Химические и физические свойства угольной пыли. Как топить дом угольной пылью В чем растворяется угольная пыль
Как можно избавиться от угольной пыли?
Ответ – только перестав добывать уголь – мы не рассматриваем. Опыт компании «Сибирский Антрацит» в Новосибирской области показывает, что решить проблему пылеподавления можно за счет бишофита – рассола на основе магния. Этим раствором поливают дорогу, по которой ездят груженные углем самосвалы.
Угольная пыль стала политической темой, прежде всего, за счет бунтов и митингов населения в портовых городах Дальнего Востока. Однако против взвесей в воздухе, явно не обогащающих дыхание, протестуют и локально. Например, в прошлом году вал негативных публикаций обрушился на компанию «Сибирский Антрацит». Ведущий в России и в мире производитель и экспортер углей-антрацитов (UltraHighGrade) ведет добычу в Искитимской районе Новосибирской области.
Новосибирская область – не Кузбасс, хотя с ним и граничит; и трудно представить, что всего в 60 км от мегаполиса Новосибирск добывают столь ценное для металлургов сырье. Жители деревни Ургун, через которую проходит участок технологической дороги от разреза до обогатительной фабрики, где антрациты обогащают, а затем сгружают в вагоны и отправляют на экспорт, о добыче знали, как говорится, не понаслышке. Сама деревня расположена за пределами санитарно-защитной зоны, но то, что на бумаге соответствует нормативам, в жизни выглядит не так красиво.
Впрочем, технологическая дорога, по которой идет постоянный поток самосвалов (до 120 машин в сутки), пролегает вдоль разреза и деревни уже несколько десятков лет. Уголь просыпался, измельчался колесами – и повисал в воздухе. Стоит отметить, что количество взвешенных веществ все же всегда было ниже уровня ПДК. Но пару лет назад нынешним ургунцам и это надоело. В «Сибирском Антраците» не стали закрывать глаза на просьбы нескольких сотен местных жителей и нашли решение. И в прошлом году опробовали его на практике.
На предприятии скромно подчеркивают – никакой особой инновации в использовании хлоридно-магниевого рассола, или бишофита, нет. Этим средством давно пользуются и в других регионах, в том числе в угольном Кузбассе. Но для Новосибирской области бишофит, конечно, стал диковинкой. Шеф-редактор «Кислород.ЛАЙФ» Александр Попов съездил на предприятие и в Ургун, чтобы увидеть все не только своими глазами, но и вдохнуть собственными легкими. Оказалось, нехитрая в целом инновация – связующий раствор для пылеподавления – работает достаточно эффективно, и вроде бы все довольны.
Неэффективная «мокрота»
Пылеподавлением так или иначе вынуждены заниматься все горнодобывающие предприятия. Просто угольщикам всегда достается больше – в силу того, что угольная пыль самая заметная и неприятная субстанция. Конечно, в портах эта проблема стоит наиболее остро. Но и на разрезах «Сибирского Антрацита» (Колыванском и Горловском) на пыль приходится около половины от всей массы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Проблема обостряется в жаркий период – с мая по октябрь.
Долгие годы, да, по сути, всю историю, что разрезы функционируют, с пылью боролись по-старинке – каждые два часа по технологической дороге проезжала водовозка и просто поливала ее водой. По научному это называется «мокрым» способом пылеподавления. Как отмечалось в публикации в журнале «Экология производства» (№5 за 2015 год), такие способы «используются для предупреждения подъема в воздух пыли, образующейся при разрушении, погрузке и транспортировании горной породы; для обеспыливания воздуха или подавления взвешенной пыли водой; для предотвращения повторного поступления в воздух осевших пылевых частиц. Вода увлажняет и связывает пылевые частицы».
Все бы ничего, да только «мокрые» способы борьбы с пылью не являются высокоэффективными. Основной недостаток очевиден даже далекому от угледобычи человеку: эффект от полива дороги, особенно в летний период, будет коротким, как жара в Сибири. А это все оборачивается огромными затратами для компании – ведь нужно постоянно гонять машины с водой, а значит, где-то брать не только воду, но и бензин, и зарплату водителей, и нести затраты на амортизацию техники. Чтобы проживать «день сурка» по несколько раз на дню.
«Мокрые» способы борьбы с пылью схожи с трудом Сизифа: эффект от полива дороги, особенно в летний период, будет коротким
Что такое бишофит?
Нужно было найти способ, при котором пыль, оседающая на дороге, просто не могла бы подняться в воздух. Такие решения есть, в «Сибирском Антраците» остановили выбор на бишофите. Это гранулированный или жидкий хлористый магний с содержанием основного вещества (MgCl2) 47%. В бишофите, который назвали так в честь первооткрывателя – немецкого геолога и ученого Густава Бишофа – содержится большое количество микроэлементов (около 65), благодаря чему по своему составу он превосходит морскую соль и соль Мертвого моря. Добыча происходит путем растворения минерального пласта артезианской водой и получения концентрированного солевого рассола.
Пробная закупка у производителя в Волгограде и тестовые испытания этого вещества прошли в Искитимском районе в конце лета прошлого года. Но затем наступила осень, за ней – зима, и проблема сама собой «рассосалась» благодаря погоде. «Весной и осенью мы не используем бишофит из-за осадков. Зимой тоже смысла нет, в зимний период мы занимаемся снегоборьбой, чтобы машины не застревали и не скользили. А бишофит используем с конца апреля-мая и, как показал опыт прошлого года, где-то до середины октября. Все высыхает, и на дорогах оттаивают полезные ископаемые, а также щебень и песок. Мы грейдерами убираем, но все это начинает пылить, и приходится заниматься пылеподавлением», - рассказывает начальник Управления автотранспортом «Сибирского антрацита» Алексей Федоров .
С этого года бишофит внедрили в практику пылеподавления уже в полном объеме. Выглядит это следующим образом. Концентрированные частицы, по виду похожие на крупную белоснежную соль, разводят в воде примерно за пять минут из расчета один к четырем. Заливают рассол в обычную поливомоечную машину и отправляют по технологической трассе до ближайшего к предприятию разреза. Сначала дорогу проливает обычная водовозка, а за ней – та, что с раствором. Забрызгивать приходится лишь этот небольшой, в пару километров, участок, который проходит мимо Ургуна. На всем дальнейшем протяжении дороги, вплоть до Колыванского разреза (а это больше 40 км), столь близкой к ней жизни нет.
На квадратный метр гравийного полотна, качеству которого позавидовали бы асфальтовые дороги во множестве населенных пунктов, достаточно 100 грамм кристаллического хлористого магния. Дальше надо подождать минут 15, за которые на поверхности трассы образуется подобие пленки. Покрытие обладает поистине уникальным свойством: оно абсорбирует влагу из воздуха и удерживает ее на долгое время, от пяти до 10 дней. Дорога выглядит так, словно ее только что окропило дождиком; но угольная пыль не поднимается и не висит в воздухе, и, соответственно, не разлетается по округе. «Бишофит еще имеет такое свойство, что он не высыхает, а остается в вязком состоянии. И если участок дороги покрыт бишофитом, то машины колесами раскатывают его и дальше», - добавляет плюсов начальник отдела охраны окружающей среды «Сибирского Антрацита» Артем Бурцев .
Начальник Управления автотранспортом «Сибирского антрацита» Алексей Федоров: «Весной и осенью мы не используем бишофитиз-за осадков. Зимой тоже смысла нет, в зимний период мы занимаемся снегоборьбой. А бишофит используем с конца апреля-мая и, как показал
Есть ли минусы?
Стоимость. В «Сибирском Антраците» не раскрывают объемы затрат на закупку бишофита. Но очевидно, что любая сумма так или иначе идет в расходы – ведь вода, которой поливалась дорога, была и остается бесплатной (она образуется при разрыве пластов на самом разрезе). Впрочем, в компании подчеркивают, что в итоге все равно выигрывают. Прежде всего, сколько не трать воды, «мокрый» способ пылеподавления априори неэффективен. А после обработки бишофитом к дороге можно не подходить неделю.
Бишофит также продлевает срок эксплуатации дорожного полотна, обеспечивая стабилизацию грунта. А все это, как следствие, положительно отражается и на сроках эксплуатации грузового автотранспорта – в том числе, двигателей, которые от угольной пыли страдают не меньше, чем легкие жителей Ургуна и работников предприятия.
Из других плюсов – значительная экономия времени и затрат. Как уже было сказано, водовозки ездили по дороге чуть ли не каждые два часа; машине с раствором бишофита достаточно проехать раз в неделю. Количество рейсов поливомоечных машин сокращается в 264 раза в месяц, а общий расход воды за тот же период – почти на 100%. Наконец, согласно замерам специализированной и аккредитованной при Росприроднадзоре лаборатории ООО «Центр гигиенической экспертизы», применение бишофита снижает наличие взвешенных веществ в воздухе на 57-85%.
Главный же минус – дождь. «Он все смывает», - объявляет приговор Алексей Федоров. Так что с тем, что у природы нет плохой погоды, в компании не согласны. Но при этом от бишофита ничего не остается, вообще никаких отходов – если его не смывает дождем, он сам скатывается и уходит в почву. Выходит, земля вдоль дороги в Ургуне обильно удобряется солями почти что с Мертвого моря. Кстати, бишофит в «Сибирском Антраците» используют и зимой. Но не для полива, а против смерзания угля в вагонах.
А как решают проблему угольной пыли другие компании?
«Кислород.ЛАЙФ» обратился с таким вопросом к угольщикам Кузбасса. На разрезах компании «Южный Кузбасс» в летнее время проводится «гидрообеспыливание технологических дорог» – проще говоря, банальный полив водой, причем в круглосуточном режиме. На сортировочных комплексах, обогатительных фабриках и перегрузочных пунктах компании установлены системы орошения угольной массы, которые при дроблении увлажняет уголь.
При закрытой добыче, в шахтах, пыль становится фактором повышенной опасности. Но деться от нее некуда: она образуется при отделении угля и породы от массива в процессе работы комбайнов, выемочных и погрузочных машин, при взрывных работах, а также при погрузке, перегрузке и транспортировке горной массы. Опасность угольной пыли, напоминают в УК «Распадская» (входит в Evraz Group), заключается в ее способности взрываться. «Взрывчатость зависит от содержания летучих веществ, зольности, влажности, тонкости и концентрации. Угольная пыль способна взрываться при содержании более 10% летучих веществ с зольностью и влажностью менее 40%, с размером частиц менее 0,1 мм и при концентрации более 1000 мг/кубометр. Непосредственными причинами взрыва угольной пыли может стать: открытое пламя, вспышка или взрыв газа, взрывные работы, неисправность в электрических сетях или устройствах и любое воздействие высокой температуры», - описали опасности в компании. Кроме этого, высокая запыленность воздуха существенно уменьшает видимость, что также опасно для ведения работ в шахте.
Чтобы снизить концентрацию пыли, в шахтах используют современные машины, проводят предварительное увлажнение угольных пластов, поливают места пылеобразования, постоянно проветривают выработки. «Смачивание (орошение) угля и породы идет при всех процессах, связанных с выделением в атмосферу пыли: в ходе работы очистных и проходческих комбайнов, бурильных установок и перегрузки угля по цепи конвейеров. Орошение при работе комбайна в забое осуществляется специальным пенообразователем. Для ликвидации местных скоплений угольной пыли производится регулярная обмывка горных выработок и горно-шахтного оборудования», - рассказали в «Южном Кузбассе». Поливают не только водой, на горные выработки наносят смачивающе-связывающими вещества, а также устанавливают водяные или туманообразующие завесы.
Кроме «гидропылевзрывозащиты», в шахтах применяется еще один способ – «осланцевание горных выработок». «По сути, это искусственное повышение зольности угольной пыли, которая отложилась на поверхности выработок, за счет добавления инертной пыли, изготовленной из тонкомолотого негорючего материала, чаще всего из доломита, известняка или глинистого сланца. Качественная инертная пыль должна легко рассеиваться и образовывать пылевое облако, снижающие температуру пламени взрыва или вспышки», - рассказали в «Распадской». Этот способ используют по мере отложения пыли или «на основании прогноза запыленности рудничного воздуха в горных выработках шахты». По данным компании, на мероприятия по пылеподавлению ежегодно уходит более 200 млн рублей. Из этой суммы порядка 40 млн рублей – на приобретение инертной пыли в объеме 12 тыс. тонн.
Затраты на борьбу с пылью в «Южном Кузбассе» раскрывать не стали. Но отметили, что эта постоянная работа «позволяет предупреждать развитие профессиональной легочной патологии у работников, снижать травматизм и аварийность при работе автотранспорта, а также нагрузку на окружающую среду. Одновременно увеличивается производительность труда, сокращаются потери в ходе добычи и уменьшается износ горнотранспортного оборудования».
Одной из основных ошибок, допускаемых при эксплуатации стандартного угольного котла, является использование некачественного топлива. Существует одно единственное правило, которым необходимо пользоваться неукоснительно при выборе топлива для котла – это выбор угля именно тех характеристик, что указаны в технической документации. Иначе работа устройства может быть не только непродуктивной, но и небезопасной.
Выбор топлива
Зачастую перед владельцами отопительных котлов встаёт вопрос о применении угольной пыли. Необходимо знать, что далеко не каждый прибор рассчитан на эксплуатацию подобного типа. Для начала следует изучить параметры устройства, лишь после этого, с особенной ответственностью подойти к выбору горючего материала по его составу, фракции, марке.
Угольная пыль может отличаться не только составом, но и техническими характеристиками – температурой горения, КПД, теплоотдачей. Разумеется, все перечисленные данные напрямую зависят от вида самого продукта. На сегодняшний день наиболее распространёнными вариантами топлива являются следующие: лигнит, каменный, древесный, бурый уголь, антрацит. У каждого из них свои параметры влажности, зольного остатка, содержания углерода, плотности, теплотворности. Сжигание горючего материала разных производителей и состава может давать совершенно различные результаты обогрева.
Способы растопки
Рассматривая подробно вопрос о том, как топить угольной пылью, необходимо в первую очередь отметить, что высокое содержание её частиц в воздухе взрывоопасно.
Существует три варианта использования данного вида топлива.
Первым и наиболее распространённым является использование специального устройства – горелки, куда подача угля осуществляется под давлением. При этом сжигание происходит при непрерывном воздушном потоке.
Вторым способом является розжиг котла более традиционным способом – древесиной и углём крупной фракции, лишь после этогозасыпается пыль. В данном случае следует избегать высокой концентрации элементов горючего.
Третий способ растопки котла – самостоятельное производство брикетов. Для этого топливо смешивают с древесными опилками, соблюдая пропорции 1/1. Добавляют воду, а после тщательно перемешивают, раствор должен напоминать смесь для штукатурки. Из полученной массы формируют небольшие брикеты, которые сушат на открытом воздухе.
Разумеется, наименее опасным способом горения угольной пыли в котле является использование специального устройства.
Не самый лучший вариант. Влажность большая - плохо будут гореть
Преимущества данного вида топлива
Отопление жилого помещения посредством угля различной формы имеет ряд преимуществ.
Во-первых, это прекрасные характеристики: высокие свойства теплоотдачи, длительное время прогорания. В среднем, одной закладки хватает на 10-12 часов отопления.
Во-вторых, большой выбор различных марок, отличающихся составом и плотностью. При выборе смеси стоит особое внимание уделить коэффициенту влажности: чем он меньше, тем проще использовать материал при эксплуатации.
Как правило, производители указывают на упаковке характеристики, а также инструкцию, как сжечь угольную пыль в различных условиях – домашнем отопительном котле, производственной печи и т.д.
У нас Вы можете купить угольную пыль по выгодной цене. Мы гарантируем отличное качество и индивидуальное обслуживание каждого клиента.
Угольная пыль образуется при следующих производственных операциях:
- 1. Отбойке угля комбайнами и взрывных работах.
- 2. Бурении шпуров.
- 3. Погрузке угля погрузочными машинами.
- 4. Транспортировке угля конвейерами.
- 5. Погрузке на погрузочных и разгрузочных пунктах.
Пыль характеризуется совокупностью свойств, определяющих поведение ее в воздухе, превращения ее в организме, действие на организм. Из различных свойств угольной пыли наибольшее значение имеют химический состав, растворимость, дисперсность, взрывоопасность, форма, электрозаряженность.
Для оценки пыли с гигиенической стороны наиболее важным признаком является концентрация пыли в воздухе, ее дисперсность и удельный вес.
Концентрация пыли - это весовое содержание взвешенной пыли в единице объема воздуха. Концентрацию пыли иногда выражают также в количестве пылинок в единице объема воздуха, и в некоторых зарубежных странах эта величина принята за основной показатель запыленности. Однако, первостепенное значение имеет не число пылинок, а их масса, поэтому был принят весовой метод гигиенической оценки запыленности воздуха как основной. Чем выше концентрация пыли в воздухе, тем большее ее количество за тот же период оседает на кожный покров работающих, попадает на слизистые оболочки и, самое главное, проникает в организм через органы дыхания.
Дисперсность - степень измельчения вещества, что определяет длительность пребывания пыли в воздухе, проникновение в дыхательные пути, сорбционную способность и др. Дисперсность пыли выражается в процентном содержании отдельных фракций пыли по отношению ко всему количеству пылинок. Для гигиенической оценки дисперсности пыли условно принято делить ее на следующие фракции: менее 2 мк, 2-4 мк, 4-6 мк, 6-8 мк, 8-10 мк и более 10 мк.
Дисперсность угольной пыли в 82 - 94% менее 5 мк, что является неблагоприятным фактором, т.к. мелкодисперсная пыль поражает более глубокие отделы дыхательных путей.
Гигиеническое значение удельного веса пыли сводится в основном к скорости ее осаждения: чем выше удельный вес пыли, тем быстрее она оседает и тем быстрее происходит самоочищение воздуха.
Вещественный состав. Качественный состав угольной пыли, как правило, определяется составом угольного пласта, а породной - составом вмещающих пород и породных прослоек. Количественные соотношения компонентов пыли зависят от технологических процессов и крепости пород, подвергающихся истиранию или измельчению. Содержание компонентов в пыли вследствие их различной твердости может быть иным, чем в массиве, однако ввиду сложности отбора проб для анализа их состав с допустимой для практики точностью принимают аналогичным составу породы.
Наиболее важное значение из всех ингредиентов вещественного состава, содержание которых определяет вредность пыли для здоровья, имеет прежде всего свободная, а затем связанная двуокись кремния.
Форма частиц. Угольная пыль состоит из частиц различной неправильной формы - единичных или собранных в агрегаты.
Форма частиц может быть: кубообразная, столбчатая, плитчатая, удлиненно-плитчатая, пластинчатая, удлиненно-пластинчатая.
Преобладание той или иной формы зависит от физико-механических свойств угля (структуры, излома, твердости, хрупкости и др.). Для частиц крупнее 40 мкм основное влияние на форму оказывает микротрещиноватость пласта. Форма более мелких частиц обусловлена физико-механическими свойствами вещества угля.
Угольная частица диаметром 10 мкм, находящаяся на расстоянии 1 м от почвы, достигает ее за 4 мин, тогда как при диаметре 1 мкм - это время составляет 6,7 ч. Таким образом, частицы размером 1-2 мкм практически не оседают.
Электрические свойства. Электрозаряженность - наличие на частицах дисперсной фазы электрических зарядов. Диспергированные в воздушной среде частицы пыли несут на себе определенный электрический заряд. Электризация их наступает в результате адсорбции ионов из газовой среды, трения частиц о различные поверхности или друг о друга. Ввиду существования многих условий электризации в пылевом потоке всегда имеются частицы, несущие положительные и отрицательные заряды. По данным исследований, сразу же после распыления заряжается примерно 90 частиц из 100. В большинстве случаев средний положительный заряд частиц определенного размера равен среднему отрицательному. Индивидуальный заряд частиц возрастает с их размером. При разрушении горных пород это возрастание подчиняется квадратичному закону. У частиц, одинаковых по размеру и вещественному составу, величина заряда определяется диэлектрическими свойствами. В вентиляционном потоке могут преобладать частицы того или иного знака. С течением времени величина заряда снижается, может измениться и его преобладающий знак. Через минуту после распыления в витающей угольной пыли преобладали отрицательно заряженные частицы. Через 4-5 мин знак преобладающего заряда угольных частиц изменился на противоположный.
Взрывчатые свойства. Угольная пыль способна взрываться. Скорость распространения пламени ее взрыва изменяется под воздействием многих факторов от нескольких десятков до сотен метров в секунду, зачастую превышая звуковую. Впереди фронта пламени распространяется мощная ударная волна давлением до 1 МПа.
При взрыве пыли требуются дополнительные затраты энергии для создания пылевого облака взрывчатой концентрации. В производственных условиях такое облако может возникнуть либо в результате интенсивного выделения в воздух пыли при том или ином технологическом процессе, либо в результате поднятия отложившейся пыли под воздействием энергии источника воспламенения.
Основными факторами, влияющими на взрывчатость пыли, являются ее дисперсность и концентрация, выход летучих веществ, зольность и содержание влаги, а также вид источника воспламенения и состав атмосферного воздуха.
Во взрыве принимают участие частицы размером до 1000 мкм. Взрывчатость пыли возрастает с увеличением степени ее дисперсности. По мере удаления от источника образования пыль становится более взрывоопасной, поскольку возрастает степень ее дисперсности.
Факторы, влияющие на взрывчатость угольной пыли:
- 1. Взрывчатая концентрация угольной пыли во взвешенном состоянии от 16 - 96 г./м 3 до 2000 г./м 3 .
- 2. Выход летучих веществ - 15% и более.
- 3. Крупность пылинок - до 1 мм, чем она мельче, тем опаснее.
Температура воспламенения угольной пыли 750 - 850 о С. Скорость взрывной волны 1000 м/сек. Самый сильный взрыв при концентрации 300 - 400 г./м 3 .
В свойства и характеристики угольной пыли входят размеры частиц пыли. Угольная пыль состоит из частиц размером до 300 мкм с преобладанием мелких фракции. Больше всего в угольной пыли частиц размером от 20 до 50 мкм в зависимости от тонкости помола. Пыль, особенно углей, богатых летучими, склонна к самовозгоранию, что является одной из главных причин взрывов в системах пылеприготовления. Опасность самовозгорания пыли также входит в свойства и характеристики угольной пыли, она возрастает с повышением температуры среды и при соприкосновении с горячими поверхностями. Наиболее взрывоопасной является пыль, содержащая частицы менее 200 мкм. Для характеристики размольных свойств топлива пользуются так называемым лабораторным относительным коэффициентом размолоспособности топлива. Это важные свойства и характеристики угольной пыли. Под ним понимают отношение удельных расходов электроэнергии при размоле (в стандартной лабораторной мельнице) эталонного и исследуемого топлива. Свойства и характеристики угольной пыли также включают в себя качество пылевых частиц. Качество пыли, получаемой в пылеприготовительных установках, принято характеризовать тонкостью помола, определяемой рассевом пробы на ситах с различным размером отверстий. В результате рассева определяется остаток пыли на указанных ситах, который и характеризует тонкость размола. По данным рассева может быть построена зависимость остатка на разных ситах от размера частиц (размер отверстий сита), которая называется зерновой характеристикой пыли. Значения остатков на ситах 90 и 200 мкм позволяют судить о равномерности пыли. Очевидно, что чем равномернее пыль, тем меньше электроэнергии приходится затрачивать на ее приготовление. Чем больше разность между остатками на ситах 90 и 200 мкм, тем пыль равномернее по своему составу. Различают насыпную и кажущуюся плотность пыли. Под насыпной плотностью понимают отношение массы пыли к ее общему объему (суммарный объем, состоящий из объема твердой фазы частиц, пор внутри частиц и воздушных промежутков между частицами). Под кажущейся плотностью пыли понимают отношение массы пыли к суммарному объему, занимаемому твердой фазой частиц пыли и порами внутри частиц. Насыпной плотностью пользуются при расчете емкости пылевых бункеров для хранения пыли. Кажущаяся плотность используется при расчете устройств для подачи пыли, сепараторов и циклонов. Влажность готовой пыли влияет на условия ее воспламенения и протекание процесса горения. Чем меньше влажность пыли, тем легче она воспламеняется и быстрее сгорает. Обычно подсушка пыли осуществляется с таким расчетом, чтобы влажность ее была близка к гигроскопической влажности топлива (Wгн- см. § 2-2).
Процессы горения топлива
Горение представляет собой быстрое соединение кислорода с горючими элементами топлива (углеродом, водородом и серой) и сопровождается выделением тепла и света. Кислород подается в топку с воздухом. Сухой воздух состоит из двух элементов: 21% кислорода и 79% азота. В горении топлива участвует только кислород. Для того чтобы горение топлива началось, надо довести температуру до температуры воспламенения, при которой горение происходит самостоятельно, без подвода тепла. Температура воспламенения зависит от вида топлива и условий, в которых совершается процесс горения. Температура воспламенения мазута равна 500-700°, каменного угля 500°, антрацита 700°, дров 300°. Углерод является основным составным элементом любого топлива, он сгорает или в углекислый газ (СО2), или в окись углерода (СО). Когда в топку подводится достаточное количество воздуха (а значит, и кислорода), реакция горения углерода протекает полностью. При недостатке воздуха реакция горения углерода будет протекать не полностью, причем будет выделяться значительно меньше тепла. Вследствие неполного сгорания углерода получается не углекислый газ, а окись углерода. Вторым горючим элементом, который входит в состав топлива, является водород (Н2). Процесс горения водорода тоже сопровождается выделением тепла. Из уравнений горения углерода как основного горючего элемента всякого топлива видно, что при неполном горении углерода, т. е, когда горение происходит с недостатком воздуха и в результате горения вместо углекислоты (СО2) получается окись углерода (СО), тепла будет выделяться в три раза меньше. Отсюда следует вывод, что необходимо стремиться создать такие условия, при которых горение топлива будет происходить полностью, т. е. с достаточным количеством воздуха, чтобы углерод сгорал в углекислоту (СО2). Зная состав топлива каждого сорта, можно подсчитать количество воздуха, необходимого для полного сжигания. Если разделить количество воздуха, действительно введенное в топку для сжигания 1 кг или 1 м3 топлива, на расчетное количество воздуха, т. е. на количество воздуха, необходимое для тех же целей, но определенное в результате расчетов (теоретически), то получится число, называемое коэффициентом избытка воздуха. Следовательно, коэффициентом избытка воздуха называется отношение воздуха, практически необходимого для сжигания единицы топлива (кг, м3), к расчетному (теоретическому) количеству воздуха. Необходимо всегда стремиться к полному сжиганию топлива при минимальном коэффициенте избытка воздуха.
Е.А.Ельчанов и А.И.Шор изучили последствия загрязнения снега угольной пылью в криолитозоне. Ее повышенное количество вблизи шахт и карьеров в криолитозоне связано с тем, что мерзлые угли более хрупки, а это вызывает повышенное пыле образование при их отбойке. Из шахт выносится вентиляционными струями большое количество угольной пыли, и еще больший разнос пыли происходит при погрузке мерзлых углей в транспорт на поверхности. В результате территория вокруг шахты в радиусе 15-20 км засоряется угольной пылью. Таяние снежного покрова происходит здесь раньше обычного, а глубина протаивания грунтов увеличивается в 2,5-3 раза по сравнению с нормой. Все это вызывает образование озер и повышенную заболоченность территории. Из-за выноса пыли вода в озерах в весенний период содержит до 30-60 г/л взвешенных частиц и совершенно непригодна для водоснабжения населения. Загрязнение поверхностных вод приводит к разрушению зооценоза на площади, значительно превышающей размеры эолового рессеивания угольной пыли. Такое нарушение природного круговорота вещества в конце концов вызывает очень сильную деградацию ландшафта.[ ...]
Угольная пыль частично имеет коллоидный характер (с отрицательным электрическим зарядом), особенно в присутствии коллоидных гуминовых кислот, действующих в данном случае как пептизатор. Содержание угольных частиц в сточных водах обеспыливания колеблется от 1 до 100 г 1л. Чаще всего оно составляет 15-20 г/л.[ ...]
Угольная пыль откладывается в легкие человека с такой прочностью, что по одному виду легких легко определить профессию человека. Угольная пыль способствует развитию кониозов. Тонкодисперсная кварцевая пыль, присутствующая в воздухе рудных шахт, обогатительных фабрик и некоторых других производств, приводит человека к заболеванию силикозом.[ ...]
Угольная промышленность является лидером по выбросу в атмосферу твердых веществ и оксидов серы. По абсолютный выброс твердых веществ в 1996 г. в угольной промышленности составил 76,95 тыс. т. Однако в работе при оценке экологических последствий в процессе использования угля в России указано на “колоссальные выбросы угольной пыли и, в частности, при транспорте угля”. По выброс угольной пыли составляет 15 кг/т у.т., а унос пыли при транспорте дает 3-6 кг/т у.т. В расчете на добычу 1 млн. т у.т. угля такие выбросы угольной пыли составят 15 тыс.т. а унос пыли при транспорте - 3-6 тыс.т.[ ...]
Подача угольной пыли в топку котла регулируется в соответствии с требуемой паропроизводительностью. Подача известняка регулируется с учетом содержания серы в топливе по соотношению Са/8.[ ...]
В табл.2 для угольной промышленности приведен удельный выброс угольной пыли (15000 т) по .[ ...]
Патогенные составы пыли зависят от содержания в ней свободного диоксида кремния. Угольная пыль при высоком ее содержании в воздухе (около 100 г/м3) взрывоопасна.[ ...]
В циклоне 2 задерживается угольная пыль. Она спускается вниз в выгрузочную трубу, на нижнем и верхнем конце которой имеются конусные затворы.[ ...]
В результате электроосаждения угольная пыль, при небольших эксплуатационных расходах, улавливается почти количественно и без какой бы то ни было дальнейшей-обработки пригодна как для брикетирования, так и для энергетических целей (сжигание в специально оборудованных топках). Внедрение электрофильтров весьма положительно сказалось на чистоте водоемов в районах буроугольных месторождений.[ ...]
Взрывоопасные концентрации для угольной пыли составляют 17,2-40 г!мг для сахарной пыли-10,3 г!мъ для крахмала, серы, алюминия-7 г/м3.[ ...]
Третья категория - пожароопасная пыль, которая может взрываться при концентрациях выше 65 г/м3. Сюда относятся табачная, цинковая, угольная пыль.[ ...]
Из циклона после грубой очистки от угольной пыли генераторный газ идет по газопроводу в специальные топки реторт и в них сгорает. В шахте газогенератора 1 и чаше 6, на протяжении от дна чаши до уровня на 200 мм выше колосниковой решетки 4, имеется зола; выше, на протяжении 1000 мм до нижнего конца спускной трубы, подвешенной под загрузочной коробкой, лежит древесный уголь.[ ...]
Определению не мешают железо, алюминий, угольная пыль, силикатная пыль, содержаща я алюминий и железо, кварц, олово и сурьма.[ ...]
Коксохимическое производство загрязняет воздух угольной пылью и сажей. Источниками этих поступлений являются следующие производственные процессы: размол угля, загрузка шихты в камеры коксовой батареи, выгрузка кокса в тушильный вагон.[ ...]
В большинстве случаев в горелки подавалась смесь угольной пыли с молотым известняком. В топке при горении угольной пыли известняк - углекислый кальций-диссоциирует на углекислоту и оксид кальция, а последний, двигаясь совместно с продуктами сгорания по газоходам котла, взаимодействует с серным и сернистым ангидридом, образуя сульфит и сульфат кальция. Сульфат и сульфит кальция вместе с золой улавливаются в золоуловителях. Свободный оксид кальция, содержащийся в золе топлива, также связывает оксиды серы. Основным недостатком этого способа очистки газов является образование прочных отложений золы и сульфата кальция на поверхностях нагрева в области температур 700-1000° С.[ ...]
Опыты проводились с водами, загрязненными песком, угольной пылью, окалиной или известковым илом, с целью выяснения величины избыточного давления и скорости завихрения, необходимых для получения оптимальных коэффициентов полезного действия гидроциклонов и сгущения. После многочисленных экспериментов были сконструированы гидроциклоны с внутренним диаметром 200-300 мм, при очистке на которых с из быточным атмосферным давлением с вод сахарной промышленности, вод, загрязненных летучей золой теплоцентралей и про мывочной окалиной заводов горячей прокатки, коэффициент очистки составил 94-96%. Установлено, что гидроциклон для очистки сточных вод бумажной промышленности, загрязненных волокном, не пригоден. Особое значение придавалось в ВНР1 опытам, имеющим целью разработку новых методов примене ния активного ила для очистки городских или непромышленных сточных вод. На укрупненных установках, работающих с осветленной водой, при времени прохождения 40 мин. коэффициент очистки в пересчете на БПКо составил 91,8% и работающих на исходной сточной воде при прохождении в течение 1 часа - 86,3%.[ ...]
В качестве адсорбентов применяют пенополиуретан, угольную пыль, резиновую крошку, древесные опилки, пемзу, торф, торфяной мох и т.п. Используют даже солому, которая в зависимости от сорта нефти адсорбирует ее в количестве, в 8 - 30 раз превышающем свою массу. Используют губчатый материал из полиуретановой пены, который хорошо ¿упитывает нефть и продолжает плавать после адсорбции . По расчетным данным, 1 м3 полиуретанового открытопористого пенопласта может сорбировать с поверхности воды около 700 кг нефти.[ ...]
На ТЭС будут установлены 4 генератора. Выброс в смеси угольной пыли, золы и продуктов недожига (твердые частицы) угля будет осуществляться через дымовую трубу высотой 250 м. Среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера 4 м/с. Масса выброса в атмосферу без очистки составляет 300 тыс.т/год.[ ...]
Заслуживает внимания приспособление для приготовления угольной суспензии, предложенное В. С. Бесаном . Это приспособление состоит из конической воронки, которая снабжена четырьмя соплами, присоединенными к напорному трубопроводу. Сопла расположены таким образом, что выходящая из них струя воды движется по конической части воронки спиралеобразно сверху вниз, захватывая непрерывно поступающий в воронку пылевидный уголь. Над выпускным отверстием приспособления предусмотрен конусный козырек для предотвращения комкования угольной пыли в воде. С целью придания образующейся угольной суспензии прямолинейного движения на выходе приспособления установлен направляющий патрубок.[ ...]
Фьюмингавание представляет собой продувку ванны шлакового расплава смесью угольной пыли с воздухом через фурмы периодически работающих шлаковозгоночных печей прямоугольной формы. Размеры их пода: ширина до 2,5, длина до 10 и высота до 9м. При 1250-1300°С оксиды свинца и цинка восстанавливаются, пары этих металлов возгоняются. Над ванной и в газоходе они окисляются остатками кислорода дутья и уносятся в виде тонкой пыли, содержащей 15-25 и 60-75% свинца и цинка соответственно. Ее перерабатывают в цинковом производстве. Расход угля составляет около 20% массы шлака. Последний после фьюмингования является отвальным.[ ...]
По исследованиям советских врачей (Чижевский, Соколов), воздух, загрязненный пылью, частицами угольной пыли и кислот фабрик и заводов, способствует ослаблению организма человека: вызывает повышенное кровяное давление, сонливость, чувство разбитости, головные боли.[ ...]
Сточные воды буроугольных брикетных фабрик , будучи получены при осаждении угольной пыли мокрым способом, имеют температуру порядка 40-60° С, являются сильно мутными и темно-коричневыми по цвету. Осажденные частицы угольной пыли - очень легкие (удельный вес меньше или лишь незначительно больше 1,0), жирные наощупь (из-за содержащегося в них битума) и поэтому лишь с трудом перемешиваются с водой. Первоначально частицы угольной пыли склонны к всплыванию и осаждаются лишь после того как впитают в себя достаточное количество воды, т. е. через несколько недель или даже месяцев.[ ...]
В работе шлам подщелачивают Са(ОН)2 до рН=8,5-14,0, смешивают с 10-60 % (мае.) шлифовальной пыли железного купороса и 10 % (мае.) медного купороса, добавляют древесные опилки, угольную пыль или торф в количестве, необходимом для получения сыпучей массы, и сжигают при 800-2000 °С. Термическая обработка шламов гальванического производства является пассивным способом решения проблемы. Отметим, что сжигание шламов приводит к загрязнению воздуха и наносит ущерб окружающей среде. Необходимо развитие таких технологий, которые позволяли бы использовать ценные химические компоненты шламов и полностью предотвратить экологический ущерб.[ ...]
На рис. 35 показана схема установки, приспособленной фирмой Лурги для сжигания щелока с угольной пылью .[ ...]
При размоле угля, загрузке шихты в батареи и выгрузке кокса на коксохимических производствах образуются угольная пыль и сажа. В процессе коксования выделяется газ, содержащий пары углеводородов (смолистых веществ). Количество газообразных выбросов составляет 3-5 м3, смолистых веществ 0,2-0,5 кг на 1 т используемого угля.[ ...]
Фусы образуются в результате обволакивания смолой, содержащейся в парогазовой смеси, летучей твердой фазы (угольной, сланцевой, торфяной пыли) при термической переработке твердого топлива в камерах коксования или газогенераторах. При коксовании угля, например, фусы осаждаются во время отстаивания конденсата газовой фазы (вследствие отличия их плотности от плотности надсмольной воды и смолы), их периодически выводят из декантера. При пониженных температурах фусы застывают в хрупкий материал. Вследствие частичного растворения угольной пыли или компонентов пылевидных сланцев (торфа) в смоле и физического состояния получаемых материалов разделение фусов на составляющие представляет сложную для практической реализации задачу.[ ...]
Особенностью электрофильтров серии УВВ является то, что из-за возможного возникновения взрывоопасности при накоплении угольной пыли корпуса электрофильтров выполнены в виде шахты, открытой в атмосферу. Это предотвращает разрушение корпуса при «хлопках». Кроме того, все внутренние устройства электрофильтров выполнены таким образом, чтобы избежать накопления пыли. Это достигается невключением горизонтальных площадок или укрытием их скошенными козырьками, а также устройством стенок бункера с большими углами откосов.[ ...]
Сточные воды, образующиеся от поливки кускового шамота перед дроблением, от промывки кварцита, мокрой очистки воздуха от пыли, промывки скрубберов вентиляционных установок, резательного стола при пластичном формовании (на старых заводах), смыва полов углепомольного отделения, загрязнены только механическими примесями - глинистой, шамотной, кварцитовой, магнезитовой, хромомагнезитовой и угольной пылью. Магнезитовая и хромоникелевая пыль кристаллической структуры, содержание в сточной воде взвешенных веществ достигает 20-60 г/л. Шамотная пыль содержит значительную часть дисперсных частиц глины, концентрация взвешенных веществ в сточной воде составляет 15-23 г!л. Глинистая пыль преимущественно мелкодисперсная, содержание взвешенных веществ в сточной воде составляет 3,5-21 г!л. Расчетное содержание взвешенных веществ в общем стоке загрязненных вод может быть принято 30-50 г/л. Очищенную в отстойниках воду используют в обороте. Кроме указанных, имеются кислотные воды от промывки огнеупорных порошков, содержащие соляную кислоту до 5 г/л и растворенные примеси - железо, бериллий, цирконий, магний и др. Эту воду нейтрализуют известью и осветляют в отстойниках, а бериллиевую воду в связи с мелкодисперсностью взвеси предварительно фильтруют. Кислотными являются и стоки от лабораторий.[ ...]
Электрофильтры серии УВВ (рис. 1.102) - унифицированные вертикальные пластинчатые сухие электрофильтры для улавливания из газов угольной пыли при температуре до 130 “С. Так же как в электрофильтрах серии УВ, основные элементы унифицированы с соответствующими элементами электрофильтров серии УГ. Поскольку угольная пыль хорошо встряхивается, встряхивающие механизмы электрофильтров серии УВВ облегченные.[ ...]
В настоящее время на Ладыжинской ГРЭС по такой же схеме проводится реконструкция еще одного котла ТПП-312 с использованием для ребернингпроцесса угольной пыли более тонкого помола.[ ...]
Могут предрасполагать к заболеванию раком легких полициклические органические соединения, основными источниками которых являются печи на угле и дровах, угольная пыль при ее сжигании и производство кокса. Они дают более 90% загрязнения полициклическими веществами.[ ...]
Состав разных видов фусов, %: 30-70 не растворимых в толуоле веществ, 20-60 смол, 2-7 золы, 3-10 воды. Не растворимые в толуоле (или бензоле) вещества представляют собой угольную пыль различной степени термической деструкции и оэоления, а также смолистые частицы, образовавшиеся в результате коагуляции высокомолекулярных многокольчатых соединений. Эти вещества часто называют свободным углеродом. Выход из него летучих веществ составляет 9-17%, а из фусов - 30-65% по отношению к их сухой массе. Гранулометрический состав последних изменяется в широких пределах - от 63% кл.[ ...]
В Лондоне количество туманов и их интенсивность повышались параллельно росту фабрик и заводов. На 1 км 1 территории Лондона выпадает 225-380 г сажи. Легкие человека от угольной пыли теряют свой розовый природный цвет и становятся аспидно-серыми.[ ...]
Второй длительно действующей опасностью, которой подвергается здоровье шахтера и которая вызывает в настоящее время особую озабоченность в США, является высокое содержание угольной пыли в воздухе. Обычные угледобывающие машины как бы вгрызаются в угольный пласт зубьями, расположенными на вращающемся барабане. При этом куски угля дробятся и образуется огромное количество мелкой пыли, от которой исключительно трудно избавиться. Безопасная концентрация таких частиц пыли установлена федеральным правительством на уровне 2 мг/м3 . Обычные угледобывающие машины, не оснащенные специальными пылеуловителями, создают концентрации пыли около 20 мг/м3, и нередко при работе на полную мощность допустимый уровень запыленности, установленный федеральным правительством США, оказывается превышенным. В то же время при гидравлической добыче угля, как показали замеры, уровень запыленности составляет всего около 0,15 мг/м3, что гораздо ниже установленной нормы и, следовательно, обеспечивает большую безопасность рабочих .[ ...]
Отметим и другие свойства аэрозолей, непосредственно угрожающие здоровью и жизни - их взрывоопасность и возможное самовозгорание. Мы уже отмечали эти свойства аэрюзолей применительно к угольной пыли (Лотош. Они же присущи и другим их типам. К ним относятся, например, тонкие пыли железа, алюминия, цинка. Взрывоопасность и самовозгорание пылей зависят от их химического состава, концентрации и дисперсности.[ ...]
Таким образом, идеальным примером пиролиза древесины в газовой среде является пиролиз древесной муки в кипящем слое, в котором каждая частица омывается со всех сторон теплоносителем. Но при этом трудно бороться с уносом угольных пылинок и улавливать пары ценных продуктов при очень большом разбавлении их неконденсируемыми газами. Величина потерь ценных продуктов при этом может превысить дополнительные их выходы.[ ...]
В Копейске Челябинской области намечено построить тепловую электростанцию с циркуляционным кипящим слоем.[ ...]
В Узбекистане весьма высокоэффективными оказались гуминовые препараты, разработанные в Институте химии АН УзССР на базе использования местных углей. К препаратам этой группы относятся следующие. Имеет вид угольной пыли со слабым запахом аммиака. Содержит 3,6% азота и 30-40% гуминовых кислот. Гумофос - аммонизированная смесь выветрело-го угля Кизыл-Кая и суперфосфата в соотношении 1:1. Содержит 2% азота, 9-10 - гуминовых кислот и 10- 12% доступного для растений фосфора. ГУ-ВУ - гуми-новое удобрение из выветрелого угля в виде исходной угольной пыли или гранул. Содержит 30% гуминовой кислоты. ГУ - гуминовая кислота, выделена из тех же углей. Главным действующим началом углегуминовых удобрений являются гуминовые кислоты.[ ...]
Освобожденный от СБд поток вентиляционных выбросов направляют для очистки от увлеченных частиц угольной пыли в циклоны и затем выбрасывают в атмосферу. Уловленную угольную пыль шнеком возвращают » адсорбер.[ ...]
Газ, содержащий SC>2, обрабатывают поглотительным раствором с оксидом магния, при этом образуется сульфит магния. После этого абсорбент, содержащий сульфит магния, смешивают с углеродсодержащим веществом. Полученную смесь нагревают (200 - 400°С) в регенерационном аппарате с освобождением концентрированного SO2 (более 10%) для последующей переработки в серную кислоту, а оксид магния возвращают в процесс. С целью удешевления процесса в качестве углерод со держащего вещества используют угольную пыль или смесь оксида углерода и водорода.[ ...]
При гидротранспорте адсорбента перемешивание дисперсной и сплошной фаз обеспечивается турбулентными пульсациями потока. Для интенсификации процесса перемешивания и ускорения поглощения растворенных веществ активными углями нередко в трубопроводах устанавливают специальные вставки или устройства 5, вызывающие дополнительное развитие турбулентности в потоке при изменении скорости жидкости по величине и направлению. Их выполняют в виде конусов, решеток, чередующихся вертикальных перегородок различной конфигурации, винтообразно закрученных элементов . Сточная вода, прошедшая очистку, подвергается частичному осветлению от угольной взвеси в отстойниках или открытых многоярусных гидроциклонах 6. Отработанный уголь, задержанный в отстойниках, по пульпопроводу 7 направляется на регенерацию. Окончательное освобождение очищенной воды от угольной пыли производится на скорых грубозернистых фильтрах 8.[ ...]
Еще одна разновидность электрического детектирования заключается в регистрации выбранных характеристических массовых линий элементов путем автоматического переключения напряженности магнитного поля или ускоряющего и фокусирующего напряжений. При этом ионный ток, соответствующий каждому выбранному виду ионов, интегрируется в течение значительно большего промежутка времени, что позволяет «сглаживать» нестабильность ионного тока разрядного источника и уменьшить влияние неоднородности образца на результаты анализа. Увеличение времени регистрации обусловливает также значительное повышение чувствительности этого способа детектирования по сравнению с таковой в методе последовательного сканирования всех массовых линий. Применение техники детектирования выбранных ионов при анализе образцов, содержащих неизвестные элементы, связано со значительными трудностями, что является существенным недостатком этого метода. Однако электрическое детектирование, сокращая время, требуемое для анализа, делает метод ИМС пригодным для рутинной эксплуатации, допускающей проведение исследований при относительно низком разрешении. Благодаря этому искровую масс-спектрометрию применяют при определении элементного состава следовых загрязнении в аэрозолях угольной пыли и продуктах газификации каменных углей.
