Εκτίμηση της συμπεριφοράς τήξης των τεφρών των λιγνιτικών ατμοηλεκτρικών σταθμών της Βόρειας Ελλάδας με βάση την ορυκτολογική τους σύσταση

Abstract

Στόχος της παρούσας διατριβής είναι ο προσδιορισμός της συμπεριφοράς τήξης των λιγνιτικών τεφρών των ατμοηλεκτρικών σταθμών (ΑΗΣ) της Βόρειας Ελλάδας και η συσχέτιση αυτών με την ορυκτολογική και χημική τους σύσταση. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν τα παρακάτω: α) Η ποσοτική ορυκτολογική και χημική σύσταση, καθώς και η συμπεριφορά τήξης (θερμοκρασίες αρχικής παραμόρφωσης, μαλάκυνσης, ημισφαιρίου και ροής) τόσο εργαστηριακών τεφρών, όσο και ιπταμένων τεφρών των ατμοηλεκτρικών σταθμών Αγίου Δημητρίου, Καρδιάς, ΛΙΠΤΟΛ, Πτολεμαΐδας και Αμυνταίου. β) Η ειδική επιφάνεια (λεπτότητα κατά Blaine) και η κοκκομετρική κατανομή στις ιπτάμενες τέφρες. γ) Με βάση τα αποτελέσματα των α και β, έγιναν συσχετισμοί της χημικής και ορυκτολογικής σύστασης με τις θερμοκρασίες που χαρακτηρίζουν τη συμπεριφορά τήξης των τεφρών, προκειμένου να ευρεθούν ποσοτικές σχέσεις οι οποίες θα επιτρέπουν την πρόβλεψη πιθανών προβλημάτων που μπορούν να προκύψουν κατά την καύση του λιγνίτη μέσα στο λέβητα (επισκωριώσεις, επικαθήσεις). Από τα παραπάνω προέκυψε ότι: α) Η διακύμανση της ορυκτολογικής και χημικής σύστασης των τεφρών που ελήφθησαν με συστηματική δειγματοληψία διάρκειας από δίωρα έως και μηνιαία δείγματα, παρουσιάζει ποσοτικά αυξομειώσεις χωρίς όμως ουσιαστικές διαφοροποιήσεις των ορυκτολογικών φάσεων και των οξειδίων εν γένει. β) Οι διαφοροποιήσεις της σύστασης μεταξύ των ΑΗΣ, έδειξαν ότι οι τέφρες των ΑΗΣ του Αγίου Δημητρίου και της Καρδιάς είναι περισσότερο ασβεστούχες από τις υπόλοιπες, ενώ παρουσίασαν και τις υψηλότερες θερμοκρασίες αρχικής παραμόρφωσης, μαλάκυνσης, ημισφαιρίου και ροής. γ) Η συσχέτιση της ποσοτικής ορυκτολογικής σύστασης (όπως προσδιορίστηκε με τη μέθοδο Rietveld) με τη χημική σύσταση οδήγησε στην εύρεση σχέσεων προσδιορισμού της περιεκτικότητας του αμόρφου των λιγνιτικών τεφρών, με βάση την περιεκτικότητα των κύριων οξειδίων. δ) Η συσχέτιση της ορυκτολογικής και της χημικής σύστασης των ιπτάμενων με τις αντίστοιχες εργαστηριακές τέφρες δεν οδήγησε σε σαφείς σχέσεις, προφανώς λόγω α) των διαφορετικών συνθηκών καύσης μεταξύ των, β) της διαφοροποίησης της σύστασης του λιγνίτη λόγω χρονικής υστέρησης κατά την λήψη και γ) της διαφοροποίησης της εργοστασιακής τέφρας σε ιπτάμενη και τέφρα δαπέδου. ε) Η συσχέτιση της χημικής σύστασης με τη συμπεριφορά τήξης των τεφρών οδήγησε σε σχέσεις εκτίμησης των θερμοκρασιών που χαρακτηρίζουν τη συμπεριφορά τήξης, ενώ, εν μέρει, επιβεβαιώθηκαν και οι γνωστές σχέσεις από τη βιβλιογραφία. στ) Η συσχέτιση της ποσοτικής ορυκτολογικής ανάλυσης με τη συμπεριφορά τήξης των τεφρών οδήγησε στην εύρεση σχέσεων που επιτρέπουν τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας ημισφαιρίου, καθώς και των θερμοκρασιών μαλάκυνσης και ροής κατά προσέγγιση, με βάση την ποσοτική ορυκτολογική σύσταση.