Stan badań i postęp w zakresie wysokowartościowego wykorzystania popiołów lotnych z węgla

Gwałtowny wzrost światowego zapotrzebowania na energię utorował drogę rozwojowi alternatywnych źródeł energii. Jednak węgiel nadal odgrywa ważną rolę jako główne źródło energii na świecie. W 2015 r. węgiel stanowił 29% światowego zapotrzebowania na energię, a szacuje się, że do 2035 r. węgiel będzie nadal stanowił 24% energii. Jako przemysłowy produkt uboczny elektrowni węglowych, ilość popiołu lotnego z węgla pozostanie wysoka przez długi czas.Popiół lotny węglowy stał się przedmiotem troski o środowisko ze względu na swój złożony skład i nieracjonalne przetwarzanie. Jednocześnie popiół lotny węglowy jest potencjalnym zasobem, który pilnie wymaga rozsądnego wykorzystania. Obecnie wykorzystanie zasobów popiołu lotnego węglowego obejmuje szeroki zakres dziedzin, ale wskaźnik wykorzystania o wysokiej wartości jest niski. Założeniem wykorzystania o wysokiej wartości jest badanie właściwości popiołu lotnego węglowego. Popiół lotny węglowy składa się ze stałych lub pustych, amorficznych cząstek kulistych, nieregularnych niespalonych cząstek węgla i cząstek mineralnych, takich jak mulit, kwarc, hematyt itp. Istnieją pewne różnice we właściwościach fizycznych, składzie chemicznym i składzie mineralnym popiołu lotnego węglowego w różnych obszarach produkcji. Sposób jego wykorzystania i cel również nie są identyczne. Złożony skład popiołu lotnego węglowego stanowi główną przeszkodę dla wykorzystania o wysokiej wartości. Jednak użyteczne składniki, takie jak puste mikrosfery, niespalony węgiel, materiały magnetyczne itp., można oddzielić od złożonych składników za pomocą rozsądnych technik separacji. Skład chemiczny i skład mineralny popiołu lotnego są niedrogimi surowcami do produktów o wysokiej wartości dodanej, takich jak geopolimery, szkło-ceramika i zeolity. Skład chemiczny i pierwotna wielkość cząstek popiołu lotnego węglowego mają duży wpływ na wytrzymałość geopolimerów. Optymalne warunki techniczne powinny być określone na podstawie pełnego uwzględnienia podstawowych właściwości popiołu lotnego węglowego podczas przygotowywania geopolimerów. Zgodnie ze składem chemicznym popiołu lotnego węglowego, szkło-ceramika przygotowywana z popiołu lotnego węglowego składa się głównie z dwóch układów: CaO-Al2O3-SiO2 i MgO-Al2O3-SiO2, ale zużycie energii przez metodę przygotowywania jest stosunkowo wysokie. Metoda bezpośredniego spiekania o niskim zużyciu energii nadal wymaga dalszych badań i popularyzacji. Istnieje wiele eksperymentów aplikacyjnych zeolitu syntezowanego z popiołu lotnego węglowego, ale przeprowadzono niewiele eksperymentów przemysłowych. Teoretyczne badania nad przygotowaniem mezoporowatej krzemionki i eksperymentami aerozolu krzemionkowego nie są wystarczająco dokładne, warunki są trudne do kontroli, a do produkcji przemysłowej jeszcze daleka droga.