?На правах рукописи

НИКУЛИН Андрей Николаевич

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ Термический ЭНЕРГИИ НА Базе ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Жестких ГОРЮЧИХ ОТХОДОВ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 25.00.36 — Геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 П рп» гт^

САНКТ-ПЕТЕРБ^г, 2008

003172125

Работа выполнена в муниципальном образовательном учреждении высшего проф образования Санкт-Петербургском муниципальном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом институте).

Научный управляющий -заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, доктор

Ведущая организация — ОАО «Гипрошахт».

Защита диссертации состоится 25 июня 2008 г. в 14 ч 15 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском муниципальном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом институте) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского муниципального горного института.

Автореферат разослан 23 мая 2008 г.

Шувалов Юрий Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доктор

Холодняков Генрих Александрович,

кандидат технических наук

Митрофанова Татьяна Николаевна

диссертационного совета д.т.н., доктор

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

Э.И.БОГУСЛАВСКИЙ

ОБЩАЯ Черта РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие ресурсосберегающих технологий и инвестиции в сбережение энергии, с экономических, экологических и соц точек зрения, имеют преимущество перед наращиванием объемов добываемых энергоресурсов

Существующая экологическая напряженность в добывающих и перерабатывающих регионах страны почти во всем связана с местами складирования жестких горючих отходов, которые, теряя свою энергетическую и экономическую ценность, нарушают окружающую природную среду Так, в 2007 году при переработке энергетических углей образовалось 156 тыс т шлама и 7516 тыс т отсева, коксующихся углей — 377 тыс т шлама и 2023 тыс т отсева Раз в год лесопромышленный комплекс Рф перерабатывает более 300 млн м3 древесной породы при всем этом появляется около 150 млн м3 применимых для использования древесных отходов Освоение этих локальных техногенных месторождений с получением облагороженных топливных ресурсов осуществимо с применением мобильных перерабатывающих установок на базе технологии брикетирования

Ведущими научными организациями в области обогащения и брикетирования углей является ИОТТ, ФГУП Институт горючих ископаемых, МГГУ

Большой вклад в исследование технологий брикетирования занесли ученые Рф, в числе их С С Будаев, Ю В Шувалов, В И Косов, Ю А Нифонтов, В А Рубан, А Р Молявко, Н С Егоров, А Е Молчанов и др Улучшение ресурсосберегающих технологий, на базе методов брикетирования, имеет принципиальное народнохозяйственное значение в

достижении намеченных целей «Энергетической стратегии раз——- Г»________1ЛЛП____»

от пл I uwjih ди 1 ида

Имеющиеся способы теплового брикетирования, окомкования, гранулирования жестких горючих отходов дорогостоящи, трудоемки и требовательны к качеству начального сырья. Потому более многообещающим и универсальным методом является экструдерное брикетирование с применением связывающих материалов Состав и рецептура изготовления топливных

брикетов должны изменяться зависимо от начальных материалов и предназначения горючего Размещение брикетных установок производительностью от 6 до 18 тыс т брикетов в год делается на базе оценки наличия объемов сырья и рынков употребления брикетного горючего

Цель работы — понижение нагрузки на окружающую среду и ресурсосбережение обычных видов горючего при использовании малоликвидных жестких горючих отходов

Основная мысль работы: создание термический энергии целенаправлено обеспечивать за счет новых видов горючего, получаемого при облагораживании жестких углеродсодержащих материалов

Главные задачки работы

— разработка новых видов горючего на базе переработки жестких углеродсодержащих отходов,

— установление зависимости конфигурации нагрузки на окружающую среду при получении термический энергии с внедрением различных видов горючих материалов,

— разработка хороших характеристик горючих консистенций на базе жестких горючих углеродсодержащих отходов

Научная новизна работы:

— установлена зависимость экологической нагрузки на окружающую среду от себестоимости выработки термический энергии и теплотворной возможности горючего,

— определена зависимость конфигурации нагрузки на окружающую среду при получении термический энергии от использования различных видов горючих материалов

Главные защищаемые положения:

1 Рациональное внедрение углеродсодержащих горючих отходов добывающих и перерабатывающих отраслей индустрии может быть достигнуто на базе изготовления котельно-брикетного горючего с добавками связывающего вещества (глина) 5-7%, активизатора горения (сухой спирт) — 10-15 %

2 Лучший состав брикетного горючего для бытовых нужд обеспечивается добавлением в угольные брикеты малокалорийных биотоплив (отходы лесного и сельскохозяйственного производства), в соотношении 1/3, снижающих удельные

выбросы в окружающую среду С02 на 26% и создающих допустимую теплоту сгорания горючего

3 Экологическая нагрузка на окружающую среду в виде удельных выбросов загрязняющих веществ при сжигании угле-родсодержащих жестких и водянистых топлив определяется установленной экспоненциальной зависимостью от их теплотворной возможности и себестоимости выработки термический энергии

Способы исследовательских работ. Работа выполнена с внедрением комплекса способов исследовательских работ, включающего анализ топливно-энергетического баланса страны с определением оптимальных путей развития ресурсосберегающих технологий и воздействия топливно-энергетического комплекса на окружающую среду, анализ способов переработки жестких горючих отходов с целью получения термический энергии, патентно-информационный анализ имеющихся рецептур и составов брикетного горючего, экспериментальные исследования частей технологического процесса производства новых видов окускованного горючего, физико-механическая оценка параметров приобретенных опытнейших образцов, математическая обработка данных современными компьютерными программками («Котельные» (Версия 3 4), УПРЗА Эколог 3 и др)

Достоверность научных положений, выводов и советов обеспечивается применением современных способов анализа, привлечением статистических данных угольной отрасли, близкой сходимостью результатов моделирования и теоретических исследовательских работ с практическими плодами в области брикетирования, актами внедрения на угольной шахте городка Шураб (Республика Таджикистан) и ООО «СевМорТех» (г Санкт-Петербург) результатов исследований, также справкой об использовании результатов научно-исследовательской работы ОАО «Воркутауголь»

Практическая значимость работы

— разработана систематизация русских компаний по объемам образования жестких горючих отходов и их высококачественному составу, также определены прогнозные рынки сбыта облагороженного коммунально-бытового горючего,

— произведен анализ оптимальных систем подготовки и переработки углеродсодержащих материалов,

— даны советы по выбору технологических решений, принципной схемы, технологического оборудования производственного модуля по переработке жестких горючих отходов,

— разработаны рецептуры и составы топливных брикетов на базе жестких горючих отходов производства,

— произведена оценка эколого-экономической действенное™ сотворения предприятия — объекта переработки жестких горючих отходов

Личный вклад создателя работы заключается в разработке методики исследовательских работ, участии в проведении основной части экспериментальных исследовательских работ, в разработке рецептур изготовления и составов топливных брикетов, в разработке технологии брикетирования угольного отсева со связывающими материалами и модификаторами, в проведении эколого-экономического расчета эффективности внедрения технологии утилизации и сжигания жестких горючих отходов

Апробация работы. Главные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались и дискуссировались на 20 интернациональных, русских научно-технических конференциях, совещаниях, симпозиумах, выставках, в том числе Каждогодная научная конференция юных ученых «Полезные ископаемые Рф и их освоение» (г Санкт-Петербург, 2005 -2008 гг ), «Неделя горняка» (МГГУ, г Москва, 2005 -2008 гг), Научно-практическая конференция в Краковской горнометаллургической академии (Краков, Польша. 2005 г, 2006 г), LVI Интернациональный форум горняков и металлургов (Фрайберг, Германия 2006 г), Интернациональная выставка-конгресс «Высокие технологии Инновации Инвестиции» (г Санкт-Петербург 2005 г , 2006 г ), Интернациональная выставка «ВейстТек 2007» (г Москва), где научные разработки были отмечены сертификатами, дипломами, серебряными и бронзовыми медалями

Реализация результатов работы. Акт промышленного внедрения результатов научной деятельности на шахте №8 АООТ «Ангишт» (г Шураб, Таджикистан), акт промышленного внедрения результатов научной деятельности ООО «СевМорТех» (г Санкт-Петербург, Наша родина), справкой об использовании результатов научно-исследовательской работы ОАО «Воркутауголь» (г Воркута, Наша родина)

Публикации. По теме диссертационной работы размещено 25 научных трудов, в их число входят 11 статей в ведущих рецензируемых научных изданиях Русской Федерации, 3 забугорные публикации, соавторство в 2-х монографиях и 9 статей в сборниках материалов по итогам интернациональных и всероссийских конференций Получено 2 патента на изобретение по теме диссертации

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 165 страничках машинописного текста, содержит 35 рисунков, 47 таблиц и перечень литературы из 120 наименований

Благодарность Создатель выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю, заслуженному деятелю науки РФ, доктору, медику технических наук Ю В Шувалову за внимание, помощь и поддержку, оказываемые в процессе выполнения работы, директору шахты №8 АООТ «Ангишт» Р А Азимову, руководителям ООО «СевМорТех» А.П Ефимову и В В Соколову за помощь в проведении исследовательских работ и их реализации на производстве, главному спецу ОАО НПК «Механобр-Техника» Ю Ю Александрову за консультации при написании работы

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Рациональное внедрение углеродсодержащих горючих отходов добывающих и перерабатывающих отраслей индустрии может быть достигнуто на базе изготовления котельно-брикетного горючего с добавками связывающего вещества (глина) 5-7% и активизатора горения (сухой спирт)-10-15 %.

В итоге добычи и обогащения каменных углей появляется существенное количество жестких и водянистых углеродсодержащих отходов (шлам, отсев) складирующихся в отвалах и шламохранилищах Утилизация и переработка этих отходов имеет высшую экологическую значимость вровень с возможностью сотворения ресурсосберегающих технологий

Современным подходом на новеньком технологическом уровне является брикетирование жестких углеродсодержащих отходов с целью получения высококалорийного облагороженного топливного брикета созданного для сжигания в котлах производительностью наименее 30 т пара в час (наименее 20 Гкал в час) либо в коммунально-бытовых котельных

Перспективность производства брикетов подкрепляется тем, что по своим высококачественным чертам шламы не уступают добываемым углям Анализ угольных шламов на ОАО «Воркутауголь» указывает, что они на 50% состоят из тонкодисперсных частиц класса (<3= 0-0,1 мм) и при всем этом имеют высшую теплотворную способность (8347 Ккал/кг) с зольностью 22,2 %

Разработка брикетирования мелкодисперсных углеродсодержащих отходов содержит в себе выбор брикетного пресса, подготовку компонент шихты по влажности и фракционному составу, подбор связывающих материалов, определение рационального состава шихты, компанию процесса сушки брикетов-сырцов (определение времени и температуры обработки), выбор хорошей формы и размеров брикетов

Выполненный анализ энергозатрат на формообразование в разных критериях брикетирования позволил найти оптимальный способ и главные технологические приемы прессования Беря во внимание эффективность приложения усилий формования способом нескончаемого клина и поболее низкую его энергоемкость, предлагается использовать для брикетирования угольного шлама экструдерный пресс

Проведенные экспериментальные лабораторные исследования процесса структурообразования брикета проявили, что нужно соблюдение последующих характеристик технологического процесса-

1) лучший фракционный состав угольной шихты находится в границах отОдо 1,25 мм с наибольшим размером частиц 2,5 мм,

2) соотношение длины и поперечника брикета определяются зависимостью / = (1,5 — 2)с1, где I-длина брикета, а (?- наружный поперечник,

3) универсальным связывающим материалом является кембрийская глина, в 6%-ом по массе содержании в брикете;

4) среднее влагосодержание шихты при формовании экструдерным прессом — 9-11%,

5) термообработка брикетов-сырцов проводится при 1=100-150°С в течение 60-80 мин

Реализация процесса брикетирования угольного шлама целесообразна с внедрением разработанной принципной технологической схемы брикетного модуля (рис 1)

модификаторы

Рис 1 Брикетный модуль Технологическая схема 1 Электродвигатель с редуктором, 2 Система подачи воды, 3 Бункер, 4 Дозатор, 5 Шнек, 6 Конусообразная рубаха,7 Пустотообразователь, 8 Автомат для резки брикетов ПЛПК 04, 9 Цилиндрический брикет, 10 Виброраскладчик, 11 Сушилка JIC 1,0-12НК-02

Данная разработка была реализована на угольной шахте № 8 АООТ «Ангишт» в городке Шураб (Республика Таджикистан), где были получены положительные результаты и подтвердились советы исследований

Для оценки и увеличения прочности брикета, ускорения воспламенения, было предложено введение в состав консистенции модификатора — уротропина (сухой спирт), что позволило достигнуть новых параметров брикета Правильно содержание преобразующей лобайки показано на графике (рис 2)

Разработан и патентован (получено положительное решение на изобретение) состав угольного брикета с преобразующей добавкой — сухой спирт при последующем соотношении компонент, (мае) % мелкофракционное горючее — 75-85, кембрийская глина — 5-10, сухой спирт — 10-15, а после набора готовым брикетом конечной массы его поверхность глазируется

легковоспламеняющимсязащитным слоем, который является веществом с 40% содержанием сухого спирта

Рациональное содержание 1 к сухого спирта

-чО 80 •

о Е 60 •

е то 40 ¦¦

0 -1-1-1-1-

0 2,5 5 7,5 10 12,5 Содержание интенсификатора , %

Рис 2 Содержание уротропина в брикете

На предприятии и в лабораторных критериях угольные брикеты исследовались по программке технического анализа и анализа элементного состава зольность — 27,3%, выход летучих компонент — 31,4%, содержание серы — 0,44%, теплота сгорания — 26 МДж/кг, что гласит нам о способности внедрения этого горючего в малой энергетике

Брикетирование отходов углеобогащения целенаправлено создавать с внедрением брикетного пресса с низким уровнем энергопотребления и высочайшей производительностью по готовому продукту

Усовершенствование технологии брикетирования привело к разработке и изготовлению опытнейшего эталона нового конвейерного брикетного пресса отличающегося обычным конструкционным исполнением, позволяющим обеспечить высшую производительность по готовой продукции (1,5 — 2 т брикетов в час) при малом уровне употребления электроэнергии 5,5-6 кВт/ч

Базу пресса составляют два кинематически связанные с приводом подвижных рабочих органа с возможностью подачи в место меж ними прессуемой массы (рис 3)

Рис. 3 Конвейерный брикетный пресс.

В состав пресса заходит: 1. Вертикальный контур с перегородками; 2. Наклонный контур; 3. Стойка контура 1; 4. Стойка контура 2; 5. Приводной барабан контура 1; 6. Приводной барабан контура 2; 7. Натяжной блок контура 1; 8. Натяжной блок контура 2; 9. Опора трения контура 1; 10. Опора трения контура 2; 11. Боковая стена левая (не показана); 12. Боковая стена правая (не показана); 13. Перегородка; 14. Мотор-редуктор; 15. Рама; 16. Плита; 17. Винтообразная стяжка левая; 18. Винтообразная стяжка правая.

Таким макаром, создание и получение энергии за счет использования окускгтяннпгп тип пипя на базе малолнкгкдных горючих материалов позволяет уменьшить потребление обычных энергоресурсов, понизить негативное воздействие на природную среду (утилизация отходов и сокращение удельных выбросов загрязняющих веществ), также получить соц и экономический эффекты благодаря созданию производственных мощностей и реализации готовой продукции.

2. Лучший состав брикетного горючего для бытовых нужд обеспечивается добавлением в угольные брикеты малокалорийных биотоплив (отходы лесного и сельскохозяйственного производства), в соотношении 1/3, снижающих удельные выбросы в окружающую среду СО2 на 26% и создающих допустимую теплоту сгорания горючего.

Применение коммунально-бытового горючего на базе отходов углеобогащения нереально из-за высочайшей температурь? горения, превосходящей максимально допустимую для бытовых отопительных устройств, также завышенной концентрации загрязняющих веществ в дымовых газах В таком случае нужно вербование энергетического потенциала биотоплива, которое можно вводить в состав угольного брикета

Введение в состав брикета биоресурсов (древесный опил, трава, шелуха) просит их подготовку по фракционному составу Проведение экспериментального измельчения на молотковой молотилке МД 3×2 производства ОАО НПК «Механобр-техника» и опытнейшее брикетирование приобретенных фракционных составов, оцениваемое по пластичности консистенции, показало, что выход наибольших по крупности частиц древесной породы не должен превосходить 3 мм Исходя из этого, был принят фракционный состав, приобретенный при установке на молотковую молотилку решетки с 3 мм размером ячейки 3 мм — 29,5 %, 1 мм -17,6 %, 0,5 мм -17,3 %, 0,3 мм — 29,5%

Отработать технологию производства и метод получения топливных брикетов удалось на опытно-промышленной площадке ООО «СевМорТех» (г Санкт-Петербург, Наша родина) В качестве основного брикетирующего оборудования был взят экструдер-ный пресс похожий по техническим характеристикам с экструдерным прессом конструкции Б Н Лукьянца

По этой технологии были получены брикеты содержащие угольную мелочь, древесный опил, навоз, нефтешламы Хорошим составом является последующее процентное соотношение компонент, масс. % древесные отходы — 35-40, навоз (пластификатор) — 10, угольная мелочь -15, нефтешламы — 5; остальное — вода

Проведенные лабораторные исследования топливных брикетов по физико-механическим и высококачественным чертам в ОАО «Ленэнерго» проявили, что массовая толика общей воды в рабочем состоянии брикетов — 11%, зольность — 15%, теплота сгорания низшая — 15,8 МДж/кг, выход летучих веществ -41,7%, массовая толика общей серы — 0,2 %

Итоги испытаний свидетельствуют о рациональности использования в производстве горючего для котельных и бытовых нужд предложенных составов брикетов

Для исследования высококачественных черт брикетов на базе опилок (<1 < 3 мм) и угольной мелочи (с1 < 1 мм) были подготовлены 5 составов опытнейших образцов (рис 4)

На базе приобретенных результатов удалось найти зависимость выбросов СОг и теплотворной возможности от процентного содержания угля и опилок в составе поликомпонентных брикетов

Рациональное соотношение уголь/опилки в составе консистенции является — 1/3, потому что выбросы С02 понижаются на 26% по сопоставлению угольными брикетами, а теплотворная способность сокращается более чем на 20% и составляет 16 МДж/кг, что превосходит теплотворную способность опилок более чем на

Содержание биотоплива в угольном брикете, %

—•— Теплотворная способность горючего, МДж/кг ¦ Удельные выбросы СОг, г/т у т

Рис 4 Зависимости характеристик брикетов от их высококачественного состава

Применение топливных брикетов из угольной мелочи и древесного опила понижает расход энергоэлемента при получении термический и электронной энергии на 40% без значимой модификации котельного оборудования.

3. Экологическая нагрузка на окружающую среду в виде удельных выбросов загрязняющих веществ при сжигании угле-родсодержащих жестких и водянистых тонлив определяется установленной экспоненциальной зависимостью от их теплотворной возможности и себестоимости выработки термический энергии.

Создание термический и электронной энергии при использовании жестких и водянистых топлив неизбежно связано с различной степенью нагрузки на окружающую среду Решением экологических и ресурсосберегающих задач является вовлечение в топливный баланс брикетного горючего на базе отходов обогащения каменных углей (шлам, отсев), деревообработки (опил, щепа, стружка), производства сельскохозяйственной продукции (трава, шелуха) и торфяной индустрии Перспективность внедрения тех либо других видов горючего находится в зависимости от их высококачественных черт (теплотворная способность), стоимостных характеристик и объемов удельных выбросов загрязняющих веществ при их сжигании

Внедрение разных видов горючего для получения термический и электронной энергии просит его издержек от 34 до 42 кг у т на ГДж получаемого тепла либо от 0,276 до 0,345 кг у т на 1 кВт ч вырабатываемой электроэнергии (табл 1)

Таблица 1 — Соотношение эколого-экономического вреда для разных топлив (атмосферные выбросы)_

Горючее Экологоэкономический вред, руб /ГДж

Уголь каменный 0,2-0,5

Уголь бурый 0,3-0,6

Сланец 0,3-0,6

Торф 0,06-0,1

Брикеты древесные 0,2-0,3

Мазут 0,1-0,2

Природный газ 0,005-0,01

Определено, что больший эколого-экономический вред (атмосферные выбросы) появляется при сжигании каменного, бурого угля и сланца, а меньший при сжигании природного газа Сравним высококачественные свойства обычных энергоресурсов с брикетным топливом различного состава (табл 2)

Таблица 2 — Характеристики углеродсодержащих видов горючего

№, п/п Горючее <3, кДж/кг с, руб /Гкал А, кг/т у т

БОх N0, СО

1 Мазут 42245,0 950,0 45,1 7,1 7,2

2 Уголь каменный 26430,0 806,0 20,0 11,0 22,0

3 Уголь бурый 18980,0 580,0 16,8 7,9 8,4

4 Торф кусковой 14450,0 468,0 3,2 28,9 46,9

5 Торф фрезерный 14286,0 422,0 3,1 29,1 47,0

6 Сланец 12450,0 490,0 19,0 6,2 20,0

7 Древесная щепа 11200,0 440,0 0,5 19,2 72,4

8 Шелуха зерновых 9120,0 380,0 0,8 25,0 58,7

9 Брикет угольный 28700,0 460,0 18,4 7,3 6,4

10 Брикет буро-угольный 22870,0 680,0 16,0 5,0 35,9

11 Брикет древесный 18450,0 680,0 0,5 18,7 70,0

12 Брикет торфяной 16430,0 920,0 3,4 28,9 48,0

13 Брикет из с/х отходов 14560,0 720,0 1,0 41,0 65,6

Примечание <3 - теплотворная способность горючего, С - себестои-

мость производства 1 Гкал термический энергии, А — удельные выбросы загрязняющих вешеств на 1 т у т

Проведенный анализ высококачественных черт обычных энергоресурсов и брикетного горючего указывает наличие зависимостей нагрузки на окружающую среду в виде удельных выбросов загрязняющих веществ от теплотворной возможности горючего и себестоимость производства энергии, представленных на рис 5 и 6

Теплотворная способность горючего, МДж/кг

— СО —41—№Ох —4—эОх

Рис 5 Зависимость нагрузки на окружающую среду от теплотворной возможности обычного горючего при его сжигании

10 15 20 25 30

Теплотворная способность горючего, МДж/кг

— СО —-а—ЫОх — ¦—вОх

Рис 6 Зависимость нагрузки на окружающую среду от теплотворной возможности брикетного горючего при его сжигании

Зависимость нагрузки на окружающую среду от себестоимости выработки термический энергии при сжигании обычных энергоресурсов и брикетного горючего представлена на рис 7 и 8

60 50 40 30 20 10 0

у =0,1617еООС63» »

л у = 169,25еои>33* t /

¦ ——- У = 44,198еоооа(_____ * » * -1—г——г-1

300 400 500 600 700 800 900 1000 Себестоимость выработки т»пла, руб /Гкал

Рис 7 Зависимость нагрузки на окружающую среду от себестоимости выработки термический энергии при сжигании обычного горючего

4UU t>UU 600 700 800 900 Себестоимость выработки тепла, руб/Гкал

СО — -В—NOx

—¦—SOx

Рис 8 Зависимость нагрузки на окружающую среду от себестоимости выработки термический энергии при сжигании брикетного горючего

При сжигании обычного горючего экологическая нагрузка на окружающую природную среду в виде удельных выбросов загрязняющих веществ имеет экспоненциальную зависимость от теплотворной возможности топлив и цены производства 1 Гкал тепла

— удельные выбросы БО* понижаются при понижении цены термический энергии и понижении его калорийности, а растут по оборотной зависимости,

— удельные выбросы N0* понижаются при увеличении цены термический энергии и увеличении его калорийности, а растут по оборотной зависимости,

— удельные выбросы СО понижаются при увеличении цены термический энергии и увеличении его калорийности, а растут по оборотной зависимости,

При сжигании брикетного горючего на базе жестких горючих отходов производства экологическая нагрузка на окружающую природную среду в виде удельных выбросов загрязняющих веществ имеет экспоненциальную зависимость от теплотворной возможности топлив и себестоимости производства 1 Гкал тепла

— удельные выбросы Б0Х понижаются при увеличении цены термический энергии и понижении его калорийности, а растут по оборотной зависимости,

— удельные выбросы N0* понижаются при понижении цены термический энергии и увеличении его калорийности, а растут по оборотной зависимости,

— удельные выбросы СО понижаются при понижении цены термический энергии и увеличении его калорийности, а растут по оборотной зависимости

Приобретенной экспоненциальной зависимостью можно воспользоваться при приблизительной оценке перевода котельной с 1-го вида горючего на другое и при организации производства термический энергии в районах имеющих разные виды топливно-энергетических ресурсов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-исследовательскую работу, в какой решена принципиальная животрепещущая задачка понижения нагрузки на окружающую среду и ресурсосбе-

режение обычных видов горючего при использовании малоликвидных жестких горючих материалов

Выполненные создателем исследования позволяют сделать последующие выводы и дать советы, направленные на развитие ресурсосберегающих технологий

1 Установлено, что оптимальным методом облагораживания отходов углеобогащения является экструзионное брикетирование с внедрением связывающих материалов, отличающийся низкой металлоемкостью и затратами энергии при производстве топливных брикетов

2 Определено, что для брикетирования в экструдерном прессе лучший фракционный состав угольной шихты находится в границах 0-1,25 мм с наибольшим размером частиц 2,5 мм, влажность шихты не должна превосходить 9-11%, а термообработку брикетов перед отправкой на склад необходимо проводить при t=100-150°C в течение 60-80 мин, форма брикетов должна быть цилиндрической с продольной перфорацией

3 Установлено, что рациональное внедрение угле-родсодержащих горючих отходов добывающих и перерабатывающих отраслей может быть достигнуто изготовлением брикетного горючего с преобразующей добавкой — сухой спирт при последующем соотношении компонент, (мае) % мелкофракционное горючее — 75-85, кембрийская глина — 5-10, сухой спирт -10-15, а после набора готовым брикетом конечной массы его поверхность глазируется легковоспламеняющимся защитным слоем, который является веществом с 40% содержанием сухого спирта

4 Установлено, что рациональная рецегпура изготовления угольно-брикетного горючего для бытозых нужд, обеспечивающаяся добавками малокалорийных биотоплив в состав брикета, мае %: древесные отходы — 35-40, навоз (белкозин) — 10, угольная мелочь — 15, лефтешлзты — 5, ocidjibnue вода, приводит к понижению выЬросов в окружающую среду С02 на 30% и теплоту сгорания до 16 МДж/кг

5. Установлена, что экологическая нагрузка на окружающую среду в виде удельных выбросов загрязняющих веществ, при сжигании разных видов углеродсодержащих отходов, имеет экспоненциальную зависимость от себестоимости выработки тепла и теплотворной возможности горючего

6 Установлено, что при переводе отопительно-производственной котельной шахты Воргашорская на угольно-брикетное горючее, суммарный газовый выброс с 2980,795 т/год (94,5 г/с) сократится на 26% и составит 2219, 9 т/год (71,4 г/с), при всем этом каждогодная плата за загрязнение атмосферного воздуха сократится на 29% с 1361,234 тыс руб до 972,996 тыс руб, а цена 1 Гкал термический энергии сократится на 70,9 руб (с 485 до 414,1 руб/Г'кал) при понижении общих расходах на создание термический энергии более чем на 4,7 млн руб /год

Главные положения работы диссертации размещены в последующих работах:

1 Никулин А Н Исследование новых методов переработки горючих жестких отходов горнодобывающих отраслей // Записки горного института -СПб, СПГГИ(ТУ), 2004 г — СПб СПГГИ, 2004, Т159 Часть 1 С 57 — 59

2 Шувалов 10 В , Нифонтов Ю А , Никулин А Н Брикетирование нестандартных видов горючего // Горный информационно-аналитический бюллетень — Москва, МГГУ, №10, 2005 г — М МГГУ, 2005-С 161-166

3 Шувалов Ю В , Нифонтов Ю А , Нифонтова Т И Никулин А Н Выбор оптимальных составов топливно-энергетического сырья для выработки термический энергии котельными Ленинградской области // Записки горного института — СПб, СПГТИ, 2005 г — СПб СПГГИ, 2005 -Т 166 С 231-233

4 Никулин А Н Исследование новых методов переработки отходов растительной биомассы в сельскохозяйственном производстве // Записки горного института — Санкт-Петербург, СПГГИ, 2006 г — СПб СПГГИ, 2006-Т167 Часть 2 С 106-109

5 Шувалов Ю В и др Безопасность жизнедеятельности трудящихся в горнодобывающих регионах Севера // Монография СПб Интернациональная академия экологии, безопасности человека и природы (МАНЭБ) — 2006 — 640 с

6 Шувалов Ю В , Никулин А Н Ресурсосберегающие технологии получения термический энергии на базе переработки жестких горючих углеродсодержащих отходов // Записки горного института — Санкт-Петербург, СПГГИ, 2007 г — СПб СПГГИ, 2007-Т170 Часть 1 С 139-141

7 Шувалов Ю В , Никулин А Н Переработка и утилизация отходов горного производства // Горный информационно-аналитический бюллетень — Москва, МГГУ, №2,2007 г — М МГГУ, 2007 — С 221 — 224