Наряду с газообразными выбросами и сточными водами теплоэнергетика производит огромные массы твердых отходов, к которым относятся зола и шлаки. Многие теплоэлектростанции ежегодно изымают из сельскохозяйственного оборота от одного до трех гектаров плодородной земли, размещая на них терриконы из твердых золошлаковых отходов, образующихся при сгорании углей. Зола — продукт сжигания топлива, который в основном выносится дымовыми газами из топки котла и улавливается золоуловителями. Шлак — материал, который скапливается по мере сгорания топлива в шлакосборпиках.
Топливные золы и шлаки являются продуктами термохимических и фазовых превращений неорганических компонентов топлива и в значительной части состоят из минералов, входящих в состав твердого топлива. Преобладающими минералами в золошлаковых материалах ТЭС являются силикаты, в малых количествах присутствуют сульфаты, хлориды, очень редко фториды. В золоотвалах-шламохранилищах в результате гидрохимических процессов могут возникать вторичные минералы, например кальцит, гидрооксиды железа и др.
Согласно государственному докладу «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2012 году» в табл. 2.16 представлены объемы образования отходов при производстве и распределении энергии газа, воды.
Таблица 2.16
Объемы образования отходов производства и потребления при производстве и распределении энергии, газа, воды, млн т
Вид экономической деятельности. | 2006 г. | 2007 г. | 2008 г. | 2009 г. | 2010 г. |
Всего по Российской Федерации. | 3519,43. | 3899,28. | 3817,68. | 3505,0. | 3734,7. |
Производство и распределение электроэнергии, газа и воды. | 73,54. | 70,80. | 67,61. | 65,3. | 57,04. |
Зола большинства видов твердого топлива на 98—99% состоит из свободных и связанных в химические соединения оксидов кремния, алюминия, железа, кальция, магния, калия, натрия, титана, серы. Из микрокомпонентов в золе содержатся: бор, молибден, германий, галлий, уран, мышьяк, ванадий, ртуть, цинк, свинец, никель, кобальт, фтор, некоторые естественные радионуклиды.
Наряду с минеральной частью в золошлаковом материале обычно имеются несгоревшие органические включения. При хорошо сбалансированном топочном процессе содержание органических веществ в золошлаках не превышает 5%, а при нарушении режима сжигания может значительно возрасти.
