|
| |
|
Главная -> Экология
Альтернативные системы теплоснаб. Переработка и вывоз строительного мусораСущественное влияние на природную окружающую среду оказывает выдача и переработка горной массы и пород от проведения горных выработок, которые выражаются в занятии земель под отвалы, нарушении естественного ландшафта земной поверхности, загрязнении атмосферы твердыми и газообразными примесями, загрязнении водоемов шламовыми водами. Значительные нарушения природного ландшафта происходят за счет складирования породы в отвалах шахтами и обогатительными фабриками. Каждая тысяча тонн подземной добычи сопровождается выдачей на поверхность 110…150 м3 пород, тысяча тонн обогащения угля – складированием 100…120 м3 пород. Овалы углеотходов вызывают отчуждение значительного количества дефицитных земель, загрязнения грунтовых вод, почв и воздушного бассейна. Техногенная нагрузка на единицу территории в Донецкой области более чем в 9 раз превышает среднюю по Украине. В результате работы горнодобывающих предприятий нарушено 24 тыс. га земель сельхозназначения, из которых 4,3 тыс. га отработаны и подлежат для рекультивации, этот объем площадей за последние 10 лет не уменьшается под породными отвалами в области занято 3,7 тыс. га. У многих угледобывающих предприятий имеются самозахваты земель. Например, шахты бывшего объединения «Донецкуголь» под породные отвалы без отвода земель заняли около 200 га, из них 2,6 га сельхозугодий. За весь период работы угольных шахт в регионе образовалось 580 породных отвалов, 110 из которых продолжают гореть, а работы по их тушению практически не ведутся. Площадь поверхности каждого такого отвала около 0,12 км2. Чтобы провести профилактику самовозгорания всех поверхностей отвалов необходимо добыть более 4 млн. т глины или 22 т на 1000 т породы. Большой вред природному ландшафту нанесен отсыпкой конических отвалов, высота которых колеблется от 20 до 110…120 м. Эти отвалы наиболее склонны к самовозгоранию. На наш взгляд самовозгорание является следствием химического процесса связанного с высокой концентрацией соединения серы, которая в соединении с влагой образует сернистое соединение, вступающие в окислительную реакцию с породами и включениями угля с выделением тепла. Общеизвестно, что в глубине терриконов подверженных горению температура достигает 1000оС и более. Процесс горения длится до 20 лет. Выше изложенное свидетельствует, что использование тепла, выделяемого в процессе горения терриконов, может решить одновременно три задачи, а именно: экологическую, экономическую и социальную. Экологическая – при оптимальном поддерживании процесса горения, можно избежать вредных выбросов в атмосферу, а главное за счет полного сгорания горной массы ликвидировать террикон. Экономическая – использование природного тепла, при минимальных финансовых затрататах получение тепловой и электроэнергии. Социальная – создание рабочих мест по технологическому обслуживанию установок при использовании тепловой энергии горящих терриконов. В связи с тем, что горящие терриконы находятся в непосредственной близости от поселков, населенных пунктов, использование их в качестве тепловой энергии весьма заманчиво. Однако ввод в зону горения террикона любых инородных тел нарушает сплошность его поверхности, что провоцирует увеличение скорости окисления, т.е. процесса горения, что связано с активным выделением вредных веществ, выбрасываемых в окружающую среду. Это крайне отрицательно сказывается на экологической обстановке, что осложняет использование горящих терриконов, находящихся в непосредственной близости от населенных пунктов в промышленных условиях. Хотя экономические затраты по транспортированию теплоносителей незначительны из-за малых расстояний между источником тепловой (электро) энергии и потребителем, затраты по обеспечению безопасности эксплуатации технологического процесса на данный момент времени весьма значительны, что приводит к неэффективности их использования. Горящие терриконы, находящиеся на значительном удалении от потребителей тепла наиболее перспективно использовать, когда есть возможность расположить потребителя тепла рядом или преобразовать тепловую энергию в электрическую. Промышленное использование горящих породных отвалов вблизи населенных пунктов в качестве источников тепла и электроэнергии наиболее перспективно, но как указывалось ранее сопряжено со многими трудностями как технического, экологического, так и экономического характера. Горящие терриконы, находящиеся на значительном удалении от населенных пунктов наиболее перспективны, на данный момент времени, как с позиции их скорейшего использования (отработка опытной технологии, безопасности, экологической чистоты) т.к. в процессе отработки смягчаются некоторые требования предъявляемые, санитарно-гигиеническими и экологическими службами. Наиболее перспективными направлениями по их использованию являются: получение электроэнергии и химических продуктов (серы, серной кислоты и т.д.). Рис.1 Практическая реализация предлагаемого способа использования энергии горящих терриконов представлена на рисунке 1 и заключается в следующем. В зону максимальной температуры (очаг горения) вводится посредством механизма ориентации (2), представляющим собой силовой робот, позволяющий ввести теплопреобразователь (1) в зону горения. Теплопреобразователь представляет собой буровую штангу, внутри нее размещен теплосъемник, в котором находится водоподающая труба, в которую закачивается вода насосом (3). В периферийной зоне, которая находится в зоне горения террикона, происходит преобразование воды в пар, который перемещается к выходу, проходит вдоль подводящего водяного става, чем подогревает воду, подающуюся в зону парообразования. Полученный пар поступает в отводной трубопровод и может направляться непосредственно на коммунальные нужды (обогрев помещений, получение горячей воды), а так же электропарогенератор (4) для получения электроэнергии. Для активизации процесса горения, посредством той же трубы (буровой штанги) в зону горения вносятся необходимые реагенты и по ней же отводятся продукты горения, которые впоследствии и утилизируются. Управление технологическим процессом осуществляется блоком управления процессом горения и утилизации продуктов горения (5). Блок автоматического управления технологическим процессом способа использования энергии горящих терриконов включает в себя следующие функциональные блоки: блок регулирования и поддержания направления подачи исполнительного органа в породном отвале для получения пара; блок контроля и поддержания режимных параметров получения теплоносителя в активной зоне породного отвала; блок управления подачи реагентов в активную зону генератора пара, а так же отбора продуктов выделяемых в процессе горения; блок управления процессом получения серной кислоты; блок управления электропарогенератором. Работа системы автоматического управления процессом получения энергии заключается в следующем: автоматическая подача исполнительного органа генератора пара в активную зону горения породного отвала осуществляется блоком регулирования и стабилизации направления подачи исполнительного органа. Периодически, по мере уменьшения интенсивности парообразования, которое оценивается косвенно, по датчикам давления и температуры, расположенных в активной зоне генератора пара. Стабилизация температуры парообразования в активной зоне генератора пара производится путем взаимосвязанного регулирования количества воды, подаваемой в парогенератор и ввода реагентов в зону горения, а так же местоположения парогенератора в активной зоне горения породного отвала. Разработанный способ использования тепловой энергии горящих терриконов имеет ряд оригинальных технических решений защищенных патентами.
В настоящее время поиск эффективных технологий использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) входит в круг интересов практически всех уровней власти. Использование энергии НВИЭ даёт возможность экономить органическое топливо, снижать загрязнение окружающей среды, удовлетворять нужды потребителей, расположенных как вдали от централизованных систем теплоснабжения, так и вблизи от них, снимая дефицит тепла при интенсивной застройке, обеспечивая постепенные капиталовложения. Один из реальных путей решения перечисленных задач — создание теплонасосных станций, предназначенных для отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования одновременно. Тепловой насос (ТН) представляет собой устройство, позволяющее аккумулировать тепло низкопотенциальных источников тепла (НИТ), использующее эффект фазового перехода жидкостей в пар при низких температурах (фреоны, кипящие в диапазоне температур: (-9)..(-30)° С. ТН состоит из испарителя, конденсатора, дросселирующего устройства, компрессора и привода компрессора. Как правило, привод компрессора — электродвигатель. На рисунке приведена схема принципиального устройства парокомпрессионных ТН. В испаритель поступает вода из низкопотенциального источника тепла (грунтовая, артезианская, речная, озерная, морская вода систем оборотного водоснабжения и т. п.). За счет охлаждения этой воды в испарителе происходит процесс кипения хладона, пары которого поступают в компрессор, где происходит их сжатие с повышением температуры. Сжатые пары хладона затем конденсируются при высоких температуре и давлении, отдавая тепло воде системы отопления (+65° С). Термодинамический цикл ТН завершается дросселированием охлажденного жидкого хладона при помощи дроссельного клапана с последующим его возвратом в испаритель. Конструкция ТН исключает попадание хладона в водяные магистрали систем отопления, горячего водоснабжения и окружающую среду. Эффективность работы ТН определяется соотношением полученной потребителем тепловой энергии к затраченной электрической и носит название коэффициент преобразования (КОП). Основными параметрами, определяющими величину КОП, являются температуры НИТ и системы отопления или горячего водоснабжения (ГВС). Так, при tнит = +8° С и tотоп = +65° С КОП = 3, т. е. на один киловатт затраченной электроэнергии потребитель получит 3 кВт тепла, т. е. две единицы тепла получены от НИТ. Необходимо помнить, что при охлаждении воды на 1° С выделяется 1.163 кВт тепла. В качестве НИТ могут использоваться: грунтовые воды, речная, морская вода, вода очистных сооружений, технологические воды промышленности, а также воздух и тепло земли непосредственно. При повышении температуры НИТ возрастает КОП, который при tнит = +40° С равен 7,8. Истинная же эффективность ТН заключается в том, что применение схемы теплоснабжения “ТЭЦ (вырабатывающая электроэнергию и тепло) + ТН (получающий две единицы тепла от НИТ)” позволяет государству сократить потребление первичного топлива (газ, мазут, уголь и т. д.) на 44%, соответственно снижается загрязнение окружающей среды. И именно по этой причине общий объём продаж выпускаемых за рубежом ТН составляет 125 000 000 000 долларов США, что превышает мировой объём продаж вооружений в 3 раза. Сегодня ТН выпускаются тепловой мощностью от 2 кВт до 200 МВт. Швеция, имеющая по сравнению с нашей Нижегородской областью более суровые климатические условия, сегодня до 70% тепла получает с помощью ТН. Обычно положение дел в топливно-энергетическом комплексе связывают с электроэнергетической подсистемой. Однако по объёмам потребления энергетических ресурсов, по воздействию на окружающую среду подсистема теплоснабжения превосходит электроэнергетическую подсистему. Например, затраты топлива на нужды теплоснабжения в бывшем СССР в 1,7 раза превышали затраты на электроснабжение, а численность персонала, обслуживавшего только малые котельные, превышала общее число работающих во всех других отраслях топливно-энергетического комплекса. Большинство традиционно применяемых котельных на твёрдом и жидком топливе имеют низкую энергетическую и особенно экологическую эффективность, необходимость в сложной и дорогостоящей транспортной инфраструктуре, обеспечивающей доставку энергоносителей, и характеризуются недостаточной надёжностью, являющейся причиной частых сбоев в теплоснабжении. ТН, имеющие тепловую мощность до 50 кВт, работают полностью в автоматическом режиме ТН, имеющие тепловую мощность от 200 кВт до 1 МВт, требуют периодического контроля за состоянием механического крепежа и электроаппаратуры, и, как правило, достаточно иметь двух электриков-совместителей. В Нижегородской области разработкой и производством ТН с 1996 г. занимается ЗАО «Научно-производственная фирма Тритон Лтд». За прошедший период установлено несколько ТН различной мощности: ТН-24, тепловая мощность 24 кВт, отопление жилого дома площадью 200 м2. НИТ — грунтовые воды. Установлен в 1998 г. в селе Большие Орлы Борского р-на Нижегородской области. ТН-45, тепловая мощность 45 кВт, отопление комплекса административных зданий, складов и гаража, площадью более 1200 м2, НИТ — грунтовые воды. Установлен в 1997 г. в Московском р-не, г. Нижний Новгород. Владелец — ТОО «Символ». ТН-600, тепловая мощность 600 кВт, отопление, ГВС гостиничного комплекса и трёх коттеджей, площадью более 7000 м2, НИТ — грунтовые воды. Установлен в 1996 г. в Автозаводском р-не, Нижний Новгород. Владелец — ГАЗ. Отработал 2 отопительных сезона. Установлены, но ещё не эксплуатировались: ТН-139, тепловая мощность 139 кВт, отопление, ГВС производственного здания площадью более 960 м2, НИТ — грунтовые. Установлен в 1999 г. в Канавинском р-не, Нижний Новгород. Владелец — ГЖД. ТН-119, тепловая мощность 119 кВт, отопление, ГВС профилактория площадью более 770 м2, НИТ — грунтовые воды. Установлен в 1999 г., Борский р-н, Нижегородская область. Владелец — Центрэнергострой. Находятся в производстве: ТН-300, тепловая мощность 300 кВт, отопление, ГВС школы площадью более 3000 м2, НИТ — грунтовые воды. Ввод в эксплуатацию в 1999 г., Автозаводский р-н, Нижний Новгород. Владелец — департамент образования администрации района. Система готова к эксплуатации, задерживается ввод линии электропередач. ТН-360, тепловая мощность 360 кВт, отопление, ГВС базы отдыха площадью более 4000 м2, НИТ — грунтовые воды. Ввод в эксплуатацию в 1999 г., Дальнеконстантиновский р-н, Нижегородская область. Владелец — «Гидромаш». ТН-3500, тепловая мощность 3500 кВт, отопление, ГВС, вентиляция административно-бытового здания нового депо площадью более 15 000 м2, НИТ — обратная вода, системы теплоснабжения Сормовской ТЭЦ. Ввод в эксплуатацию в 2000 г., Канавинский р-н, Нижний Новгород. Владелец — ГЖД. Два ТН тепловой мощностью 360 и 200 кВт, для Пензенской области, 2 Гкал - для Туапсе. Источник информации —
Украина может бить независимой в. 100 долларов устроили бы туркмению. Правительство инициирует введени. Water and ecology.ru - добро пожаловать!. Новая страница 1. Главная -> Экология 
|