फ्लाई ऐश: Difference between revisions
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लाइटवेट एग्रीगेट (एलडब्ल्यूए) या सरल समुच्चय के रूप में फ्लाई ऐश का उपयोग अमेरिका में सबसे बड़ी अपशिष्ट धाराओं में रीसायकल (पुनरावृत्ति) करने का मूल्यवान अवसर प्रदान करता है। इसके अतिरिक्त, एलडब्ल्यूए के रूप में उपयोग किए जाने पर फ्लाई ऐश आर्थिक और पर्यावरणीय दोनों प्रकार से अनेक लाभ प्रदान कर सकता है। | लाइटवेट एग्रीगेट (एलडब्ल्यूए) या सरल समुच्चय के रूप में फ्लाई ऐश का उपयोग अमेरिका में सबसे बड़ी अपशिष्ट धाराओं में रीसायकल (पुनरावृत्ति) करने का मूल्यवान अवसर प्रदान करता है। इसके अतिरिक्त, एलडब्ल्यूए के रूप में उपयोग किए जाने पर फ्लाई ऐश आर्थिक और पर्यावरणीय दोनों प्रकार से अनेक लाभ प्रदान कर सकता है। | ||
फ्लाई ऐश के साधारण घटक विशिष्ट कोयला तल पर निर्भर करते हैं, किन्तु इसमें ट्रेस सांद्रता (सैकड़ों पीपीएम तक) में पाए जाने वाले निम्नलिखित तत्वों या यौगिकों में से अधिक सम्मिलित हो सकते हैं। [[गैलियम]], [[ हरताल |हरताल]] , [[ फीरोज़ा |फीरोज़ा]] , बोरॉन, [[कैडमियम]], [[क्रोमियम]], [[हैग्जावलेंट क्रोमियम]], [[कोबाल्ट]], सीसा, [[मैंगनीज]], [[पारा (तत्व)]], [[मोलिब्डेनम]], [[सेलेनियम]], [[स्ट्रोंटियम]], [[ थालियम |थालियम]] और [[वैनेडियम]] के साथ-साथ [[पॉलीक्लोराइनेटेड डिबेंज़ोडाइऑक्सिन]] और [[पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन]] की बहुत कम सांद्रता होती है।<ref name="ReferenceA">"Managing Coal Combustion Residues in Mines", Committee on Mine Placement of Coal Combustion Wastes, National Research Council of the National Academies, 2006</ref><ref>"Human and Ecological Risk Assessment of Coal Combustion Wastes", RTI, [[Research Triangle Park]], August 6, 2007, prepared for the [[United States Environmental Protection Agency]]</ref> इसमें अदहनीय कार्बन भी होता है।<ref>{{cite journal|title=Coal blend combustion: link between unburnt carbon in fly ashes and maceral composition|journal=Fuel Processing Technology|volume=80|issue=3|pages=209–223|doi=10.1016/S0378-3820(02)00245-X|year=2003|last1=Helle|first1=Sonia|last2=Gordon|first2=Alfredo|last3=Alfaro|first3=Guillermo|last4=García|first4=Ximena|last5=Ulloa|first5=Claudia|hdl=10533/174158|hdl-access=free}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Fang|first1=Zheng|last2=Gesser|first2=H. D.|date=1996-06-01|title=कोल फ्लाई ऐश से गैलियम की रिकवरी|url=https://dx.doi.org/10.1016/0304-386X%2895%2900055-L|journal=Hydrometallurgy|language=en|volume=41|issue=2|pages=187–200|doi=10.1016/0304-386X(95)00055-L|issn=0304-386X}}</ref> | फ्लाई ऐश के साधारण घटक विशिष्ट कोयला तल पर निर्भर करते हैं, किन्तु इसमें ट्रेस सांद्रता (सैकड़ों पीपीएम तक) में पाए जाने वाले निम्नलिखित तत्वों या यौगिकों में से अधिक सम्मिलित हो सकते हैं। [[गैलियम]], [[ हरताल |हरताल]], [[ फीरोज़ा |फीरोज़ा]] , बोरॉन, [[कैडमियम]], [[क्रोमियम]], [[हैग्जावलेंट क्रोमियम]], [[कोबाल्ट]], सीसा, [[मैंगनीज]], [[पारा (तत्व)]], [[मोलिब्डेनम]], [[सेलेनियम]], [[स्ट्रोंटियम]], [[ थालियम |थालियम]] और [[वैनेडियम]] के साथ-साथ [[पॉलीक्लोराइनेटेड डिबेंज़ोडाइऑक्सिन]] और [[पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन]] की बहुत कम सांद्रता होती है।<ref name="ReferenceA">"Managing Coal Combustion Residues in Mines", Committee on Mine Placement of Coal Combustion Wastes, National Research Council of the National Academies, 2006</ref><ref>"Human and Ecological Risk Assessment of Coal Combustion Wastes", RTI, [[Research Triangle Park]], August 6, 2007, prepared for the [[United States Environmental Protection Agency]]</ref> इसमें अदहनीय कार्बन भी होता है।<ref>{{cite journal|title=Coal blend combustion: link between unburnt carbon in fly ashes and maceral composition|journal=Fuel Processing Technology|volume=80|issue=3|pages=209–223|doi=10.1016/S0378-3820(02)00245-X|year=2003|last1=Helle|first1=Sonia|last2=Gordon|first2=Alfredo|last3=Alfaro|first3=Guillermo|last4=García|first4=Ximena|last5=Ulloa|first5=Claudia|hdl=10533/174158|hdl-access=free}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Fang|first1=Zheng|last2=Gesser|first2=H. D.|date=1996-06-01|title=कोल फ्लाई ऐश से गैलियम की रिकवरी|url=https://dx.doi.org/10.1016/0304-386X%2895%2900055-L|journal=Hydrometallurgy|language=en|volume=41|issue=2|pages=187–200|doi=10.1016/0304-386X(95)00055-L|issn=0304-386X}}</ref> | ||
अतीत में, फ्लाई ऐश को सामान्यतः पृथ्वी के वातावरण में छोड़ा जाता था। किन्तु वायु प्रदूषण नियंत्रण मानकों के लिए अब यह आवश्यक है कि इसे वायु प्रदूषण नियंत्रण उपकरणों को उचित करके प्रदर्शित करने से पूर्व कैप्चर किया जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, फ्लाई ऐश को सामान्यतः कोयला विद्युत संयंत्रों में संग्रहित किया जाता है या गड्ढों में रखा जाता है। अतः लगभग 43% पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।<ref>{{Cite web|title=ACAA – American Coal Ash Association|url=https://acaa-usa.org/|access-date=2022-03-27|language=en-US}}</ref> अधिकांशतः [[हाइड्रोलिक सीमेंट]] या [[हाइड्रोलिक प्लास्टर]] का उत्पादन करने के लिए [[पॉज़ोलन]] के रूप में उपयोग किया जाता है और ठोस उत्पादन में [[पोर्टलैंड सीमेंट]] के प्रतिस्थापन या आंशिक प्रतिस्थापन होता है। पॉज़ोलन ठोस और प्लास्टर की सेटिंग सुनिश्चित करता है और द्रवीय स्थितियों और रासायनिक आक्षेप से अधिक सुरक्षा के साथ ठोस प्रदान करता है। | अतीत में, फ्लाई ऐश को सामान्यतः पृथ्वी के वातावरण में छोड़ा जाता था। किन्तु वायु प्रदूषण नियंत्रण मानकों के लिए अब यह आवश्यक है कि इसे वायु प्रदूषण नियंत्रण उपकरणों को उचित करके प्रदर्शित करने से पूर्व कैप्चर किया जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, फ्लाई ऐश को सामान्यतः कोयला विद्युत संयंत्रों में संग्रहित किया जाता है या गड्ढों में रखा जाता है। अतः लगभग 43% पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।<ref>{{Cite web|title=ACAA – American Coal Ash Association|url=https://acaa-usa.org/|access-date=2022-03-27|language=en-US}}</ref> अधिकांशतः [[हाइड्रोलिक सीमेंट]] या [[हाइड्रोलिक प्लास्टर]] का उत्पादन करने के लिए [[पॉज़ोलन]] के रूप में उपयोग किया जाता है और ठोस उत्पादन में [[पोर्टलैंड सीमेंट]] के प्रतिस्थापन या आंशिक प्रतिस्थापन होता है। पॉज़ोलन ठोस और प्लास्टर की सेटिंग सुनिश्चित करता है और द्रवीय स्थितियों और रासायनिक आक्षेप से अधिक सुरक्षा के साथ ठोस प्रदान करता है। | ||
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फ्लाई ऐश सामग्री निकास गैसों में निलंबित होने पर जम जाती है और इलेक्ट्रोस्टैटिक अवक्षेपकों या फिल्टर बैग द्वारा एकत्र की जाती है। चूंकि निकास गैसों में निलंबित होने पर कण तेजी से जम जाते हैं। अतः फ्लाई ऐश के कण सामान्यतः आकार में गोलाकार होते हैं और आकार में 0.5 माइक्रोमीटर से 300 माइक्रोमीटर तक होते हैं। जिसके तेजी से ठंडा होने का प्रमुख परिणाम यह है कि कुछ खनिजों के क्रिस्टलीकरण का समय होता है और मुख्य रूप से अनाकार, बुझता हुआ कांच रहता है। अतः | फ्लाई ऐश सामग्री निकास गैसों में निलंबित होने पर जम जाती है और इलेक्ट्रोस्टैटिक अवक्षेपकों या फिल्टर बैग द्वारा एकत्र की जाती है। चूंकि निकास गैसों में निलंबित होने पर कण तेजी से जम जाते हैं। अतः फ्लाई ऐश के कण सामान्यतः आकार में गोलाकार होते हैं और आकार में 0.5 माइक्रोमीटर से 300 माइक्रोमीटर तक होते हैं। जिसके तेजी से ठंडा होने का प्रमुख परिणाम यह है कि कुछ खनिजों के क्रिस्टलीकरण का समय होता है और मुख्य रूप से अनाकार, बुझता हुआ कांच रहता है। अतः चूर्णित कोयले में कुछ दुर्दम्य चरण (पूर्ण प्रकार से) पिघलते नहीं हैं और क्रिस्टलीय बने रहते हैं। परिणाम स्वरुप, फ्लाई ऐश विषम सामग्री है। | ||
SiO<sub>2</sub>, Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> और कभी-कभी CaO फ्लाई ऐश में उपस्तिथ मुख्य रासायनिक घटक होते हैं।<ref>{{Cite web |title=रेनेलक्स कमोडिटीज फ्लाई ऐश|url=https://www.renelux.com/english/FlyAsh.html |access-date=2022-06-17 |website=www.renelux.com}}</ref> फ्लाई ऐश का खनिज विज्ञान अत्यधिक विविध है। चूँकि सामना किए गए मुख्य चरण काँच के चरण | SiO<sub>2</sub>, Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> और कभी-कभी CaO फ्लाई ऐश में उपस्तिथ मुख्य रासायनिक घटक होते हैं।<ref>{{Cite web |title=रेनेलक्स कमोडिटीज फ्लाई ऐश|url=https://www.renelux.com/english/FlyAsh.html |access-date=2022-06-17 |website=www.renelux.com}}</ref> फ्लाई ऐश का खनिज विज्ञान अत्यधिक विविध है। चूँकि सामना किए गए मुख्य चरण काँच के चरण हैं। साथ में [[क्वार्ट्ज]], मुलाइट और लोहे के आक्साइड [[हेमेटाइट]], [[मैग्नेटाइट]] या मैग्माइट होते है। अधिकांशतः पहचाने जाने वाले अन्य चरण [[क्रिस्टोबलाइट]], [[ anhydrite |एनहाइड्राइट]], [[कैल्शियम|कैल्शियम ऑक्साइड]], [[ख़तरे में डालना]], [[केल्साइट]], [[sylvite|सिल्वेट]], [[ सेंधा नमक |सेंधा नमक]] , [[कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड]], [[रूटाइल]] और [[एनाटेज]] हैं। कैल्शियम युक्त खनिज [[उठना|एनोर्थाइट]], [[ gehlenite |गेहलेनाइट]] , [[ एकरमैन |एकरमैन]] और पोर्टलैंड सीमेंट में पाए जाने वाले समान विभिन्न कैल्शियम सिलिकेट्स और कैल्शियम एल्युमिनेट्स को कैल्शियम समृद्ध फ्लाई ऐश में पहचाना जा सकता है।<ref>{{cite journal|last=Snellings|first=R.|author2=Mertens G. |author3=Elsen J. |title=पूरक सीमेंट सामग्री|journal=Reviews in Mineralogy and Geochemistry|year=2012|volume=74|issue=1|pages=211–278|doi=10.2138/rmg.2012.74.6|bibcode=2012RvMG...74..211S}}</ref> | ||
चूँकि पारा सामग्री {{nowrap|1 [[भाग-प्रति अंकन|पीपीएम]]}} तक पहुँच सकती है। किन्तु सामान्यतः बिटुमिनस कोयले के लिए 0.01–1 पीपीएम की सीमा में सम्मिलित किया जाता है। | चूँकि पारा सामग्री {{nowrap|1 [[भाग-प्रति अंकन|पीपीएम]]}} तक पहुँच सकती है। किन्तु सामान्यतः बिटुमिनस कोयले के लिए 0.01–1 पीपीएम की सीमा में सम्मिलित किया जाता है। | ||
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मृदा स्थिरीकरण मिट्टी के भौतिक गुणों को बढ़ाने के लिए स्थायी भौतिक और रासायनिक परिवर्तन होता है। स्थिरीकरण मिट्टी की अपरूपण शक्ति को बढ़ा सकता है और मिट्टी के सिकुड़ने-प्रफुल्लित गुणों को नियंत्रित कर सकता है। इस प्रकार फुटपाथ और नींव का समर्थन करने के लिए उप-श्रेणी की भार-वहन क्षमता में सुधार करता है। विस्तृत मिट्टी से दानेदार सामग्री तक उप-श्रेणी सामग्री की विस्तृत श्रृंखला के इलाज के लिए स्थिरीकरण का उपयोग किया जा सकता है। अतः चूना, फ्लाई ऐश और पोर्टलैंड सीमेंट सहित विभिन्न प्रकार के रासायनिक योजकों के साथ स्थिरीकरण प्राप्त किया जा सकता है। किसी भी स्थिरीकरण परियोजना का उचित डिजाइन और परीक्षण महत्वपूर्ण घटक है। यह वांछित इंजीनियरिंग गुणों को प्राप्त करने वाले उचित रासायनिक योज्य और मिश्रण दर के डिजाइन मानदंड की स्थापना और निर्धारण की अनुमति देता है। स्थिरीकरण प्रक्रिया के लाभों में सम्मिलित हो सकते हैं। उच्च प्रतिरोध (आर) मूल्य, प्लास्टिसिटी (नमनीयता) में कमी, कम पारगम्यता, फुटपाथ की मोटाई में कमी, उत्खनन का उन्मूलन, सामग्री संभालना, और आधार आयात, एड्स संघनन, परियोजनाओं पर साइटों और अंदर सभी मौसम की पहुंच प्रदान करता है। मृदा स्थिरीकरण से निकटता से संबंधित मृदा उपचार का अन्य रूप मृदा संशोधन है। जिसे कभी-कभी मिट्टी सुखाने या मिट्टी की अनुकूल के रूप में संदर्भित किया जाता है। चूंकि कुछ स्थिरीकरण स्वाभाविक रूप से मिट्टी के संशोधन में होता है। अंतर यह है कि मिट्टी का संशोधन निर्माण में तेजी लाने के लिए मिट्टी की नमी की मात्रा को कम करने का साधन है। जिससे कि स्थिरीकरण सामग्री की अपरूपण शक्ति को अधिक सीमा तक बढ़ा सकता है। जैसे कि इसे मिट्टी में सम्मिलित किया जा सकता है। परियोजना की संरचनात्मक डिजाइन, मृदा संशोधन बनाम मृदा स्थिरीकरण से जुड़े निर्धारण कारक उपस्तिथा नमी सामग्री, मिट्टी की संरचना का अंतिम उपयोग और अंततः प्रदान किए गए लागत लाभ हो सकते हैं। स्थिरीकरण और संशोधन प्रक्रियाओं के लिए उपकरण में सम्मिलित हैं। रासायनिक योजक प्रसारित करने वाला, मिट्टी मिश्रण (पुनर्प्राप्तिकर्ता), पोर्टेबल वायवीय भंडारण कंटेनर, जल के ट्रक, गहरे लिफ्ट कम्पेक्टर, मोटर श्रेणी-निर्धारक सम्मिलित है। | मृदा स्थिरीकरण मिट्टी के भौतिक गुणों को बढ़ाने के लिए स्थायी भौतिक और रासायनिक परिवर्तन होता है। स्थिरीकरण मिट्टी की अपरूपण शक्ति को बढ़ा सकता है और मिट्टी के सिकुड़ने-प्रफुल्लित गुणों को नियंत्रित कर सकता है। इस प्रकार फुटपाथ और नींव का समर्थन करने के लिए उप-श्रेणी की भार-वहन क्षमता में सुधार करता है। विस्तृत मिट्टी से दानेदार सामग्री तक उप-श्रेणी सामग्री की विस्तृत श्रृंखला के इलाज के लिए स्थिरीकरण का उपयोग किया जा सकता है। अतः चूना, फ्लाई ऐश और पोर्टलैंड सीमेंट सहित विभिन्न प्रकार के रासायनिक योजकों के साथ स्थिरीकरण प्राप्त किया जा सकता है। किसी भी स्थिरीकरण परियोजना का उचित डिजाइन और परीक्षण महत्वपूर्ण घटक है। यह वांछित इंजीनियरिंग गुणों को प्राप्त करने वाले उचित रासायनिक योज्य और मिश्रण दर के डिजाइन मानदंड की स्थापना और निर्धारण की अनुमति देता है। स्थिरीकरण प्रक्रिया के लाभों में सम्मिलित हो सकते हैं। उच्च प्रतिरोध (आर) मूल्य, प्लास्टिसिटी (नमनीयता) में कमी, कम पारगम्यता, फुटपाथ की मोटाई में कमी, उत्खनन का उन्मूलन, सामग्री संभालना, और आधार आयात, एड्स संघनन, परियोजनाओं पर साइटों और अंदर सभी मौसम की पहुंच प्रदान करता है। मृदा स्थिरीकरण से निकटता से संबंधित मृदा उपचार का अन्य रूप मृदा संशोधन है। जिसे कभी-कभी मिट्टी सुखाने या मिट्टी की अनुकूल के रूप में संदर्भित किया जाता है। चूंकि कुछ स्थिरीकरण स्वाभाविक रूप से मिट्टी के संशोधन में होता है। अंतर यह है कि मिट्टी का संशोधन निर्माण में तेजी लाने के लिए मिट्टी की नमी की मात्रा को कम करने का साधन है। जिससे कि स्थिरीकरण सामग्री की अपरूपण शक्ति को अधिक सीमा तक बढ़ा सकता है। जैसे कि इसे मिट्टी में सम्मिलित किया जा सकता है। परियोजना की संरचनात्मक डिजाइन, मृदा संशोधन बनाम मृदा स्थिरीकरण से जुड़े निर्धारण कारक उपस्तिथा नमी सामग्री, मिट्टी की संरचना का अंतिम उपयोग और अंततः प्रदान किए गए लागत लाभ हो सकते हैं। स्थिरीकरण और संशोधन प्रक्रियाओं के लिए उपकरण में सम्मिलित हैं। रासायनिक योजक प्रसारित करने वाला, मिट्टी मिश्रण (पुनर्प्राप्तिकर्ता), पोर्टेबल वायवीय भंडारण कंटेनर, जल के ट्रक, गहरे लिफ्ट कम्पेक्टर, मोटर श्रेणी-निर्धारक सम्मिलित है। | ||
=== फ्लोएबल फिल === | === फ्लोएबल फिल (बहने योग्य भराव) === | ||
फ़्लाई ऐश का उपयोग प्रवाह योग्य पूर्ण (नियंत्रित निम्न सामर्थ्य सामग्री या सीएलएसएम भी कहा जाता है) के उत्पादन में घटक के रूप में किया जाता है। जिसका उपयोग कॉम्पेक्टेड अर्थ या दानेदार पूर्ण के बदले स्व-समतल, स्व-कॉम्पैक्ट बैकफ़िल सामग्री के रूप में किया जाता है। विचाराधीन परियोजना की डिजाइन आवश्यकताओं के आधार पर प्रवाह योग्य पूर्ण मिश्रण की शक्ति 50 से 1,200 |lbf/in<sup>2</sup> (0.3 से 8.3 [[मेगापास्कल|मेगासमीप्कल]]) तक हो सकती है । फ्लोएबल फिल में पोर्टलैंड सीमेंट और फिलर सामग्री का मिश्रण सम्मिलित है और इसमें खनिज मिश्रण हो सकते हैं। फ्लाई ऐश भराव सामग्री के रूप में या तब पोर्टलैंड सीमेंट या फाइन एग्रीगेट (ज्यादातर स्थितियों में, नदी की रेत) की जगह ले सकता है। उच्च फ्लाई ऐश सामग्री के मिश्रण में लगभग सभी फ्लाई ऐश होते हैं, जिसमें पोर्टलैंड सीमेंट का छोटा प्रतिशत और मिश्रण को प्रवाहित करने के लिए पर्याप्त जल होता है। चूँकि कम फ्लाई ऐश सामग्री मिश्रण में भराव सामग्री का उच्च प्रतिशत और फ्लाई ऐश, पोर्टलैंड सीमेंट और जल का कम प्रतिशत होता है। श्रेणी एफ फ्लाई ऐश उच्च फ्लाई ऐश सामग्री मिश्रणों के लिए सबसे उपयुक्त है। जिससे कि श्रेणी सी फ्लाई ऐश लगभग हमेशा कम फ्लाई ऐश सामग्री मिश्रणों में उपयोग किया जाता है।<ref name="faffhe" /><ref>{{Cite journal | फ़्लाई ऐश का उपयोग प्रवाह योग्य पूर्ण (नियंत्रित निम्न सामर्थ्य सामग्री या सीएलएसएम भी कहा जाता है) के उत्पादन में घटक के रूप में किया जाता है। जिसका उपयोग कॉम्पेक्टेड अर्थ या दानेदार पूर्ण के बदले स्व-समतल, स्व-कॉम्पैक्ट बैकफ़िल सामग्री के रूप में किया जाता है। विचाराधीन परियोजना की डिजाइन आवश्यकताओं के आधार पर प्रवाह योग्य पूर्ण मिश्रण की शक्ति 50 से 1,200 |lbf/in<sup>2</sup> (0.3 से 8.3 [[मेगापास्कल|मेगासमीप्कल]]) तक हो सकती है । फ्लोएबल फिल में पोर्टलैंड सीमेंट और फिलर सामग्री का मिश्रण सम्मिलित है और इसमें खनिज मिश्रण हो सकते हैं। फ्लाई ऐश भराव सामग्री के रूप में या तब पोर्टलैंड सीमेंट या फाइन एग्रीगेट (ज्यादातर स्थितियों में, नदी की रेत) की जगह ले सकता है। उच्च फ्लाई ऐश सामग्री के मिश्रण में लगभग सभी फ्लाई ऐश होते हैं, जिसमें पोर्टलैंड सीमेंट का छोटा प्रतिशत और मिश्रण को प्रवाहित करने के लिए पर्याप्त जल होता है। चूँकि कम फ्लाई ऐश सामग्री मिश्रण में भराव सामग्री का उच्च प्रतिशत और फ्लाई ऐश, पोर्टलैंड सीमेंट और जल का कम प्रतिशत होता है। श्रेणी एफ फ्लाई ऐश उच्च फ्लाई ऐश सामग्री मिश्रणों के लिए सबसे उपयुक्त है। जिससे कि श्रेणी सी फ्लाई ऐश लगभग हमेशा कम फ्लाई ऐश सामग्री मिश्रणों में उपयोग किया जाता है।<ref name="faffhe" /><ref>{{Cite journal | ||
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* [http://www.asiancoalash.org Asian Coal Ash Association] A web site providing further information on technologies and trade related to coal combustion products. | * [http://www.asiancoalash.org Asian Coal Ash Association] A web site providing further information on technologies and trade related to coal combustion products. | ||
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Latest revision as of 09:28, 16 April 2023
फ्लाई ऐश, फ़्लू ऐश, कोयले की राख या चूर्णित ईंधन राख (यूके में) बहुवचन टैंटम, कोयला दहन अवशिष्ट (सीसीआरएस), कोयला दहन उत्पाद है। जो उन कणों (जले हुए ईंधन के महीन कणों) से बना होता है। जो कोयले से चलने वाले बायलर से संक्रामक गैसों के साथ बाहर निकलते हैं। सामान्यतः बॉयलर के दहन कक्ष (फायरबॉक्स) के नीचे गिरने वाली राख को नीचे की राख कहा जाता है। आधुनिक कोयले से चलने वाले विद्युत संयंत्रों में संक्रामक गैस के चिमनियों तक पहुँचने से पूर्व फ्लाई ऐश को सामान्यतः इलेक्ट्रोस्टैटिक अवक्षेपक या अन्य कण निस्पंदन उपकरण द्वारा पकड़ लिया जाता है। बॉयलर के तल से निकाली गई निचली राख के साथ, इसे कोयले की राख के रूप में जाना जाता है।
अधिकांशतः दहन किये जाने वाले कोयले के स्रोत और संरचना के आधार पर, फ्लाई ऐश के घटक अधिक भिन्न होते हैं। किन्तु सभी फ्लाई ऐश में पर्याप्त मात्रा में सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2) सम्मिलित होता है। (स्फटिकता ठोस और क्रिस्टलीयता दोनों), अल्यूमिनियम ऑक्साइड (Al2O3) और कैल्शियम ऑक्साइड (CaO), कोयला-असर परत में मुख्य खनिज यौगिक सम्मिलित होते है।
लाइटवेट एग्रीगेट (एलडब्ल्यूए) या सरल समुच्चय के रूप में फ्लाई ऐश का उपयोग अमेरिका में सबसे बड़ी अपशिष्ट धाराओं में रीसायकल (पुनरावृत्ति) करने का मूल्यवान अवसर प्रदान करता है। इसके अतिरिक्त, एलडब्ल्यूए के रूप में उपयोग किए जाने पर फ्लाई ऐश आर्थिक और पर्यावरणीय दोनों प्रकार से अनेक लाभ प्रदान कर सकता है।
फ्लाई ऐश के साधारण घटक विशिष्ट कोयला तल पर निर्भर करते हैं, किन्तु इसमें ट्रेस सांद्रता (सैकड़ों पीपीएम तक) में पाए जाने वाले निम्नलिखित तत्वों या यौगिकों में से अधिक सम्मिलित हो सकते हैं। गैलियम, हरताल, फीरोज़ा , बोरॉन, कैडमियम, क्रोमियम, हैग्जावलेंट क्रोमियम, कोबाल्ट, सीसा, मैंगनीज, पारा (तत्व), मोलिब्डेनम, सेलेनियम, स्ट्रोंटियम, थालियम और वैनेडियम के साथ-साथ पॉलीक्लोराइनेटेड डिबेंज़ोडाइऑक्सिन और पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन की बहुत कम सांद्रता होती है।[1][2] इसमें अदहनीय कार्बन भी होता है।[3][4]
अतीत में, फ्लाई ऐश को सामान्यतः पृथ्वी के वातावरण में छोड़ा जाता था। किन्तु वायु प्रदूषण नियंत्रण मानकों के लिए अब यह आवश्यक है कि इसे वायु प्रदूषण नियंत्रण उपकरणों को उचित करके प्रदर्शित करने से पूर्व कैप्चर किया जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, फ्लाई ऐश को सामान्यतः कोयला विद्युत संयंत्रों में संग्रहित किया जाता है या गड्ढों में रखा जाता है। अतः लगभग 43% पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।[5] अधिकांशतः हाइड्रोलिक सीमेंट या हाइड्रोलिक प्लास्टर का उत्पादन करने के लिए पॉज़ोलन के रूप में उपयोग किया जाता है और ठोस उत्पादन में पोर्टलैंड सीमेंट के प्रतिस्थापन या आंशिक प्रतिस्थापन होता है। पॉज़ोलन ठोस और प्लास्टर की सेटिंग सुनिश्चित करता है और द्रवीय स्थितियों और रासायनिक आक्षेप से अधिक सुरक्षा के साथ ठोस प्रदान करता है।
उस स्थिति में जब फ्लाई (या तली) राख कोयले से उत्पन्न नहीं होती है। उदाहरण के लिए जब ठोस अपशिष्ट को विद्युत उत्पादन के लिए अपशिष्ट से ऊर्जा सुविधा में दहन किया जाता है। तब राख में कोयले की राख की तुलना में उच्च स्तर के प्रदूषक हो सकते हैं। उस स्थिति में उत्पादित राख को अधिकांशतः संकटपूर्ण अपशिष्ट के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
रासायनिक संरचना और वर्गीकरण
| अवयव | बिटुमिनस | सबबिटुमिनस | कोयला |
|---|---|---|---|
| SiO2 (%) | 20–60 | 40–60 | 15–45 |
| Al2O3 (%) | 5–35 | 20–30 | 20–25 |
| Fe2O3 (%) | 10–40 | 4–10 | 4–15 |
| CaO (%) | 1–12 | 5–30 | 15–40 |
| LOI (%) | 0–15 | 0–3 | 0–5 |
फ्लाई ऐश सामग्री निकास गैसों में निलंबित होने पर जम जाती है और इलेक्ट्रोस्टैटिक अवक्षेपकों या फिल्टर बैग द्वारा एकत्र की जाती है। चूंकि निकास गैसों में निलंबित होने पर कण तेजी से जम जाते हैं। अतः फ्लाई ऐश के कण सामान्यतः आकार में गोलाकार होते हैं और आकार में 0.5 माइक्रोमीटर से 300 माइक्रोमीटर तक होते हैं। जिसके तेजी से ठंडा होने का प्रमुख परिणाम यह है कि कुछ खनिजों के क्रिस्टलीकरण का समय होता है और मुख्य रूप से अनाकार, बुझता हुआ कांच रहता है। अतः चूर्णित कोयले में कुछ दुर्दम्य चरण (पूर्ण प्रकार से) पिघलते नहीं हैं और क्रिस्टलीय बने रहते हैं। परिणाम स्वरुप, फ्लाई ऐश विषम सामग्री है।
SiO2, Al2O3, Fe2O3 और कभी-कभी CaO फ्लाई ऐश में उपस्तिथ मुख्य रासायनिक घटक होते हैं।[6] फ्लाई ऐश का खनिज विज्ञान अत्यधिक विविध है। चूँकि सामना किए गए मुख्य चरण काँच के चरण हैं। साथ में क्वार्ट्ज, मुलाइट और लोहे के आक्साइड हेमेटाइट, मैग्नेटाइट या मैग्माइट होते है। अधिकांशतः पहचाने जाने वाले अन्य चरण क्रिस्टोबलाइट, एनहाइड्राइट, कैल्शियम ऑक्साइड, ख़तरे में डालना, केल्साइट, सिल्वेट, सेंधा नमक , कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, रूटाइल और एनाटेज हैं। कैल्शियम युक्त खनिज एनोर्थाइट, गेहलेनाइट , एकरमैन और पोर्टलैंड सीमेंट में पाए जाने वाले समान विभिन्न कैल्शियम सिलिकेट्स और कैल्शियम एल्युमिनेट्स को कैल्शियम समृद्ध फ्लाई ऐश में पहचाना जा सकता है।[7]
चूँकि पारा सामग्री 1 पीपीएम तक पहुँच सकती है। किन्तु सामान्यतः बिटुमिनस कोयले के लिए 0.01–1 पीपीएम की सीमा में सम्मिलित किया जाता है।
अन्य ट्रेस तत्वों की सांद्रता भी इसे बनाने के लिए दहन किए गए कोयले के प्रकार के अनुसार भिन्न होती है।
वर्गीकरण
अमेरिकन सोसाइटी फार टेस्टिंग एंड मैटरियल्स (एएसटीएम) सी618 द्वारा फ्लाई ऐश की दो श्रेणियों को परिभाषित किया गया है, श्रेणी एफ फ्लाई ऐश और श्रेणी सी फ्लाई ऐश। इन वर्गों के मध्य मुख्य अंतर राख में कैल्शियम, सिलिका, एल्यूमिना और लौह सामग्री की मात्रा है। फ्लाई ऐश के रासायनिक गुण अधिक सीमा तक जलाए गए कोयले (अर्थात् एन्थ्रेसाइट, बिटुमिनस कोयला और लिग्नाइट) की रासायनिक सामग्री से प्रभावित होते हैं।[8]
सभी फ्लाई ऐश एएसटीएम सी618 आवश्यकताओं को पूर्ण नहीं करते हैं। चूंकि आवेदन के आधार पर यह आवश्यक नहीं हो सकता है। सीमेंट प्रतिस्थापन के रूप में उपयोग की जाने वाली फ्लाई ऐश को दृढ़ निर्माण मानकों को पूर्ण करना चाहिए। किन्तु संयुक्त राज्य अमेरिका में कोई मानक पर्यावरण नियम स्थापित नहीं किए गए हैं। फ्लाई ऐश के 75 प्रतिशत की महीनता 45 माइक्रोन या उससे कम होनी चाहिए और उसमें कार्बन की मात्रा 4% से कम होनी चाहिए। जिससे ज्वाला पर हानि (एलओआई) द्वारा मापा जाता है। यूएस में, एलओआई 6% से कम होना चाहिए। कोयला मिलों के परिवर्तित होते हुए प्रदर्शन और बॉयलर के प्रदर्शन के कारण कच्चे फ्लाई ऐश के कण आकार के वितरण में लगातार उतार-चढ़ाव होता रहता है। इससे यह आवश्यक हो जाता है कि यदि ठोस उत्पादन में सीमेंट को परिवर्तित करने के लिए फ्लाई ऐश का उपयोग इष्टतम विधि से किया जाता है। तब इसे यांत्रिक वायु वर्गीकरण जैसे लाभकारी विधियों का उपयोग करके संसाधित किया जाता है। किन्तु यदि ठोस उत्पादन में रेत को परिवर्तित करने के लिए फ्लाई ऐश के उपयोग भराव के रूप में किया जाता है। तब उच्च एलओआई के साथ असंशोधित फ्लाई ऐश का भी उपयोग किया जा सकता है। अतः चल रहे गुणवत्ता सत्यापन विशेष रूप से महत्वपूर्ण होते है। यह मुख्य रूप से भारतीय मानक ब्यूरो चिह्न या दुबई नगर पालिका के डीसीएल चिह्न जैसे गुणवत्ता नियंत्रण मुहरों द्वारा व्यक्त किया जाता है।
श्रेणी एफ
दृढ़, पुराने एन्थ्रेसाइट और बिटुमिनस कोयले के दहन होने से सामान्यतः श्रेणी एफ फ्लाई ऐश का उत्पादन होता है। यह फ्लाई ऐश प्रकृति में पॉज़ोलानिक है, और इसमें 7% से कम चूना (खनिज) (CaO) होता है। पॉज़ोलैनिक गुणों से युक्त श्रेणी एफ फ्लाई ऐश के कांच सदृश सिलिका और एल्यूमिना को सीमेंटिंग क्रेता की आवश्यकता होती है। जैसे कि पोर्टलैंड सीमेंट, क्विकलाइम, या हाइड्रेटेड लाइम-मिश्रित जल के साथ प्रतिक्रिया करने और सीमेंट युक्त यौगिकों का उत्पादन करने के लिए वैकल्पिक रूप से श्रेणी एफ ऐश में सोडियम सिलिकेट (जल का गिलास) जैसे रासायनिक सक्रियकर्ता को जोड़ने से जियोपॉलिमर बन सकता है।
श्रेणी सी
नए लिग्नाइट या उप-बिटुमिनस कोयले के दहन होने से उत्पन्न फ्लाई ऐश में पॉज़ोलैनिक गुण होने के अतिरिक्त, कुछ स्व-सीमेंटिंग गुण भी होते हैं। जल की उपस्थिति में, श्रेणी सी फ्लाई ऐश कठोर हो जाती है और समय के साथ मजबूत हो जाती है। श्रेणी सी फ्लाई ऐश में सामान्यतः 20% से अधिक चूना (सीएओ) होता है। श्रेणी एफ के विपरीत, स्व-सीमेंटिंग श्रेणी सी फ्लाई ऐश को सक्रियकर्ता की आवश्यकता नहीं होती है। क्षार और सल्फेट (SO
4) श्रेणी सी फ्लाई ऐश में सामग्री सामान्यतः अधिक होती है।
कम से कम अमेरिकी निर्माता ने फ्लाई ऐश ईंट की घोषणा की है। जिसमें 50% तक श्रेणी सी फ्लाई ऐश है। परीक्षण से पता चलता है कि ईंटें पारंपरिक मिट्टी की ईंटों के लिए एएसटीएम सी 216 में सूचीबद्ध प्रदर्शन मानकों को पूर्ण करती हैं या उससे अधिक हैं। यह एएसटीएम सी 55, ठोस इमारत ईंट के लिए मानक विशिष्टता में ठोस ईंट के लिए स्वीकार्य संकोचन सीमा के अंदर भी है। यह अनुमान लगाया गया है कि फ्लाई ऐश ईंटों में उपयोग की जाने वाली उत्पादन विधि चिनाई निर्माण की सन्निहित ऊर्जा को 90% तक कम कर देती है।[9] अतः ईंटें और पेवर्स (पक्की सड़क करनेवाला कांट्रेक्टर) 2009 के अंत से पूर्व व्यावसायिक मात्रा में उपलब्ध होने की उम्मीद थी।[10]