Popílky po denitrifikaci metodou SNCR v alkalicky aktivovaných systémech

Lukáš Procházka

Doctoral thesis

Fly ash after denitrification by the SNCR method in alkali activated systems

Abstract:

Popílky jsou vedlejším energetickým produktem, který vzniká při spalování uhlí. V poslední době jsou kladeny požadavky na snižování obsahu dusíku ve spalinách a to má za následek zavádění procesů denitrifikace do praxe. Tato práce se zabývá možností využití popílků po denitrifikaci metodou SNCR v alkalicky aktivovaných materiálech. V rámci experimentu byly použity popílky z elektrárny v Ostravě-Třebovicích. Byly porovnávány směsi připravené s popílky bez úpravy denitrifikací a směsi s popílky denitrifikovanými metodou SNCR. Pro přípravu směsných alkalicky aktivovaných malt a past na bázi vysokopecní granulované strusky s příměsí popílku bylo zvoleno pět alkalických aktivátorů. Na maltových tělesech byly stanoveny základní fyzikálně mechanické vlastnosti, mrazuvzdornost a odolnost proti působení demineralizovaných („hladových“) vod. U past byly sledovány hydratační procesy v kalorimetru a na ztvrdlých pastách provedena infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací. Následně byly vybrány tři aktivátory, se kterými byla připravena betonová tělesa ve dvou typech směsí, a to se 100% vysokopecní granulovanou struskou a s 30% náhradou vysokopecní granulované strusky popílkem po denitrifikaci metodou SNCR. U betonových směsí byla stanovena konzistence čerstvých směsi a na ztvrdlých tělesech byly odzkoušeny fyzikálně mechanické vlastnosti, mrazuvzdornost a smrštění.

Abstract:

Fly ash is a by-product from coal combustion. Recently, there have been demands to reduce the nitrogen content in flue gases, and this has resulted in the introduction of denitrification processes in practice. This work was addressed to the possibility of using fly ash after denitrification by SNCR method in alkali activated materials. Fly ash used in the experiment was produced by the power plant in Ostrava-Třebovice. Mixtures prepared with fly ash without denitrification and mixtures with fly ash denitrified by SNCR method were compared. Five alkaline activators were chosen for the preparation of mixed alkali-activated mortars and pastes based on blast furnace granulated slag with fly ash. Basic physical and mechanical properties, frost resistance and resistance to the effects of demineralized water were determined on the mortar samples. The hydration processes of the pastes were monitored in a calorimeter and infrared spectroscopy with Fourier transformation was performed on the hardened pastes. Subsequently, three activators were selected to prepare concrete samples from 100% blast furnace granulated slag and with 30% replacement of blast furnace granulated slag with fly ash after denitrification by the SNCR method. For concrete mixtures, the consistency of fresh mixtures was determined, and physical and mechanical properties, frost resistance and shrinkage were tested on hardened samples.

Keywords

Alkalicky aktivované materiály, vysokopecní granulovaná struska, popílek, denitrifikace, SNCR.

Keywords

Alkali-activated materials, Blast furnace slag, Fly ash, denitrification, SNCR.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 8. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 24. 1. 2023
• Supervisor: František Kresta
• Reader: Zita Prostějovská, Vojtěch Václavík, Pavel Schmid

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta stavební

Doctoral programme / field:
Stavební inženýrství / Teorie konstrukcí