Таблица 1 Физико – химические  характеристики  вакуумного дистиллята

261 
Таблица 3 Общий материальный баланс  
Газ жирный  
21,0 
Автомобильный  бензин (н.к. 195
0
С ) 
42,8 
Компонент дизельного  топлива (210-340
0
С по ИТК) 
16,2 
Остаток  340
0
С 
14,5 
Кокс  выжигаемый  
4,0 
Потери 
1,5 
 
Как  видно    из  приведенных  данных,  при  крекинге  был  достигнут  высокий  выход 
светлых  продуктов  61,6%,  причем  выход  компонента  дизельного  топлива  составлял  всего 
16,2%.  Такой  материальный  баланс  обусловлен  особенностями  химического  состава 
исходного  сырья,  в  частности,  высоким  содержанием  парафино-нафтеновых  углеводородов. 
Благодаря  высокому  содержанию  в  сырье  крекинга  парафинонафтеновых  углеводородов 
коксуемость  была  небольшой  и  отношение  бензина  к  коксу  достигало  11,1.  Отношение 
бензина к дизельному  топливу было 2,7. 
Автомобильный  бензин  каталитического  крекинга  был  получен  высокосортным,  с 
низким  содержанеим  серы  и  высокой  детонационной  стойкостью.  Октановое  число  без 
антидетонатора по моторному методу равнялся 82, по исследовательскому методу оказалось 
равным 92. 
Расширить  пределы  кипения  топлива  и  увеличить  его  выход  не  представилось 
возможным  в  связи  с  предельными  значениями  температуры  застывания  и  температуры 
вскипания  50%  отгона.  Из-за  низкого  цетанового  числа    и  повышенного  содержания 
непредельных  углеводородов  дизельную  фракцию  можно  использовать  лишь  как  компонент 
топлива    марки  Л  Для  получения  топлива  марки  Л  необходимо  смешение  этой  фракции  с 
высокоцетановыми дизельными  фракциями прямой перегонки нефти. 
Для  остатков  характерны  низкие  плотность  и  условная  вязкость,  малое  содержание 
серы  и  повышенная  температура  застывания.  Эту  фракцию  можно  использовать  как 
маловязкий компонент для приготовления стандартного высокозастывающего котельного то-
плива марки 100 из высокопарафинистых  нефтей. 
Полученные  результаты  позволяют  сделать  вывод,  что  каталитический  крекинг 
вакуумного дистиллята на микросферическом цеолитсодержащем катализаторе целесообразно 
осуществлять  в  реакторе,  заканчивающемся  форсированнымкипящим    слоем,
 
что 
способствует углублению переработки нефти и могут быть использованы при проектировании 
комплексных  промышленных  установок  каталитического  крекинга  Г-43-107    на 
Шымкентском нефтеперерабатывающем заводе. 
 
Литература 
1.
 
Глазов  А.В.,  Генералов  В.Н.,  Горденко  В.И.,  Доронин  В.П.,  Дубков  И.В.  Новые 
катализаторы каталитического крекинга серии  «Люкс»: опыт разработки, производства 
и  эксплуатации  на  ОАО  «Сибнефть  –  Омский  НПЗ»//  Журн.Рос.хим.об–ва 
им.Д.И.Менделеева. 2007. т.Ll, № 4. С.57. 
2.
 
Пармон  В.,  Лихолобов  В.,  Носоков  А.  Новые  катализаторы  и  технологии  глубокой 
переработки углеводородов// Oil and gas Journal Russia. 2008. № 6. С. 98. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

262 
УДК 666.940 
 
УТИЛИЗАЦИЯ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ 
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА 
 
Таймасов Б.Т., Альжанова А.Ж., Даулетияров М.С. 
ЮКГУ им. М.Ауезова, Шымкент, Казахстан 
 
Түйін 
Семей  қаласының  котельный  мен  ТЭЦ  –  тің  күл  мен  шлактары  сапалы  белсенді  қоспа  екендігі 
анықталды. Олар мен ұзақтан тасып алып келетін туйіршектелген домналы шлакты ауыстыруға болады. 
Құлді  шлактар  цемент  қамырының  су  қажеттілігін  жоғарылытады,  қамырдың  нормаланған  қоюлығы 
26,5% -тен  27 – 29% -ке жетеді, ұстасу мерзімі баяулайды басталуы  20 – 30 минутқа, аяқталуы 30 – 50 
минутқа.    Су  мен  цементтің  қатынасы    0,404  –  0,41  тең  болғанда  цемент  араласпасының  конусының 
жайылуы  106-107мм  тең.    Зерттеу  нәтижесін  ӛндірісте  пайдаланғанда  ЖШС  «Семей  цемент 
зауытында»  74306 тонна цемент ӛндірілді, домналы шлактың 20 % қүл мен қүлді шлак пен ауыстырылды. 
Жалпы экономикалық  пайда 4384054 тенге құрады. 
 
Summary 
Established that the ash and slag boilers and HEC, the  families are effective active mineral additive and 
possible replacement of 20% of imported granulated blast furnace slag. Ashes from a few to increase water demand 
of  cement  paste,  the  normal  density  increases  from  26.5%  to  27  -  29%,  Setting  time  of  cements  ash  containing 
slightly slowed down: the beginning of a 20 - 30 min., the end of 30 - 50 min. When water-cement ratio watercement 
relation  equal  to  0.404  - 0.41    the  diverging  cone  of  cement  is  106-107mm. According  to  the  results  of  industrial 
tests and introduction to the LLP "Cement Plant Families" was released 74,306 tons of cement to the replacement of 
20% blast furnace slag and slag ashs Semei’s HEC. The overall economic effect amounted to KZT 4384054.
 
 
Вопросы    рациональной  утилизации  многотоннажных  отходов  золы  и  шлаков  тепловых 
электростанций  являются    важной  проблемой  современности,  так  как  удаление,  размещение  и 
хранение  золошлаковых  отходов  в  отвалах  приводит  к  нарушению  экологического  баланса 
природы.    Несмотря  на  большой  объем  работ,  выполненных  в  этом  направлении,  масштабы 
использования золошлаковых отходов остаются  незначительными 
Производство портландцемента является энергоемким процессом.  На выпуск 1 т цемента 
затрачивается до 5 т сырья, добавок, топлива, воды, воздуха и других материалов. 
Для  повышения  эффективности  цементной  промышленности  в  первую  очередь 
необходимо  переходить  на  сухой  способ  производства,  увеличить  выпуск  смешанных  цементов, 
шире  использовать  в  качестве  сырья  и  активных  добавок  различные  отходы  промышленности, 
внедрять  помол  сырья  и  цемента  в  замкнутом  цикле,  в  помольных  агрегатах  нового  поколения, 
осуществлять  дополнительное  питание  печей  техногенными  продуктами,  разрабатывать  и 
внедрять энергосберегающие и ресурсосберегающие технологии [ 1 ]. 
Использование добавок при помоле клинкера является одним из путей увеличения выпуска 
цемента,  так  как  при  этом  снижается  количество  наиболее  энергоемкой  клинкерной 
составляющей. 
Имеющиеся  в  мире  тенденции  в  производстве  цемента  предполагают  рост  производства 
многокомпонентных цементов. Прогнозы предполагают, что доля  многокомпонентных цементов 
в  ближайшие  годы  составит  75-80%  от  общего  объема  производства  цемента,  а  бездобавочные 
цементы будут использоваться только по специальному назначению. 
В качестве добавок в цемент используют шлаки черной и цветной металлургии, золы ТЭС, 
различные  вулканические,  осадочные  горные  породы,  такие  как  глиежи,  опоки,  диатомиты, 
трепелы, туфы, трассы, пеплы и др. [ 2 ]. 
Установлено,  что  применение  только  клинкерного  цемента  в  чистом  виде,  без  добавок, 
нерационально  для  целого  ряда  условий  работы  бетона  в  различных  зданиях  и  инженерных 
сооружениях.  Следовательно,  вопросы  разработки  и  изучения  новых  видов  добавок  из  местного 
сырья, повышающих качество портландцемента и бетона на его основе, являются актуальными и 
своевременными. 
На  цементных  заводах  Казахстане  отсутствует  практика  широкого  использования 
различных эффективных добавок к цементу, кроме металлургического и электротермофосфорного 
шлака.    В  то  же  время  имеются  потенциальные  сырьевые  возможности  для  организации 
производства высокоэффективных, экономичных многокомпонентных цементов. 

263 
Целью данной работы является решение технологических и эколого-экономических задач 
при сокращении клинкерной составляющей в цементе путем введения золошлаков городских ТЭЦ 
г.Семей, а также изучение процессов гидратации и твердения цементов в присутствии различного 
количества золошлаков. 
Для  приготовления  портландцемента    использовался  клинкер  ТОО  «Цементный  завод 
Семей», имеющий следующие характеристики: КН = 0,91,  п = 1,99,
     
р = 1,45,
     
C
3
S  =  57,99%,   
C
2
S = 16,18%,  С
3
А = 9,20%,    С
4
АF = 13,04%. Клинкер высокоалитовый, среднеалюминатный. 
Для  наиболее  рационального  решения  вопроса  утилизации  золошлаков  ТЭЦ  необходимо 
знать их свойства, которые зависят от вида, марки угля, от топочного режима на ТЭЦ, а также от 
места отбора золы на пути прохождения дымовых газов. 
Как  следствие  этого,  химическая  природа,  физические,  а,  следовательно,  и  технические 
свойства  тех  или  иных  зол  могут  быть различны.  Золы  от сжигания  одного  и  того же  вида  угля 
часто  характеризуются  различными  показателями  химического  состава  и  физических  свойств.  В 
зависимости  от  вида  сжигаемого  угля  (антрацит,  каменный,  бурый)  дисперсность,  плотность, 
форма, цвет частиц золы, а также содержание оксидов колеблется в больших пределах. 
Данные  по  химическому  составу  зол  свидетельствуют  о  том,  что  содержание  отдельных 
оксидов,  а  также  топлива  в  золе,  получаемой  от  пылевидного  сжигания  различных  видов  угля, 
имеет значительные отклонения. Это предопределяет свойства золы и область ее использования в 
производстве строительных материалов. 
Химический анализ золы и шлаков котельных и ТЭЦ г.Семей представлен в таблице 1. 
 
Таблица 1 - Химический анализ золы и шлаков котельных и ТЭЦ г.Семей 
 
№ 
пп 
 
Наименование  
материалов
 
Химический состав, масс. % 
 
SiO
2
 
 
А1
2
О
3
 
 
Fe
2
O
3
 
 
СаО
 
 
SO
3
 
 
MgO
 
1 
Шлак котельный РК - 1
 
43,88 
25,18 
6,06 
1,30 
0,24 
0,51 
2 
Шлак котельный РК - 2
 
44,30 
21,46 
8,40 
2,03 
0,31 
0,12 
3 
Шлак котельный ТОО 
«ЦЗС»
 
51,40 
21,02 
3,03 
1,30 
0,24 
0,39 
4 
Зола  РК 
 
58,91 
21,85 
7,80 
2,60 
0,16 
0,93 
5 
Зола  ТЭЦ 
Мясокомбината
 
56,57 
26,91 
7,68 
1,30 
0,16 
0,057 
6 
Гранулированный 
доменный шлак 
35,84 
13,07 
0,21 
39,45 
8,53 
0,16 
 
Продолжение таблицы 1 
№ 
пп 
Химический состав, масс. % 
 
Влажность, %
 
Недожог
, 
%
 
Na
2
O
 
К
2
О
 
 
R
2
O
 
п.п.п.
 
1 
1,08 
2,38 
2,65 
5,85 
41,0 
61,4 
2 
0,97 
1,91 
2,23 
9,3 
29,0 
12,9 
3 
0,15 
0,99 
0,8 
8,0 
27,5 
23,7 
4 
1,08 
2,57 
2,77 
0,05 
10,9 
- 
5 
0,97 
1,17 
1,74 
0,03 
20,45 
- 
6 
0,43 
0,63 
0,84 
- 
- 
 
 
Золы  уноса,  образующиеся  при  сжигании  Кара-Жиринских  бурых  углей  г.  Семей  имеют 
колебания в химическом составе ( %):  SiО
2
  –  43…59;    A1
2
О
3   
-  21...27;  Fe
2
О
3 
-  3...8;  CaO  –  1…3; 
MgO  -  0,5...1;  SO
3   
-  0,1…0,3.    Из  минералов,  способных  к  гидратации  и  твердению,  в  золах 
присутствуют СаО
, 
 СаО · А1
2
О
3
, ЗСаО · А1
2
О
3
, MgO, 4СаО · А1
2
О
3
 · Fe
2
O
3
. 

264 
Минералогический  состав  золы  всех  проб  по  каждой  ТЭЦ  представлен  в  основном 
аморфизированным глинистым веществом, стеклом бесцветным и окрашенным, остатками угля и 
кристаллической  фазой  в  виде  кварца,  муллита,  магнезита  и  изредка  полевого  шпата.  По 
показателю  потерь  в  массе  при  прокаливании  золы,  условно  характеризующего  содержание 
остатков  горючего,  отмечаются  значительные  колебания  по  различным  пробам  золы  по  каждой 
станции  в  пределах  от  0,03  до  6 %.  Недожог  угля  в  золе  по  отдельным  пробам  по котельным  г. 
Семей  составляет от 23 до 64 %. 
Все  золы  характеризуются  близким  химическим  составом  минеральной  части,  но  резко 
отличаются  по  гранулометрическому  составу  и  удельной  поверхности,  при  этом  золы 
большинства ТЭЦ имеют различную величину удельной поверхности. 
Гидравлически  активные  минералы  зачастую  находятся  внутри  капель  стекла  либо 
покрыты стеклом,  затрудняющим  контакт  минералов  с  водой.  Поэтому  при  использовании  золы 
уноса для получения вяжущих материалов необходимо разрушение стекла для вскрытия активных 
минералов, т.е. нужен помол золы. 
Для  исследования  влияния  дозировки  золошлаков    на  физико-механические  свойства  в 
лаборатории  были размолоты 9 проб цементов в первой партии и 14 проб во второй партии.  Были 
измельчены цементы без добавок шлаков, с добавкой 12% доменного гранулированного шлака и 
при замене 20, 50 и 80% доменного шлака на золошлаковые отходы ТЭЦ и котельных г. Семей. 
Удельная  поверхность  цементов  составляла  298  –  368  м
2
/кг,    тонкость  помола  по  остатку  на 
контрольном сите №008 составляла  6,5 – 9,2%. 
Установлено,  что  золошлаки  несколько  увеличивают  водопотребность  цементного  теста, 
величина  нормальной  густоты  возрастает  от  26,5%  до  27  –  29%,  сроки  схватывания 
золосодержащих цементов незначительно замедляются:  начало на 20 – 30 мин., конец  на 30 – 50 
мин.    При  водоцементном  отношении  В/Ц  равном  0,404  –  0,41  расплыв  стандартного  конуса 
цементного  раствора  составляет  106-107мм.  Все  пробы  цементов  с  добавками  золошлаков 
выдержали  испытание  на  равномерность  изменения  объема  при  кипячении  лепешек  в  воде. 
Образцы-балочки размерами 40х40х160мм  готовили и испытывали по ГОСТ 310.4-81 через 2, 3 и 
28 сут естественного твердения, а также после пропаривания [ 3,4 ]. 
Производственные  испытания  по  получению  портландцемента  с  добавками  золошлаков 
ТЭЦ  и  котельных  г.Семей  и  промышленный  выпуск  золошлаковых  цементов  проводились  на 
цементных мельницах  №1, 2 и 9  ТОО «Цементный завод «Семей». Шлаковая  шихта готовилась  
в    следующем    порядке:    4    ковша      шихты    с  граншлаком  +  1  ковш  с  котельным  шлаком,  что 
составило  20  %      котельного  шлака  от  общего  ввода  гранулированного  доменного  шлака.  При 
работе  цементных  мельниц  №  1,  2,  9  были  получены  положительные  показатели  по  работе 
мельничных  агрегатов  и  прочности  цементов.    Данные  опытно-промышленных  испытаний  и 
промышленного выпуска цементов с добавками золошлаков приведены в таблице 2. 
Как  видно  из  данных,  при  вводе  золошлаков  ТЭЦ  активность  цемента  в  28-ми  суточном 
возрасте незначительно снижается на 0,8 – 1,2 МПа по сравнению с активностью цемента, когда 
вводился  гранулированный  доменный  шлак.  Ввод  золошлаков  ТЭЦ  и  котельных  при  помоле 
цемента возможен в целях экономии гранулированного доменного шлака в количестве до 20 %. 
 
Таблица 2 - Результаты  производственных испытаний цементных мельниц 
 
№ мельницы  Остаток 
на сите  
№008,  
%  
Содер- 
жание  
SO
3
, % 
Общее 
содержание 
граншлаков 
и золы, % 
Содержание 
граншлаков, 
% 
Предел прочности образцов 
 4х4х16см, МПа, при сжатии 
3 сут. 
28 сут. 
пропарка 
 
 
С вводом котельного шлака 
Мельница №1 
7,0 
2,95 
10,2 
- 
19,2 
41,2 
26,7 
Мельница №2 
7,7 
3,04 
11,5 
- 
16,8 
39,6 
26,9 
Мельница №9 
9,5 
2,88 
11,5 
- 
19,0 
40,1 
25,7 
 
Без ввода котельного шлака 
Мельница №1 
6,9 
2,94 
- 
10,4 
20,2 
42,2 
26,4 
Мельница №2 
7,7 
2,74 
- 
10,8 
20,7 
41,7 
26,3 
Мельница №9 
8,2 
2,83 
- 
11,1 
20,3 
41,2 
26,6 

265 
 
Стоимость 
доменного 
гранулированного 
шлака 
высокая, 
поскольку 
шлак 
транспортируется из г. Темир-Тау. Поэтому использование в производстве цемента шлаков и зол 
местных  ТЭЦ  и  котельных  преследует  3  цели:  снижение  себестоимости  цемента  за  счет 
уменьшения доли дорогого привозного доменного шлака; рациональная утилизация зол и шлаков 
местных  котельных  и  ТЭЦ  на  вывоз,  складирование  и  хранение  которых  затрачиваются 
значительные средства; снижение загрязнения окружающей природы  за счет уменьшения золо- и 
шлакоотвалов в г.Семей. 
Таким  образом  установлено,  что  золы  и  шлаки  котельных  и  ТЭЦ  г.  Семей  являются 
эффективной  активной  минеральной  добавкой  и  возможна  замена  ими  20  %  гранулированного 
доменного шлака. 
По  результатам  проведенных  промышленных  испытаний  на  ТОО  «Цементный  завод 
Семей»  было  выпущено  74306  тонн  цемента  с  замещением  20  %  доменного  шлака  золами  и 
шлаками  ТЭЦ  г.  Семей.    Общий  экономический  эффект  от  внедрения  научной  разработки 
составил 4384054 тенге. 
Проведенные  эксперименты  по  частичному  замещению  доменного  шлака  на  золошлаки 
ТЭЦ  г.  Семея  при  совместном  помоле  с  клинкером  на  ТОО  «Цементный  завод  Семей»  и 
экономические  расчеты  показали,  что  при  вводе  до  20  %  золошлаков  взамен  привозного 
гранулированного  шлака  происходит  снижение  себестоимости  продукции  на  59  тенге,  что  при 
годовом выпуске 1150 тыс. т  цемента  может  дать экономию 67850000 тенге. 
При устранении затрат по утилизации и хранению золошлаков по г. Семей,  учитывая, что 
стоимость  утилизации  1  т  отходов    составляет  1450  тенге,  то  ожидаемая  годовая  экономия  при 
выпуске  цемента  в  количестве  1150  тыс.  тонн  с  частичной  заменой  гранулированного  шлака 
составит  66700000 тенге. 
 
Литература 
1.
 
Обзор рынка цемента в Казахстане. Инфо Майн. – М.: 2010. Internet www.infomine.ru 
2.
 
Лугинина И.Г. Химия и химическая технология неорганических вяжущих  материалов.– 
Белгород: Изд-во БГТУ им. Г.Шухова, 2004. – Ч. 1.– 240с. Ч. 2.– 238с. 
3.
 
ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания 
и равномерности изменения объема. – М.: 1976. 
4
 
ГОСТ  310.4-81.  Методы    определения  предела  прочности  при  изгибе  и  сжатии.  –  М.: 
1981. 
 
 
УДК 624.131+539.215 
 
О ДВУМЕРНОЙ ЗАДАЧЕ МЕХАНИКИ УПЛОТНЯЕМЫХ 
ЗЕМЛЯНЫХ МАСС С КОЭФФИЦИЕНТОМ ФИЛЬТРАЦИИ 
 
Такибаева Г.А., Байгулова Н.З. 
ЮКГУ им. М.Ауезова, Шымкент, Казахстан 
 
Как  известно  [1],  грунт  в  общем  случае  находится  в  сложном  напряженно-
деформированном  состоянии,  вызванном  воздействием  внешних  нагрузок,  передающихся  через 
фундамент  на  грунтовое  основание,  т.е.  имеет  место  пространственное  сжатие  грунта,  хотя  в 
инженерной  практике  часто  создаются  условия,  когда  это  состояние  уплотняемого  массива 
многофазного грунта сводится к одномерной задаче. 
В связи с этим в данной работе исследована двумерная задача консолидации многофазных 
грунтов, когда коэффициент их фильтрации зависит от порового давления. 

жүктеу/скачать 7,95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: