फ्लाई ऐश: Difference between revisions

फ़ाइल:कोयला फ्लाई ऐश का बैक-स्कैटर्ड इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ small.tif|thumb|250px|स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM) और बैक-स्कैटर डिटेक्टर के साथ बनाया गया फोटोमाइक्रोग्राफ: 750× आवर्धन पर फ्लाई ऐश कणों का क्रॉस सेक्शन

फ्लाई ऐश, फ़्लू ऐश, कोयले की राख, या चूर्णित ईंधन राख (यूके में){{spaced en dash}} [[केवल बहुवचन]]: कोयला दहन अवशिष्ट (CCRs){{spaced en dash}}[[कोयला दहन उत्पाद]] है जो उन कणों (जले हुए ईंधन के महीन कणों) से बना होता है जो कोयले से चलने वाले [[ बायलर |बायलर]] ों से ग्रिप गैसों के साथ बाहर निकलते हैं। बॉयलर के दहन कक्ष (सामान्यतः फायरबॉक्स कहा जाता है) के नीचे गिरने वाली राख को नीचे की राख कहा जाता है। आधुनिक [[जीवाश्म ईंधन बिजली संयंत्र]]|कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों में, [[फ्लू गैस]] के चिमनियों तक पहुँचने से पहले फ्लाई ऐश को सामान्यतः [[electrostatic precipitator]] 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।

जलाए 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।₂) ([[स्फटिकता]] ठोस और क्रिस्टलीयता दोनों), [[अल्यूमिनियम ऑक्साइड]] (Al₂O₃) और [[कैल्शियम ऑक्साइड]] (सीएओ), कोयला-असर [[परत]] में मुख्य खनिज यौगिक।

लाइटवेट एग्रीगेट (LWA) के रूप में फ्लाई ऐश का उपयोग अमेरिका में सबसे बड़ी अपशिष्ट धाराओं में से को रीसायकल करने का मूल्यवान अवसर प्रदान करता है। इसके अतिरिक्त, एलडब्ल्यूए के रूप में उपयोग किए जाने पर फ्लाई ऐश आर्थिक और पर्यावरणीय दोनों तरह से कई लाभ प्रदान कर सकता है।{{Citation needed|date=November 2022}}

फ्लाई ऐश के साधारण घटक विशिष्ट कोयला बिस्तर पर निर्भर करते हैं, किन्तु इसमें ट्रेस सांद्रता (सैकड़ों पीपीएम तक) में पाए जाने वाले निम्नलिखित तत्वों या यौगिकों में से या 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।<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 बिना जला हुआ 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>

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 जलाया जाता है, तो राख में कोयले की राख की तुलना में उच्च स्तर के प्रदूषक हो सकते हैं। उस स्थिति में उत्पादित राख को अधिकांशतः खतरनाक अपशिष्ट के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

|+ Fly ash composition by coal type{{Citation needed|date=September 2021}}

!colspan=1 |Component

|'''[[Bituminous coal|Bituminous]]'''

|'''[[Subbituminous]]'''

|'''[[Lignite]]'''

फ्लाई ऐश सामग्री निकास गैसों में निलंबित होने पर जम जाती है और इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स या फिल्टर बैग द्वारा एकत्र की जाती है। चूंकि निकास गैसों में निलंबित होने पर कण तेजी से जम जाते हैं, फ्लाई ऐश के कण सामान्यतः आकार में गोलाकार होते हैं और आकार में 0.5 माइक्रोमीटर से 300 माइक्रोमीटर तक होते हैं। 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। फिर भी, चूर्णित कोयले में कुछ दुर्दम्य चरण (पूरी तरह से) पिघलते नहीं हैं, और क्रिस्टलीय बने रहते हैं। परिणाम स्वरुप, फ्लाई ऐश विषम सामग्री है।

[[अमेरिकन सोसाइटी फार टेस्टिंग एंड मैटरियल्स]] (ASTM) C618 द्वारा फ्लाई ऐश की दो श्रेणियों को परिभाषित किया गया है: क्लास F फ्लाई ऐश और क्लास C फ्लाई ऐश। इन वर्गों के बीच मुख्य अंतर राख में कैल्शियम, सिलिका, एल्यूमिना और लौह सामग्री की मात्रा है। फ्लाई ऐश के रासायनिक गुण अधिक हद तक जलाए गए कोयले (अर्थात् [[एन्थ्रेसाइट]], [[बिटुमिनस कोयला]] और [[लिग्नाइट]]) की रासायनिक सामग्री से प्रभावित होते हैं।<ref name="ASTM Pozzolan">{{cite web

सभी फ्लाई ऐश ASTM C618 आवश्यकताओं को पूरा 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 सख्त निर्माण मानकों को पूरा करना चाहिए, किन्तु संयुक्त राज्य अमेरिका में कोई मानक पर्यावरण नियम स्थापित नहीं किए गए हैं। फ्लाई ऐश के पचहत्तर प्रतिशत की महीनता 45 माइक्रोन या उससे कम होनी चाहिए, और उसमें [[कार्बन]] की मात्रा 4% से कम होनी चाहिए, जिसे इग्निशन पर नुकसान (एलओआई) द्वारा मापा जाता है। यूएस में, एलओआई 6% से कम होना चाहिए। कोयला मिलों के बदलते 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 कंक्रीट उत्पादन में सीमेंट को बदलने के लिए फ्लाई ऐश का उपयोग इष्टतम तरीके से किया जाता है, तो इसे यांत्रिक वायु वर्गीकरण जैसे [[लाभकारी]] तरीकों का उपयोग करके संसाधित किया जाना चाहिए। किन्तु यदि कंक्रीट उत्पादन में रेत को बदलने के लिए फ्लाई ऐश का उपयोग भराव के रूप में किया जाता है, तो उच्च एलओआई के साथ असंशोधित फ्लाई ऐश का भी उपयोग किया जा सकता है। चल रहे गुणवत्ता सत्यापन विशेष रूप से महत्वपूर्ण 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।

कम से कम अमेरिकी निर्माता ने [[फ्लाई ऐश ईंट]] की घोषणा की है जिसमें 50% क्लास सी फ्लाई ऐश तक है। परीक्षण से पता चलता है कि ईंटें पारंपरिक मिट्टी की ईंटों के लिए ASTM C 216 में सूचीबद्ध प्रदर्शन मानकों को पूरा करती हैं या उससे अधिक हैं। यह [[एएसटीएम]] सी 55, कंक्रीट बिल्डिंग ईंट के लिए मानक विशिष्टता में कंक्रीट ईंट के लिए स्वीकार्य संकोचन सीमा के भीतर 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 देगी।<ref>"[http://calstarproducts.com/%E2%80%9Cthe-building-brick-of-sustainability%E2%80%9D-construction-specifications-institute-magazine/ The Building Brick of Sustainability] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090628103011/http://calstarproducts.com/%E2%80%9Cthe-building-brick-of-sustainability%E2%80%9D-construction-specifications-institute-magazine/ |date=2009-06-28 }}". Chusid, Michael; Miller, Steve; & Rapoport, Julie. ''The Construction Specifier'' May 2009.</ref> ईंटें और पेवर्स 2009 के अंत से पहले व्यावसायिक मात्रा में उपलब्ध होने की उम्मीद थी।<ref>"[http://calstarproducts.com/wp-content/themes/default/pdf/JournalTimes_040109.pdf Coal by-product to be used to make bricks in Caledonia] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100918163559/http://calstarproducts.com/wp-content/themes/default/pdf/JournalTimes_040109.pdf |date=2010-09-18 }}". Burke, Michael. ''The Journal Times'' April 1, 2009.</ref>

अतीत में, कोयले के दहन से उत्पन्न फ्लाई ऐश को केवल ग्रिप गैसों में मिला दिया जाता था और वातावरण में फैला दिया जाता था। इसने पर्यावरण और स्वास्थ्य संबंधी चिंताओं को उत्पन्न किया जिसने भारी औद्योगिक देशों में कानूनों को प्रेरित किया{{where?|date=January 2021}} जिसने फ्लाई ऐश उत्सर्जन को उत्पादित राख के 1% से भी कम कर दिया है। दुनिया भर में, कोयला बिजली स्टेशनों से उत्पादित फ्लाई ऐश का 65% से अधिक [[लैंडफिल]] और [[राख तालाब]]ों में निपटाया जाता है।

चूंकि संयुक्त राज्य अमेरिका में कई दशकों तक कोयला प्रमुख ऊर्जा स्रोत था, बिजली कंपनियां अधिकांशतः अपने कोयला संयंत्र महानगरीय क्षेत्रों के पास स्थित करती थीं। पर्यावरणीय विवादों को जोड़ते हुए, कोयला संयंत्रों को अपने बॉयलरों को संचालित करने के लिए महत्वपूर्ण मात्रा में पानी की आवश्यकता होती है, प्रमुख कोयला संयंत्र (और बाद में उनके फ्लाई ऐश स्टोरेज बेसिन) महानगरीय क्षेत्रों के पास और नदियों और झीलों के पास स्थित होते हैं जो अधिकांशतः आस-पास पीने की आपूर्ति के रूप में उपयोग किए जाते हैं। शहरों। उन फ्लाई ऐश बेसिनों में से कई अनलाइन थे और आसपास की नदियों और झीलों से फैलने और बाढ़ का भी बड़ा खतरा था। उदाहरण के लिए, उत्तरी कैरोलिना में [[ड्यूक एनर्जी]] अपने कोयले की राख के भंडारण से संबंधित कई बड़े मुकदमों में सम्मिलित रही है और पानी के बेसिन में राख के रिसाव में फैल गई है।<ref>{{cite web |title=इतिहास और प्रतिक्रिया समयरेखा|url=https://www.epa.gov/dukeenergy-coalash/history-and-response-timeline |date=2017-03-14 |website=Duke Energy Coal Ash Spill in Eden, NC |publisher=EPA}}</ref><ref>{{cite news |title=ड्यूक एनर्जी प्लांट ने कोयला-राख रिसाव की सूचना दी|url=https://www.charlotteobserver.com/news/business/article9094658.html |date=2014-02-03 |work=Charlotte Observer}}</ref><ref>{{cite news |last=Shoichet |first=Catherine E. |title=उत्तरी केरोलिना नदी में कोयले की राख फैल गई|url=https://www.cnn.com/2014/02/09/us/north-carolina-coal-ash-spill/index.html |publisher=CNN |date=2014-02-09}}</ref>

लैंडफिल की बढ़ती लागत और [[सतत विकास]] में वर्तमान रुचि के कारण हाल के वर्षों में फ्लाई ऐश का पुनर्चक्रण बढ़ती हुई चिंता बन गया है। {{As of|2017}}, अमेरिका में कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों ने उत्पादन की सूचना दी {{convert|38.2|e6ST|e6t}} फ्लाई ऐश, जिनमें से {{convert|24.1|e6ST|e6t}} का विभिन्न अनुप्रयोगों में पुन: उपयोग किया गया।<ref>{{cite report |title=2017 Coal Combustion Product Production & Use Survey Report |url=https://www.acaa-usa.org/Portals/9/Files/PDFs/2017-Survey-Results.pdf |date=2018 |publisher=American Coal Ash Association |location=Farmington Hills, MI}}</ref> फ्लाई ऐश को पुनर्चक्रित करने के पर्यावरणीय लाभों में सम्मिलित हैं [[खदान]] सामग्री की मांग को कम करना जिसके लिए पोर्टलैंड सीमेंट जैसी सामग्री के लिए उत्खनन और सस्ते प्रतिस्थापन की आवश्यकता होगी।

फ़्लाई ऐश का उपयोग फ़्लोएबल फ़िल (नियंत्रित निम्न सामर्थ्य सामग्री या CLSM भी कहा जाता है) के उत्पादन में घटक के रूप में किया जाता है, जिसका उपयोग कॉम्पेक्टेड अर्थ या दानेदार फ़िल के बदले स्व-समतल, स्व-कॉम्पैक्ट बैकफ़िल सामग्री के रूप में किया जाता है। फ़्लोएबल फ़िल मिक्स की शक्ति 50 से 1,200 पाउंड-बल प्रति वर्ग इंच तक हो सकती है|lbf/in² (0.3 से 8.3 [[मेगापास्कल]]), विचाराधीन परियोजना की डिजाइन आवश्यकताओं के आधार पर। 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 तो 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 पानी होता है। कम फ्लाई ऐश सामग्री मिश्रण में भराव सामग्री का उच्च प्रतिशत और फ्लाई ऐश, पोर्टलैंड सीमेंट और पानी का कम प्रतिशत होता है। क्लास एफ फ्लाई ऐश उच्च फ्लाई ऐश सामग्री मिश्रणों के लिए सबसे उपयुक्त है, जबकि क्लास सी फ्लाई ऐश लगभग हमेशा कम फ्लाई ऐश सामग्री मिश्रणों में उपयोग किया जाता है।<ref name="faffhe" /><ref>{{Cite journal

डामर कंक्रीट समग्र सामग्री है जिसमें डामर बाइंडर और खनिज समुच्चय होता है जो सामान्यतः सतही सड़कों के लिए उपयोग किया जाता है। कक्षा एफ और कक्षा सी फ्लाई ऐश दोनों को सामान्यतः खनिज भराव के रूप में उपयोग किया जा सकता है जिससे कि आवाजों को भरा जा सके और डामर कंक्रीट मिश्रणों में बड़े कुल कणों के बीच संपर्क बिंदु प्रदान किया जा सके। इस एप्लिकेशन का उपयोग संयोजन के रूप में या अन्य बाइंडरों (जैसे पोर्टलैंड सीमेंट या हाइड्रेटेड लाइम) के प्रतिस्थापन के रूप में किया जाता है। डामर फुटपाथ में उपयोग के लिए, फ्लाई ऐश को [https://www.astm.org/d0242_d0242m-19.html ASTM D242] में उल्लिखित खनिज भराव विनिर्देशों को पूरा करना चाहिए। फ्लाई ऐश की हाइड्रोफोबिक प्रकृति फुटपाथों को स्ट्रिपिंग के लिए उत्तम प्रतिरोध देती है। फ्लाई ऐश को डामर मैट्रिक्स की कठोरता को बढ़ाने, रट प्रतिरोध में सुधार और मिश्रण स्थायित्व में वृद्धि करने के लिए भी दिखाया गया है।<ref name="faffhe" /><ref name="Zimmer, 1970, Bituminous Filler" >{{Cite journal

फ्लाई ऐश, जब [[सोडियम हाइड्रॉक्साइड]] के साथ इलाज किया जाता है, तो उच्च तापमान प्रक्रिया में [[पायरोलिसिस]] नामक [[POLYETHYLENE]] को कच्चे तेल के समान पदार्थ में परिवर्तित करने के लिए उत्प्रेरक के रूप में अच्छी तरह से काम करता है।<ref>{{cite journal |last1=Na |first1=Jeong-Geol |last2=Jeong |first2=Byung-Hwan |last3=Chung |first3=Soo Hyun |last4=Kim |first4=Seong-Soo |title=फ्लाई ऐश से उत्पादित सिंथेटिक उत्प्रेरक का उपयोग करके कम घनत्व वाली पॉलीथीन का पायरोलिसिस|journal=Journal of Material Cycles and Waste Management |date=September 2006 |volume=8 |issue=2 |pages=126–132 |doi=10.1007/s10163-006-0156-7 |s2cid=97662386 |url=https://d3pcsg2wjq9izr.cloudfront.net/files/0/articles/9566/Pyrolysisoflow-densitypolyethylene.pdf |access-date=14 November 2022 |language=en}}</ref> और अपशिष्ट जल उपचार में उपयोग किया जाता है।<ref>{{cite journal |last1=Lankapati |first1=Henilkumar M. |last2=Lathiya |first2=Dharmesh R. |last3=Choudhary |first3=Lalita |last4=Dalai |first4=Ajay K. |last5=Maheria |first5=Kalpana C. |title=Mordenite-Type Zeolite from Waste Coal Fly Ash: Synthesis, Characterization and Its Application as a Sorbent in Metal Ions Removal |journal=ChemistrySelect |date=2020 |volume=5 |issue=3 |pages=1193–1198 |doi=10.1002/slct.201903715 |s2cid=213214375 |url=https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/slct.201903715 |language=en |issn=2365-6549}}</ref>