustas Balti
soojuselektrijaam . [1] NäiteksNarva lähistel
tuhaväljadel katab tänapäevaks tuhk Õismäe suuruse
pindala ehk ligikaudu 18 ruutkilomeetrit ja tuhakihi paksus on 40–45
m [3].
Kokku on alates 1950-ndatest,
kui põlevkivist massiline energia tootmine algas,
ladestatud
praeguseks üle 300 miljoni tonni tuhka. Võrdluseks, sama
võimsusega kivisöeelektrijaamadestekib
5–8 korda vähem tuhka. 90% Eestis toodetavast põlevkivituhast
ladestatakse veega Balti ja Eesti elektrijaamade tuhaväljadele.
Põlevkivituha ladestamisel kasutatava vee
ringlus on kinnine ja
läbib uuesti soojuselektrijaama (mittepõleva lubja saab
ahjust kätte ainult vee abil). Transportimisel on
tuha ja vee suhe 1:20. Tuhaväljade kasutamise käigus on selgunud,
et tuhk seob vett umbes 0,6–0,7
kuupmeetrit /tonni tuha kohta.
TaaskasutaminePõlevkivituhal
on mitu fraktsiooni. Kõige
peenem püütakse kinni elektrifiltritega
ja kõige jämedam tuleb eemaldada kolletest. Koldetuhka ei osata
praegusel ajal ära kasutada, samas elektrifiltritega kinnipüütud
tuhale on kasutus leitud. Peent põlevkivituhka kasutati happeliste
põldude lupjamiseks. Sellest saab toota ka tuhaplokke. Kõige
peenemat fraktsiooni kasutatakse tsemendi
lisaainena , 15 protsenti
tuhka parandab tsemendi omadusi ega pea
lisama kipsi,
mistõttu
tsement muutub odavamaks. Probleemiks on see, et ükski
tootmisharu Eestis pole võimeline nii suuri tuhakoguseid ära
kasutama.
Praegu
suudetakse taaskasutada kuni 5% tuhka, näiteks ehitusmaterjalides –
tuhk on üks tsemendikomponente,
põlevkivituhk-portlandtsement on väga hea betoonikomponent.
Ehitusmaterjalide tootmiseks sisaldab põlevkivituhk liiga palju
kaltsiumoksiidi, mistõttu on seda sideainena kasutamiseks vaja
töödelda.Kundas toodetud
põlevkivituhka sisaldavast tsemendist on ehitatud Tallinna
teletorn ja ka Sosnovõi
Bori aatomielektrijaam. Teine
kasutusvõimalus on põllumajanduses happeliste muldade puhul,
kuigi tänaseks on selle osatähtsus oluliselt vähenenud, nimelt
Eestis on
aluselised mullad ja varem transporditi tuhkaVenemaale.
Kõik kommentaarid