Alinazarov, A. Ch. Technologické vlastnosti využití uhelného popela jako účinného řešení environmentálního problému / A. Ch. Alinazarov, Š. E. Chajdarov, D. M. Chatamova. – Text: přímo // Mladý vědec. – 2014. – č. 8 (67). – s. 366-369. – URL: https://moluch.ru/archive/67/10986/.
Využití uhelného popela v jeho současné podobě začalo s využitím technologie spalování práškového uhlí pro výrobu energie ve 20. letech 1. století, kdy se uhelný popel stal dostupným ve velkém množství. V dohledné době zůstává uhlí jediným a z hlediska zásob nejvýznamnějším druhem paliva [XNUMX].
Celosvětově se v současnosti 38 % elektřiny vyrábí z uhlí, především v elektrárnách využívajících palivo z práškového uhlí [2], které má zásoby, které vydrží více než 200 let.
Prozkoumané zásoby uhlí v Uzbekistánu činí 1900 milionů tun, včetně hnědého uhlí – 1853, černého uhlí – 47, předpokládané zdroje činí 5760, z toho hnědé uhlí – 5188,2; kámen – 571 milionů tun [3].
Jak je z výše uvedeného patrné, více než 70 % těženého uhlí tvoří hnědé uhlí z ložiska Angren, které je nízkokalorické a vysoce popelnaté. Hlavní studie byly provedeny na popelu tepelných elektráren Fergana a Pap a také na popelu tepelné elektrárny Angren, která využívá hnědé uhlí z ložiska Angren.
V současné době se v tepelných elektrárnách Novo-Angren a Staro-Angren po spalování hnědého uhlí Angren na výrobu elektřiny nashromáždilo více než 50 milionů tun uhelného popela, jehož objem se ročně zvyšuje o 1,5 milionu tun, který zabírá rozsáhlá území , stoupá ve větru, když atmosféra a vytváří environmentálně nebezpečnou situaci v životním prostředí [4].
Je třeba poznamenat, že existuje mnoho oblastí využití popela z tepelných elektráren, kde je možné jej využít ve formě tepelně izolačního materiálu, minerálních hnojiv, při stavbě silnic jako asfaltové podklady a další. Existuje mnoho způsobů, jak získat prospěšné vlastnosti popela, například získat suchou stavební směs mechanickým drcením, chemickou extrakcí užitečných prvků, což umožňuje získat vysoce kvalitní komplexní minerální hnojivo, a separací sítem jej získat jako základ pro výstavbu komunikací v územích tepelných elektráren, který pomáhá zlepšovat ekologickou situaci v oblastech umístěných tepelných elektráren.
Zejména v souladu s moderními představami o struktuře vícesložkových materiálů představuje zavádění popela do složení cementových systémů náplň pojiva, protože popel je typickým vysoce disperzním plnivem. Tento přístup k cementopopelovým systémům je velmi důležitý, protože umožňuje použití metod pro výpočet optimálního plnění pojiva a získání extrémních hodnot pevnostních ukazatelů z hlediska polystrukturální teorie kompozitních stavebních materiálů [5].
Technologie vyvinutá pro výrobní podmínky se skládá z následujících etap (obr. 1). Voda z vodovodu protéká měřičem 1 do solárního kolektoru 2, kde se ohřeje na 38–41 0 C, poté vstupuje do sprinkleru pro výměníky tepla 3, kde je její teplota uvedena na optimum.
Rýže. 1. Technologické schéma výroby popelovocementových materiálů: 1 – odměrná nádrž; 2 – solární kolektor; 3 – sprinkler pro výměnu tepla; 4 — dávkovač pro MTD; 5 – nádoba na kapalné cílové přísady; 6 – turbulentní míchačka malty; 7 — nádoba na popel; 8 — dávkovač; 9 – šnek; 10 – síto; 11 – dávkovač popela; 12 – cementový šnek; 13 — nádoba na cement; 14 — nádoba na rozptýlené cílové přísady; 15 — šnek na vápno; 16 – čerpadlo roztoku; 17 – masivní bednění stěn; 18 — formy na hotové výrobky; 19 – kombinovaná solární instalace.
Poté je odeslán do dávkovače 4, který také přijímá upravenou plastifikační přísadu z nádoby kapalných cílových přísad 5. Po smíchání směs (vodný roztok) vstupuje do míchačky malty 6. Popel z nádoby 7 po průchodu dávkovač 8, se přivádí do síta pomocí šneku 9, 10 pro odstraňování hrubé strusky. Poté je popel v určité dávce přiváděn do dávkovače 11 a posílán do míchačky 6 malty, do které je ze zásobníku 13 přiváděn také cement šnekem a vápno z nádoby na dispergované cílové přísady 14 šnekem 15. po získání homogenní hmoty je připravený roztok čerpadlem 16 čerpán do forem pro lisování výrobků 17, 18. Výsledné produkty jsou posílány do kombinovaných solární instalace 19, kde při tepelném zpracování dosahují výrobky požadované pevnosti [6].
Nejdůležitějšími vlastnostmi jasanovo-cementových materiálů, které určují jejich životnost, jsou nasákavost a mrazuvzdornost. Analýza vzorků po heliotermální chemické expozici ukazuje, že s rostoucí hustotou klesá jejich hmotnost a objemová nasákavost, koeficient měknutí popelocementových materiálů je nevýznamný (3–4 %). Prudký pokles absorpce vody je pozorován v případě mechanochemické aktivace systému za optimálních teplotních podmínek, což ukazuje na významný pokles kapilární a otevřené pórovitosti struktury.
Hydrofyzikální vlastnosti popelocementových materiálů úzce souvisí s mrazuvzdorností [7]. Bylo zjištěno, že u všech použitých vzorků složení s přídavkem MPD a vápna je pozorována dostatečně vysoká mrazuvzdornost splňující požadavky stavebních předpisů. U popelocementových materiálů byla zaznamenána přímo úměrná závislost koeficientu mrazuvzdornosti a kinetiky deformace při krátkodobém zatížení vzorků na spotřebě cementu.
Výzkum našel analytický vztah, který bere v úvahu následující faktory:
nárůst teploty v místě návrhu v důsledku vnitřního uvolňování tepla s přihlédnutím ke koeficientu absorpce záření
kde c je měrná tepelná kapacita (830–870 W/mK), mV je hmotnost cementu v 1 m3 betonu (180–295 kg/m3), ρ je hustota produktu (1316–1530 kg/m3 ), 
— intenzita uvolňování tepla z hydratace cementu (W/m3), 
— měrné teplo v důsledku absorpce slunečního záření, (W/m3), 
— koeficient absorpce záření při 80% zaplnění popelem (0,81 W/m2K).
Množství tepla uvolněného do objemu produktu v průběhu času
kde j, i je index časového okamžiku určený metodou rovnoměrného uvolňování tepla a doby absorpce záření.
Měrná intenzita tepelného toku qe generovaného v kombinované solární instalaci
Množství tepla potřebného k zahřátí produktu v důsledku solární tepelné úpravy
Výpočtový algoritmus je implementován v jazyce TURBO PASKAL 6.0 pro Pentium-4. Doba výpočtu pro každou možnost je 15–17 minut. Výsledky úkolu pro 
analyzovány ve třech sekcích, které odpovídaly bodům N2, N3 a N4.
Byly stanoveny hraniční parametry heliotermochemicky zpracovaných popelovo-cementových jemnozrnných produktů na mezivrstvách (tab. 1).
Hraniční ukazatele heliotermochemicky zpracovaných popelovo-cementových jemnozrnných produktů na mezivrstvách
Zájem o tento přírodní zdroj živin roste díky jeho šetrnosti k životnímu prostředí a dostupnosti. Pojďme zjistit, jak a kde ho používat, a také prodiskutovat výhody a nevýhody použití popela v pěstování rostlin.
Autorský materiál od uživatele platformy. Zdroj fotografie: Shutterstock
Popel je vynikající hnojivo, které dokáže nasytit půdu makro- a mikroelementy. Obvykle obsahuje:
- Draslík (K) 3–10 %. Jedna z hlavních živin, která se podílí na regulaci vodní bilance rostlin a zvyšuje jejich odolnost vůči suchu a chorobám.
- Fosfor (P) 0,3–1,4 %. Podporuje vývoj kořenů, kvetení, plodnost a celkový růst rostlin.
- Vápník (Ca) 7–33 %. Důležitý pro udržení struktury buněčné stěny a normálního vývoje kořenů.
- Hořčík (Mg) 1–2 %. Ústřední prvek chlorofylu, nezbytný pro fotosyntézu. Sodík (Na). I když může být ve velkém množství škodlivý, v malých dávkách je prospěšný pro některé druhy rostlin.
- Síra (S) Nezbytný pro produkci bílkovin a enzymů
- Popel také obsahuje stopové množství mikroprvků, jako například železo (Fe), měď (Cu), manganu (Mn), zinek (Zn) a vepřové maso (B) které jsou nezbytné pro různé životně důležité funkce rostlin
Chemické složení popela se liší v závislosti na zdrojovém materiálu:
Dřevěný popel – vzniká při spalování dřeva. Bohatý na draslík, vápník, hořčík a mikroprvky (bor, mangan). Vlastnosti: Popel z listnatých stromů obsahuje více vápníku. Popel z jehličnanů obsahuje méně draslíku, ale je vhodný pro rostliny.
Bylinný popel Vzniká spalováním rákosu, slámy, trávy nebo sena. Obsahuje více draslíku a křemíku než dřevěný popel. Vlastnosti: ideální pro pěstování zeleniny.
Uhelný popel. Vedlejší produkt spalování uhlí v peci. Obsahuje těžké kovy, takže jeho použití v pěstování rostlin je kvůli jeho toxicitě velmi nežádoucí. Uhelný popel, získaný spalováním černého nebo hnědého uhlí, okyseluje půdu, takže jej nelze použít místo dřeva.
Popel ze spalování domovního odpadu. Složení: nepředvídatelné, může obsahovat toxické sloučeniny. Nedoporučuje se používat jako zahradní hnojivo.
Kdy a jak používat popel?
Popel slouží jako vynikající hnojivo pro mnoho zeleninových plodin, zejména pro ty, které preferují neutrální půdy s pH 7 a mírně vyšším – zelí, okurky, dýně, fazole, hrášek a mnoho dalších.
Popel lze považovat za dlouhodobé hnojivo: živiny se v půdě udržují až 3 roky a postupně se dostávají do kořenů. Jak aplikovat popel jako hnojivo? Při výsadbě: přidejte do jamek brambor, zelí, rajčat 1-2 polévkové lžíce na rostlinu a smíchejte s půdou. Pro přípravu tekutého hnojiva zřeďte 100-150 g popela v 10 litrech vody a nechte XNUMX hodin louhovat. Použijte k zalévání okurek, rajčat, bobulovinových keřů. Jako suché hnojivo rozsypte popel kolem rostlin a lehce zaryjte do půdy.
Pro boj proti škůdcům se rostliny poprašují popelem – toto opatření pomáhá chránit zelí, mrkev a jahody před mšicemi, brukvovitými blechami a mravenci. Výzkum ukázal, že pravidelné používání popela k boji proti škůdcům snižuje jejich počet o 60 %.
Kdy je použití popela nežádoucí?
Dřevěný popel má zásaditou reakci, což znamená, že jej nelze použít k hnojení rostlin, které mají rády kyselou půdu. Jako jsou brusinky, brusinky, hortenzie, borůvky, vřesy, rododendrony, azalky, pomněnky, kapradiny, japonské kdoule, kalina, zimolez a většina jehličnanů.
Existuje názor, že popel lze aplikovat s různými amonnými hnojivy, ale to je velký omyl. Protože popel má alkalickou reakci, když se amonium dostane do takového prostředí, téměř veškerý dusík se odpaří a rostliny tento prvek nepřijímají. Amonná hnojiva lze aplikovat po aplikaci popela nejdříve po 3 týdnech.
Popel by se neměl míchat s hnojivy, jako je superfosfát a fosfátová ruda. Při společné aplikaci se fosfor přeměňuje na formu, která je pro rostliny obtížně přístupná. Ze stejného důvodu by se popel neměl aplikovat před vápněním půdy ani bezprostředně po něm. Popel by se neměl používat na zásaditých půdách – vstřebávání většiny živin bude narušeno a rostliny se budou špatně vyvíjet.
Jak vidíme, popel je cenově dostupný a účinný nástroj, který zlepšuje kvalitu půdy, chrání rostliny a zvyšuje výnosy plodin. Je však důležité pamatovat na bezpečnostní opatření a vybrat si správné druhy popela pro vaše úkoly.
Viz také:
- 6 nejlepších způsobů, jak urychlit klíčení semen
- Příprava půdy pro výsadbu zahrady
- Přijďte nás navštívit: jak nalákat užitečný hmyz do vaší zahrady
- Houbová sezóna po celý rok: vybavení pro houbařskou farmu
- Jak vypěstovat velkou úrodu okurek ve skleníku
- Čím zdravější zahrada, tím méně škůdců
