Основные направления охраны атмосферы в угольной промышленности

Лекция 2. ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Вредные выбросы при теплоснабжении угольных предприятий

Существенным источником загрязнения воздушного бассейна в отрасли являются промышленные и коммунально-бытовые котельные.

Количество выделяемых вредных веществ при сжигании топлива в котельных в первую очередь зависит от вида, марки, объема топлива и технологии сжигания. Котельные (90 %) работают на твердом топливе, которое на 98,3 % состоит из угля, остальное - сланцы, древесные отходы, промпродукты. Кроме твердого топлива используют также жидкое (6 %) и газообразное (4)%. В качестве жидкого топлива применяют мазут (73 %) или сланцевое масло (27 %).

Более 99 % котельных установок предприятий угольной промышленности оборудованы в основном слоевыми топками различных конструкций, из которых 70 % - с неподвижной решеткой. При сжигании угля в промышленных котельных в атмосферу выбрасываются мелкая зола, и мелкие фракции несгоревшей угольной пыли, оксид углерода, диоксида серы и оксиды азота. Количество этих ингредиентов зависит от характеристик сжигаемого топлива.

При сжигании мазута и газообразного топлива пыль в выбросах практически отсутствует.

План

2.1 Основные направления охраны атмосферы в угольной промышленности

2.2 Предотвращение окислительных процессов угля

2.3 Уменьшение метанообильности угольных шахт и утилизация метана

2.4 Предварительное увлажнение угольного массива

2.4.1 Общие сведения о предварительном увлажнении угольного массива

2.4.2 Технологические схемы высоконапорного нагнетания жидкости в пласт через скважины

Охрана воздушного бассейна от загрязнения вредными выбросами предприятий угольной промышленности предполагает проведение работ по следующим направлениям:

- создание нормативной базы для планирования природоохранных мероприятий;

- определение источников загрязнения атмосферы, состава и количества выбросов, уровней загрязнения приземного слоя воздуха в зонах рассеивания выбросов;

- расчет ПДВ вредных веществ в атмосферу каждым источником и предприятием в целом;

- экологизация технологических процессов и оборудования для добычи угля и ведения проходческих работ с минимальными интенсивностями образования вредных веществ, использование которых обеспечит соблюдение санитарных норм загрязнения в приземном слое в окрестности предприятия;

- сокращение количества организованных и неорганизованных источников вредных выбросов;

- санитарную очистку отходящих газов до норм ПДВ и пылеподавление на источниках выбросов пыли в атмосферу с помощью газо- и пылеулавливающего оборудования.

Для реализации перечисленных направлений разрабатываются мероприятия, которые по классификации Харченко В.А., Сластунова С.В., Куликовой Е.Ю., Айруни А.Г. могут быть разделены на две группы:

- общего характера, способствующие улучшению состояния воздушного бассейна в районе горного предприятия;

- специальные, непосредственно направленные на предотвращение загрязнения атмосферного воздуха.

В первую группу включены:

- территориально-планировочные мероприятия, предусматривающие размещение объектов горного производства – источников пылегазовыделений с учетом природно-климатических условий местности, прежде всего розы ветров, а также планомерность восстановления земель;

- мероприятия по уменьшению площадей эродируемых техногенных поверхностей посредством оптимизации параметров техногенных образований: открытых горных выработок, отвалов и терриконов, хвостохранилищ, складов минерального сырья и пр.;

- рекультивация нарушенных земель для использования их в народном хозяйстве, обеспечивающая предотвращение ветровой эрозии;

- утилизация отходов горного производства, комплексное использование минеральных ресурсов, способствующие уменьшению как площадей эродируемых поверхностей, так и объемов пылегазовыделений.

Ко второй группе отнесены:

- мероприятия по улучшению качества воздуха непосредственно в зоне горных работ путем предотвращения или снижения пылегазовыделений различными объектами в технологической цепи производства;

- мероприятия по улавливанию, отводу и очистке пылегазовых выделений и выбросов;

- мероприятия межотраслевого характера, например, по улучшению газового баланса отработанных взрывчатых веществ и т.д.

Указанные мероприятия инженерной защиты используются для сокращения вредных выбросов в атмосферу:

- из подземных горных выработок;

- технологического комплекса поверхности шахт.

Они имеют целью как снижение пыле- и газовыделения во время выполнения технологических процессов, так и санитарную очистку выбрасываемых воздушных потоков от вредных примесей до нормативных показателей.

Экологизация технологических процессов (в первую очередь создание замкнутых технологических циклов, без- и малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных загрязняющих веществ) – наиболее радикальная мера охраны воздушного бассейна от загрязнения. Несмотря на преимущества данного направления, нынешний уровень экологизации технологических процессов еще недостаточен для полного предотвращения пылегазовых выбросов в атмосферу. Поэтому повсеместно используются различные локальные методы очистки отходящих потоков загрязненного воздуха от аэрозолей (пыли) и токсических газо- и парообразных примесей (CO, CO₂, SO₂, NO, NO₂ и др.), а устройство очистных сооружений остается все еще одной из основных мер по охране атмосферного воздуха. При очистке происходит выделение примесей в чистом (концентрированном) виде и упорядочение в них молекул или твердых частиц. Такой процесс сопровождается понижением энтропии системы, а следовательно, требует затрат энергии. Поэтому все процессы очистки энергоемки, а ее технические аспекты сложны. Выбор метода очистки и соответствующих ему устройств обусловлен свойствами примеси и характером производства.

Основой предупреждения загрязнения воздушного бассейна вредными примесями, поступающими из шахт, является использование комплекса мер и технических средств борьбы с пылью и газами во всех технологических процессах добычи и первичной обработки полезного ископаемого. При этом особенно надо выделить разработку таких технологических процессов производства, которые бы в максимальной степени имитировали природные процессы, т.е. создание малоотходных технологий производства, позволяющих утилизировать вредные для биосферы вещества, а также оснащение предприятий газо- и пылеулавливающей аппаратурой повышенной эффективности с возможным последующим использованием выбрасываемых веществ.

Наибольшую массу вредных веществ, выделяющихся в атмосферу из подземных горных выработок, составляют метан, оксид углерода, оксиды азота, пыль.

В качестве основных мероприятий по сокращению вредных газообразных выбросов в атмосферу из подземных горных выработок используют следующие:

- предотвращение окислительных процессов угля;

- уменьшение метанообильности угольных шахт и утилизация метана;

- предварительное увлажнение угольного массива;

- уменьшение образования продуктов буровзрывных работ.