Разработка безопасной технологии переработки техногенных угольных образований тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.03, кандидат технических наук Ушаков, Андрей Геннадьевич

• Ушаков, Андрей Геннадьевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ушаков, Андрей Геннадьевич

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Промышленная безопасность при разработке технологии переработки и утилизации органических отходов

1.2. Пожаро- и взрывоопасность техногенных угольных образований

1.3. Отходы биологических очистных сооружений,

направления их использования и переработки

1.4. Направления утилизации отходов предприятий добычи и переработки угля и биологических очистных сооружений

1.4.1. Выбор связующего вещества

1.4.2. Способы гранулирования твердых горючих отходов

1.5. Промышленная безопасность при разработке технологии переработки техногенных угольных образований

ГЛАВА 2. ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННЫХ УГОЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ

2.1. Факторы, определяющие промышленную

безопасность технологии

2.2. Реализация решений по обеспечению промышленной

безопасности технологии

ГЛАВА 3. ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Структура эксперимента

3.2. Характеристика исходных объектов исследования

3.2.1. Характеристика избыточного активного ила

3.2.2. Характеристика твердых горючих углеродсодержащих отходов

и некондиционных продуктов

3.3. Установки и методики проведения экспериментов

3.3.1. Анаэробное сбраживание обезвоженного избыточного

активного ила

3.3.2. Получение топливных гранул

3.3.3. Испытание топливных гранул в лабораторных условиях и

на опытной установке

3.3.4. Методики анализа сырья, полупродуктов и продуктов

3.4. Статистическая обработка экспериментальных данных

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Экспериментальные исследования в лабораторных условиях

4.1.1. Получение связующего вещества

4.1.2. Анализ выделяющегося биогаза

4.1.3. Обсуждение результатов сбраживания обезвоженного избыточного активного ила

4.2. Изучение возможности использования остатка анаэробного сбраживания в качестве связующего вещества

4.3. Получение топливных гранул

4.3.1.Получение топливных гранул на основе угольных

отходов и некондиционных продуктов

4.3.2. Топливные гранулы с добавками некондиционных

продуктов коксования

4.3.3. Обсуждение результатов лабораторных экспериментов

по получению топливных гранул

4.4. Исследования на опытной установке

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ

5.1. Разработка безопасной технологии переработки

техногенных угольных образований

5.2. Основные экономические показатели разработанной

технологии

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

м _

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОМ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка безопасной технологии переработки техногенных угольных образований»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Соблюдение норм пожарной безопасности при разработке технологий - одно из главных требований, закрепленных в нормативных актах в области эксплуатации опасных промышленных объектов.

Отходы предприятий угледобывающей и углеперерабатывающей промышленности характеризуются значительными объемами, и присутствие в их составе пылевидных фракций способствует повышению их пожаро- и взрывоопасности, что достоверно подтверждается большим числом самовозгораний отвалов. Нередки взрывы на угольных отвалах и, как следствие, большие выбросы пыли и породы в воздух на значительные расстояния. Потому вопросы предупреждения возгораний отвалов в условиях повышенного внимания к экологии и безопасности угольного производства приобретают большое значение.

На сегодняшний день для ликвидации отходов угледобычи и углепере-работки разработано множество методов. Внедряются способы получения и сжигания пыле- и водоугольного топлива. Однако подобные технологии сами представляют потенциальную взрыво- и пожароопасность, поскольку основаны на измельчении сжигаемого топлива до мелкодисперсных размеров (до 90 мкм), особенно на стадиях его приготовления и подготовки сырья.

Необходимо разработать пожаро- и взрывобезопасную технологию утилизации техногенных угольных образований, в сравнении с применяемыми способами сжигания пылевидных отходов добычи и переработки угля.

Анализ литературы, в том числе патентной, позволяет заключить, что эффективным методом утилизации пылевидных отходов являются гранулирование и брикетирование с получением бездымного топлива. При этом необходимо решить задачу поиска связующего вещества, которое бы не ухудшало теплотехнических характеристик получаемых продуктов.

Поиск эффективного связующего показал возможность использования обезвоженного избыточного активного ила городских очистных сооружений с одновременным решением важнейшей экологической проблемы. Однако

подобные остатки содержат значительное количество патогенной микрофлоры, имеют специфический запах, и их прямое использование нежелательно.

Таким образом, актуальность данной работы заключается в исследованиях, направленных как на разработку безопасной технологии утилизации отходов угледобывающих и углеперерабатывающих предприятий, так и на получение из них полезных продуктов - топливных гранул, что приведет к снижению экологической нагрузки.

Целью работы является разработка безопасной технологии утилизации техногенных угольных образований для получения топливных гранул.

Идея работы заключается в разработке технологии получения топливных гранул из техногенных угольных образований, исключая пожаро- и взрывоопасные стадии обращения с мелкодисперсными фракциями отходов.

Объект исследования:

- отходы добычи, обогащения и переработки угля и некондиционные продукты, в частности, угольный отсев, шлам, коксовая мелочь и пыль;

- обезвоженный избыточный активный ил.

Предмет исследования:

- факторы, обеспечивающие промышленную безопасность разработанной технологии переработки техногенных угольных образований;

- изменения свойств остатка анаэробной переработки и состава биогаза от влажности исходной смеси при сбраживании обезвоженного избыточного активного ила;

- влияние количества связующего вещества в составе формуемой смеси на эффективность процесса гранулирования;

-изменения прочности и теплоты сгорания получаемых топливных гранул от соотношений вводимых наполнителя, связующего вещества и добавок.

На основании поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:

1. Найти наиболее эффективный метод безопасной утилизации пыле-

видных отходов на основании сравнительного анализа существующих технологических решений в области переработки техногенных угольных образований.

2. Обосновать безопасное применение остатка анаэробной переработки обезвоженного избыточного активного ила биологических очистных сооружений в качестве связующего вещества для получения топливных гранул.

3. Разработать способы повышения промышленной безопасности процессов анаэробной переработки обезвоженного избыточного активного ила и получения топливных гранул.

4. Установить оптимальную рецептуру топливных гранул состава уголь/связующее, уголь/кокс/связующее.

5. Разработать принципиальную технологическую схему получения топливных гранул с реализацией разработанных решений повышения безопасности процессов.

Методы исследования

В работе использованы: физико-химические методы анализа (хромато-графический, дериватографический, калориметрический, рентгенофазовый) исходного сырья и полученных продуктов, а также методы гранулометрического и технического анализа твердых энергоносителей.

Основные положения, выносимые автором на защиту:

1. В процессе переработки техногенных угольных образований образуются факторы, оказывающие влияние на состояние промышленной безопасности: на стадии обеззараживания обезвоженного ила - пожаро- и взры-воопасность образующегося газообразного энергоносителя, при обращении с мелкодисперсными угольными отходами - пыление.

2. Объем выделяемого биогаза и его теплота сгорания находятся в прямопропорциональной зависимости от влажности сбраживаемой смеси в интервале от 80 до 90 %; влажность исходной смеси 87 % является оптимальной, при которой свойства остатка анаэробной переработки являются подходящими для использования его в качестве связующего вещества.

3. Повышение безопасности эксплуатации метантенков и материалов вблизи них достигается использованием: ИК-пленки - для обогрева метан-тенка; негорючих материалов на основе гранулированного и термообрабо-танного силиката натрия - для теплоизоляции метантенка.

4. Метод окатывания в барабанном грануляторе позволяет получить прочные гранулы при добавлении связующего вещества в количестве 3035 % мае. и способствует повышению промышленной безопасности при формовании мелкодисперсных отходов предприятий добычи и переработки угля.

Обоснованность и достоверность научных результатов обеспечена

научно и методически обоснованной постановкой задач по обеспечению безопасности процессов получения топливных гранул; использованием калориметра «БКС-2Х» с малой погрешностью для достаточно точного проведения экспериментов по определению теплоты сгорания топливных гранул; хорошей воспроизводимостью экспериментов при идентичных начальных условиях; использованием статистических методов обработки экспериментальных данных.

Научная новизна работы:

1. Обосновано использование остатка анаэробной переработки обезвоженного избыточного активного ила биологических очистных сооружений в качестве связующего вещества для получения топливных гранул.

2. Впервые установлено, что при увеличении влажности обезвоженного избыточного активного ила в процессе сбраживания с 80 до 90 % у получаемого остатка после анаэробного сбраживания происходит увеличение липкости.

3. Установлено, что содержание остатка анаэробной переработки обезвоженного избыточного активного ила в составе топливных гранул должно варьироваться в пределах 30-35 % мае.

4. Разработана технология получения топливных гранул путем переработки техногенных угольных образований и биологических очистных со-

оружений с реализацией разработанных решений повышения безопасности процессов.

Практическое значение работы:

1. Впервые для получения топливных гранул из угля и кокса в качестве связующего вещества использован остаток анаэробной переработки обезвоженного избыточного активного ила.

2. Определены соотношения компонентов, вводимых в состав топливных гранул, позволяющие достичь достаточной теплоты сгорания и прочности топливных гранул для реализации их потребителю.

3. Предложен способ и принципиальная технологическая схема получения топливных гранул на основе угольного отсева, шлама, пыли, коксовой мелочи, пыли и связующего вещества, позволяющие снизить экологическую опасность, а также пожаро-, взрыво- и пылевзрывоопасность процесса.

Реализация разработанных положений позволит решить проблему утилизации накопленного обезвоженного избыточного активного ила, отходов и некондиционных продуктов предприятий добычи и переработки угля. Получение топливных гранул позволяет снизить потребление традиционных природных ресурсов, что сопровождается положительным экономическим эффектом. Разработанные решения существенно повысят безопасность технологических процессов получения связующего вещества и формования топливных гранул.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на III Международной научно-практической конференции «Управление отходами - основа восстановления экологического равновесия в Кузбассе» (Новокузнецк, 2010 г.), XIII Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири «Сибресурс 2010» (Кемерово, 2010 г.), XI Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 2010 г.), XIV Международной экологической

студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2009 г.), X Всероссийском студенческом научно-техническом семинаре «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск, 2008 г.).

Практическая часть диссертационной работы является основой проекта, занявшего третье место в региональном конкурсе Администрации Кемеровской области «Меры по повышению конкурентоспособности экономики Кемеровской области» в номинации «Энергосбережение и энергоэффективность» (2009 г.). Получен грант по программе «У.М.Н.И.К.-2010», проводимой в рамках Кузбасской недели предпринимательства и бизнеса.

Материалы диссертации внедрены в учебный процесс кафедры химической технологии твердого топлива и экологии КузГТУ в курсе «Основы промышленной экологии».

Личный вклад автора заключается в анализе проблемы, проведении теоретических и экспериментальных исследований, обработке результатов, формулировке выводов, подготовке к публикации докладов и статей.

Публикации

По результатам выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ, в том числе в 4 изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получены 2 патента № 2418038 «Состав для получения твердого формованного топлива» от 03.08.2009 г. и патент № 2424280 «Состав для получения формованного топлива» от 26.01.2011 г.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка используемой литературы; изложена на 135 страницах машинописного текста, включая 29 рисунков и 21 таблицу. Список литературы содержит 114 наименований.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ

ОТХОДОВ

Технологические решения в области переработки и утилизации техногенных отходов и образований включают в себя обращение с опасными производственными объектами, на которых получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются опасные вещества (воспламеняющиеся, окисляющиеся, горючие, взрывчатые, токсичные, высокотоксичные; вещества, представляющие опасность для окружающей природной среды); используется оборудование, работающее под давлением более 0,07 МПа или при температуре нагрева воды более 115°С. Такие технологии должны соответствовать требованиям Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» №116-ФЗ.

Главными требованиями являются защита населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, а также нормы санитарно-эпидемиологического благополучия населения, охраны окружающей природной среды, экологической безопасности, пожарной безопасности, охраны труда [1].

Для технологий, связанных с переработкой техногенных отходов, можно выделить ряд общих факторов:

- определяющие экологическую безопасность технологии. Многие из перерабатываемых отходов представляют химическую или биологическую опасность. Для их исключения необходима и обязательна реализация мер обеспечения безопасности технологии;

- определяющие пожаро- и взрывобезопасность технологических решений. При переработке, обезвреживании органических углеродсодержащих отходов применяют процессы высокотемпературного нагрева, сжигания, пиролиза и др., при которых происходит выделение газообразных и энергоно-

сителей (пиролизный газ, биогаз и пр.), являющихся взрывоопасными газами. Очевидна необходимость применения мер, минимизирующих или ликвидирующих возможность возникновения пожаров и взрывов, а именно упрощение технологии, исключение потенциально опасных стадий, применение негорючих материалов для строительства и отделки установок и аппаратов;

- определяющие пылевзрывобезопасность. Техногенные угольные отходы представляют собой частицы мелкодисперсного размера, их транспортировка, складирование и дозирование сопровождаются пылением на каждом из этапов. Эффективным направлением по борьбе с пылью является предупреждение ее образования или поступления в воздух рабочих помещений. Для этого необходимо проводить технологические процессы таким образом, чтобы образование пыли было полностью исключено или, по крайней мере, сведено до минимума. Поэтому выбор способа формования твердого топлива из мелкодисперсных угольных отходов должен быть выбран с учетом пыле-ния при его реализации, а также необходимо предусмотреть возможность формования мелкодисперсных отходов во влажном состоянии. Такие решения позволят значительно повысить пылевзрывобезопасность процесса.

Таким образом, необходимо изучить перспективы получения полезных продуктов из техногенных угольных образований и отходов биологических очистных сооружений; выбрать необходимые технологические решения для реализации установки по переработке отходов, руководствуясь при этом требованиями нормативных актов по промышленной безопасности.

1.2. ПОЖАРО- И ВЗРЫВООПАСНОСТЬ ТЕХНОГЕННЫХ УГОЛЬНЫХ

ОБРАЗОВАНИЙ

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) России является одной из главных составных частей формирования экономики страны и базируется на собственных энергетических ресурсах [2]. Одна из проблем ТЭКа находится в структуре потребления первичных энергоносителей: в производстве тепловой энергии высока доля газа по сравнению с углем.

Главными векторами перспективного развития отраслей топливно-энергетического комплекса, предусмотренными Энергетической стратегией России на период до 2020 г., являются [2,3]:

- переход на путь инновационного и энергоэффективного развития;

- изменение структуры и масштабов производства энергоресурсов.

Известно, что предприятия ТЭК, как добывающие ресурсы, так и получающие из них энергию, являются одними из основных источников антропогенного воздействия на природные экосистемы. Интенсивное развитие угледобывающих и углеперерабатывающих предприятий оказывает воздействие на литосферу, являясь причиной увеличения объёмов твердых углеродсодер-жащих отходов, значительную долю которых составляют угольные и коксовые шламы, мелочь, отсевы и пыль. Например, в горном производстве России общая масса всех неутилизированных отходов достигает 45 млрд. т, а суммарная площадь, занятая под их складирование, более 250 тыс. га земли [4]. Подсчитано, что масштабы образования твердых горючих отходов в различных отраслях промышленности могут составлять от 30 до 70 % от основного объема добычи. Наличие такого количества отходов является важным энергетическим ресурсом, который может быть положен в основу организации производства новых видов топлива [5].

Техногенная нагрузка на биосферу объектами, сжигающими топливное сырье, проявляется в форме загрязнения атмосферного воздуха и сказывается на состоянии зеленого покрова планеты [3, 6-9]. Основными загрязняющими веществами в выбросах являются как пылеобразные частицы: угольная пыль, копоть и сажа, так и различные газы [10]. Особенно опасно попадание сернистых соединений в атмосферу, что является причиной образования сернокислотных дождей [11], наносящих вред сельскому хозяйству, флоре и фауне [12]. Источником воздействия такого рода являются тепловые котельные и электростанции [13; 14; 15]. При этом выбросы основных загрязняющих веществ значительно увеличиваются в зимний период года.

Таким образом, научно-технический прогресс и связанное с ним бурное развитие промышленности ТЭК привели к тому, что охрана окружающей среды стала актуальной проблемой глобального масштаба, и необходимость ее решения документально отражена в [2], где в качестве приоритетных направлений научно-технического прогресса по направлению «Угольная промышленность» отмечена необходимость комплексного использования отходов переработки угля, а также последовательного ограничения нагрузки ТЭК на окружающую среду и климат путем снижения выбросов загрязняющих веществ, сброса загрязненных сточных вод, а также эмиссии парниковых газов, сокращения отходов производства и потребления энергии.

Рассматривая предприятия добычи угля можно выделить следующие виды угольных отходов:

-угольная пыль, образующаяся на предприятиях угольной промышленности, вне зависимости от их специфики, и наряду с другими пылеобразными веществами попадающая в атмосферу [9; 13];

-угольные отсевы, образующиеся на предприятиях ТЭК при классификации углей и выделении фракций, пригодных для сжигания в котлах;

- угольные шламы - высокозольные и мелкодисперные частицы, являющиеся отходами технологических процессов добычи угля и его обогащения.

Многотоннажные угольные технологические отходы образуются при деятельности угледобывающих предприятий - шахт, разрезов, а также обогатительных фабрик. Стремление к увеличению валовой добычи угля приводит к тому, что в отдельных угольных районах потери при добыче составляют более 50 %. Техническое состояние многих углеобогатительных фабрик и их технологии таковы, что в отходах углеобогащения содержание угля достигает 25-26 %. Одним из негативных воздействий угольных разрезов является загрязнение атмосферы промышленными выбросами (от взрывов, двигателей внутреннего сгорания и др.), а также частицами пыли с поверхности бортов разрезов и породных отвалов [14, 15].

Наличие мелочи в составе угля для сжигания значительно влияет на сам процесс работы котлов. С увеличением ее содержания в топливе (класс 0-6 мм) происходит заполнение воздушных пустот между более крупными кусками угля и увеличивается насыпная плотность слоя. Все это приводит к значительному снижению пористости слоя угля, уменьшению количества окислителя (воздуха), участвующего в процессе горения, следовательно, увеличивается процент химического недожога топлива и в шлак уходит большое количество несгоревшего угля [12-15].

Следствием этого является увеличение удельного расхода топлива в виду неполного сгорания унесенных частиц и разрушение оборудования котла, поскольку часто процесс горения происходит за топочной зоной. Установлено, что суммарные потери угля, в результате недожога, просыпаний через колосники и выбросов в атмосферу вместе с топочными газами, могут достигать 10-12 % [16]. Опасным является и попадание в атмосферу тяжелых металлов, входящих в состав угольной золы и наносящих серьезный урон аг-роландшафту [17].

Неполное сгорание топлива может приводить к созданию аварийных ситуаций, например, загрязнение летучей золы не сгоревшим до конца порошкообразным каменным углем. Последний, если он присутствует в достаточном количестве в смеси, может стать потенциальной причиной взрыва. Оказывают влияние и размеры частиц золы: чем они крупнее, тем меньшее количество угольной пыли необходимо для взрыва [16, 17].

Для предотвращения всех негативных последствий важен оптимальный и постоянный гранулометрический состав сжигаемого топлива: этим достигается повышение полноты сжигания угля и увеличение КПД котла, снижение выбросов в атмосферу угольной пыли и других пылеобразных веществ и уменьшение платежей за загрязнение атмосферного воздуха.

Необходимо, чтобы современное производство стремилось к соблюдению технологического принципа максимально полного использования углей

мелких классов, например отсевов, для уменьшения потребления и ресурсосбережения сортового угля.

На предприятиях, перерабатывающих уголь, отметим коксовую мелочь и пыль, которые образуются в ходе технологического процесса.

Коксохимическое производство является источником вредных выбросов и наносит ущерб окружающей природной среде и здоровью работающего персонала [18]. При коксовании угля образуется значительное количество твердых технологических отходов и некондиционных продуктов, утилизация которых может существенно повысить экологичность процесса и трансформировать образующиеся отходы в новые продукты для повторного использования в технологической линии, а также использовать в полной мере потенциал отходов, обусловленный их свойствами для различного рода технологических процессов.

Завершающим этапом процесса получения каменноугольного кокса является его тушение - охлаждение до температуры 100-150°С. На сегодняшний день широко применяется способ мокрого тушения кокса, когда происходит орошение кокса водой в тушильных башнях. При этом вода вымывает из коксовозного вагона коксовую мелочь размером до 10 мм [19-20].

Существует более совершенный способ тушения кокса, называемый сухим и осуществляемый путем продувки инертным газом через слой кокса в специальных установках. Однако при этом образуется большое количество мелкодисперсной коксовой пыли, которая не всегда находит своего покупателя и часто неквалифицированно используется.

Проблеме утилизации и применения коксовой мелочи и коксовой пыли коксохимических предприятий посвящено достаточно много исследований [19; 20; 21].

Коксовая пыль может быть квалифицированно использована в металлургическом комплексе, в огнеупорном и сталелитейном производствах; есть сведения о применении коксовой пыли в качестве наполнителя резины при производстве резинотехнических изделий и, что важно, при использовании в

виде бездымных топливных брикетов в промышленных и бытовых целях [22].

Для твердых углеродсодержащих отходов разработаны и применяются технологии обезвреживания, основанные на принципе сжигания в кипящем слое инертного теплоносителя, что способствует полному использованию энергетического потенциала органических компонентов отходов [21].

Очевидно, что сухая коксовая пыль представляет собой готовый продукт, и для определения способов ее использования необходимо на каждом предприятии проводить собственные маркетинговые исследования [22].

Что касается коксовой мелочи, то на многих предприятиях на нее составлены и утверждены ТУ; она наряду с фракционным коксом отгружается потребителям, ее себестоимость ниже доменного или литейного кокса.

Однако, коксовая мелочь и коксовая пыль, фактически часто неквалифицированно используясь, обладают значительным энергетическим потенциалом. Это положено в основу технологий их рациональной утилизации, наиболее перспективной из которых являются методы брикетирования со связующим веществом [23].

Кроме получения твердого топлива из отходов добычи и переработки угля в промышленности нашли применение способы сжигания таких отходов в виде пыле- и водоугольного топлива [24, 25].

Эти технологии характеризуются использованием пылевидных фракций в качестве топлива в специально оборудованных котлах, в качестве основного компонента жидкого топлива. В обоих случаях имеет место обращение мелкодисперсными частицами угольной и коксовой пыли, возникает проблема обеспечения взрывобезопасной эксплуатации пылеприготовитель-ных установок, что вызывает необходимость постоянного совершенствования принципов и способов снижения взрывоопасности этих объектов [26, 27].

Отмечается, что опасность возникновения взрывов повышается с увеличением содержания в угле летучих компонентов [27, 28].

Для получения качественного пылеугольного топлива, обеспечиваю-

щего экономичность процесса сжигания пыли, твердое топливо подвергают ряду подготовительных операций по размораживанию в зимнее время, предварительному дроблению, отделению металлов, колчедана, щепы и других длинномерных посторонних предметов, сушке и измельчению до необходимой фракции. Основным фактором, определяющим качество готовой пыли, является тонкость ее помола, т. е. поверхность, которую оценивают по ее гранулометрическому составу на основе ситового анализа проб пыли. Эффективность ее сжигания и надежность воспламенения непосредственно связаны с величиной полного остатка пыли на сите с размерами ячеек 90 мкм (1190), что также определяется тонкость помола [29].

Перспективным вариантом использования мелкодисперсных углерод-содержащих отходов является факельное сжигание угольной пыли супертонкого помола (10-20 мкм). Получаемый факел по теплофизическим и экологическим параметрам соответствует мазутному и близок к газовому факелу. При этом образование оксидов серы и азота снижается в 2-3 раза, резко уменьшаются выбросы твердых частиц, улучшаются условия золошлакоуда-ления [30].

Пылеугольное топливо находит применение в доменной промышленности. Наибольшее распространение в мире получило направление замены кокса пылеугольным топливом, вдуваемым через фурмы доменной печи [31]. В качестве основного компонента ПУТ вместо остродефицитного тощего угля предложено использовать кокс, полученный традиционным способом слоевого коксования в промышленных коксовых печах из низкосернистых ма-лометаморфизованных газовых углей. Также есть возможность использовать некондиционные продукты коксования: коксовую мелочь и пыль, поскольку для получения нужной фракции необходимо тонкое измельчение исходного сырья. Разработан состав приготовления пылеугольного топлива, состоящего из смеси газовых углей и тонкоизмельченного кокса. Среди преимуществ такого топлива можно выделить основные: интенсификация сгорания топлива в фурменной зоне, увеличение производительности доменной печи, уве-

личение коэффициента замены кокса пылеугольным топливом, расширение сырьевой базы для производства пылеугольного топлива [31].

Все выше перечисленные способы применения пылеугольного топлива предполагают обязательную стадию подготовки исходного сырья, будь то уголь или кокс, а именно тонкое измельчение до технологически необходимых размеров (менее 100 мкм). Очевидно, что для этого необходимо наличие мощного дробильного оборудования, и даже целых подготовительных цехов, для которых в основном характеры взрывы пыли, что неоднократно отмечалось специалистами [32-34].

Угольная или коксовая пыль, полученная после специального тонкого измельчения, имеет удельную поверхность способную приблизиться к таковой у активных углей. Особенно это относится к фюзену, мягкому, рыхлому петрографическому компоненту, сохранившему клеточную структуру исходного материала [32-37].

Приближенный расчет удельной поверхности пыли показывает, что диапазоне средних диаметров частиц пыли 100-1 мкм удельная поверхность изменяется в пределах 0,6-600 м /г. Такая развитая поверхность приводит пыль в активное состояние, делает ее сорбентом для жидкостей и газов и обусловливает ее пирофорность [34, 38-39].

Таким образом, если провести сравнение существующих технологий использования пылевидных угольных и коксовых отходов становится очевидно, что широко применяемые и внедряемые в производство технологии получения и сжигания пыле и водоугольного топлива представляют собой конкретную промышленную опасность. Она обусловлена обращением с тонкодисперсной пылью, причем не только в процессе ее сжигания, но и при подготовке исходного сырья [40-41]. Причем стадия измельчение исходных компонентов часто является намного более трудоемкой и длительной во всем технологическом цикле.

Для повышения промышленной безопасности необходимы мероприятия по предупреждению взрывов тонкодисперсной угольной и коксовой пы-

ли. Здесь перспективным представляется альтернативные технологии использования отходов предприятий добычи и переработки угля, а именно получение формованного топлива, которое впоследствии будет использовано для сжигания в топках котлов и печей. Это позволит отказаться от стадий потенциально опасных стадий дробления исходного сырья до пылевидных размеров. Кроме того, возможна работа с влажными смесями при формовании топлива, что также положительно скажется на состоянии промышленной безопасности.

1.3. ОТХОДЫ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ, НАПРАВЛЕНИЯ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ

В общей проблеме очистки сточных вод одним из важнейших является вопрос утилизации и переработки осадков. Особенно это актуально для органических осадков станций биологической очистки городских и производственных сточных вод. Эти осадки можно разделить на осадки первичных отстойников, избыточные активные илы, биопленку [42].

Образование избыточного активного ила является неотъемлемым следствием аэробного процесса очистки воды. К примеру, на водоочистных сооружениях города с населением один миллион жителей обрабатывается приблизительно 500 тыс. м /сут. стоков и образуется 60 т сухого вещества, которое необходимо удалять [42, 43].

Активный ил представляет собой амфотерную коллоидную систему с отрицательным зарядом при рН=4-9. Фракционный состав активного ила однороден: около 98 % частиц имеют размеры до 1 мм. Влажность составляет 96-99 %. Хлопья активного ила характеризуются развитой удельной поверхностью (до 100 м2/г сухого вещества). Органическая часть ила составляет 7075 % массы сухого вещества, зольность ила колеблется в пределах 25-30 %. Основные компоненты органической части ила - жиро-, белково-, углеводо-подобные вещества, в сумме составляющие 80-85 %. Остальные 20-15 % приходятся на долю лигнино-гумусового комплекса соединений. Содержание

белков в органическом веществе преобладает. В иле может присутствовать до 40 % субстрата, представляющего собой твердую отмершую часть остатков водорослей и различных твердых остатков, к которым прикрепляются организмы активного ила [43].

В зависимости от состава сточных вод и схемы их очистки состав активного ила может изменяться. Характерная особенность избыточного активного ила - способность прочно удерживать влагу, а, следовательно, при длительном хранении их объем остается практически неизменным [43].

В процессе очистки производственных и бытовых сточных вод образуются отходы, к которым относят осадки сточных вод. Согласно степени воздействия опасных отходов на окружающую природную среду определяется класс опасности отхода (табл. 1.1) [44, 45]:

Таблица 1.1

Класс опасности отхода в зависимости от степени вредного воздействия

№ Степень вредного воздействия опасных отходов на ОПС Класс опасности отхода для ОПС

1 Очень высокая I. Класс Чрезвычайно опасные

2 Высокая II. Класс Высокоопасные

3 Средняя III. Класс Умеренноопасные

4 Низкая IV. Класс Малоопасные

5 Очень низкая V. Класс Практически неопасные

По воздействию на биосферу выделяют четыре класса осадков, которые соотносятся с предыдущими [46, 47]:

1. Токсически нестабильные органические и минеральные осадки -наиболее опасные для окружающей среды, представляющие собой сложную смесь веществ различных классов и разнородных по происхождению компонентов.

2. Токсически стабильные минеральные осадки - содержат высоко активную в биологическом отношении твердую фазу. Присутствие таких веществ даже в малом количестве создает потенциальную опасность для биологических объектов биосферы.

3. Инертные нестабильные органические осадки - умеренно токсичны, в основном состоят из органических веществ, легко подвергаемых биохимическим превращениям, в частности гниению.

4. Инертные нестабильные минеральные осадки - главным образом увлажненная твердая фаза, включающая в себя нетоксичные минеральные вещества, не содержащие питательного материала для гнилостных микроорганизмов. Осадки такого типа наименее опасны для окружающей среды.

При сравнении избыточного активного ила городских станций аэрации и промышленных предприятий в большинстве случаев можно сделать вывод о принципиальном различии их потенциальной опасности для окружающей природной среды. Так для избыточного ила городских очистных станций наряду с наличием большого количества химических загрязнений характерен высокий уровень биологической опасности. Для многих промышленных предприятий принципиальным является вопрос химической опасности избыточного ила, а биологическая опасность его значительно ниже.

Класс опасности осадков конкретного предприятия напрямую зависит от условий его функционирования. Различают избыточный активный ил станций очистки городских и промышленных сточных вод; отнесем их ко второму и третьему классам вышеприведенной классификации соответственно. Такого разделения будем придерживаться на протяжении всей диссертационной работы [44-47].

В исходном виде избыточный активный ил вне зависимости от его химического или бактериального состава представляет собой потенциально опасный источник загрязнения биосферы. Поскольку процессы очистки воды идут непрерывно и в значительных объемах, то выделяемые из воды осадки постоянно накапливаются. Необходимо проводить мероприятия по их обез-

вреживанию и обеззараживанию, удалению с территории очистных сооружений и дальнейшему размещению [48]. Такие операции затруднены в виду высокой влажности ила, это приводит к тому, что до 40 % стоимости всех затрат на очистку воды приходится на операции, связанные с утилизацией иловых осадков.

Известна возможность сжигания осадков сточных вод, в том числе избыточного активного ила после его обезвоживания, уплотнения или сушки [49- 52]. Наличие органического вещества в сухом веществе осадка дает возможность рассматривать его как потенциальное топливо, что подтверждается сравнением элементного состава их органического вещества с углями и торфом (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Элементный состав и зольность твердых топлив и осадков

Наименование горючих материалов Состав органической массы горючих материалов, % мае Зольность Аа, %

С Н N 8 О

Древесина 50-52 6-6,5 0,1 0,1 42-44 1

Торф 54-63 6-6,5 0,5-0,6 0,1-3 30-33 10

Каменный уголь 60-90 4-6 0,6-2,8 0,5-5 2-12 15-40

Остаток городских вод 62 8 5 1 24 27

Теплота сгорания осадка городских сточных вод (на сухую массу) составляет 20000 кДж/кг, на сухую беззольную массу достигает <3^=27000, а

-25000 кДж/кг [47, 53, 54]. Анализ представленных данных позволяет заключить, что осадки сточных вод близки по свойствам к торфам и каменным углям низкой стадии метаморфизма, а это дает возможность использовать их в качестве топлива. При сжигании объем осадков уменьшается в 80100 раз, поэтому большое внимание уделяют процессам снижения влажности осадка [48].

Известно применение избыточного активного ила в качестве связующего вещества для получения топливных гранул различного состава и рецептур. Главным недостатком такого топлива является его низкая экологич-

ность, связанная с наличием в составе вводимого активного ила патогенной микрофлоры и микроорганизмов, яиц и личинок гельминтов, химически опасных и токсичных веществ, что обусловливает потенциально высокую степень бактериологической опасности для окружающей среды, обслуживающего персонала и жителей близлежащих населенных пунктов. Есть данные [55] о совместном сжигании шламов муниципальных сточных вод с пылевидным углем. При сгорании активного ила происходит разложение содержащихся в нем вредных примесей; образующиеся вещества попадают в атмосферу и наносят ей значительный ущерб [56].

Таким образом, обозначена принципиальная возможность использования избыточного активного ила в качестве связующего вещества. Однако это возможно только в том случае, если ил не содержит патогенной микрофлоры и безопасен при обращении с ним.

1.4. НАПРАВЛЕНИЯ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЯ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Методы формования углеродсодержащих отходов для придания им определенной формы, свойств и качества широко применяются в промышленности.

Получаемое формованное топливо должно быть экологичным, соответствовать критериям качества и требованиям, предъявляемым в конкретной области его использования [57].

Переработка твердых углеродсодержащих отходов предприятий добычи и переработки угля имеет высокую экологическую значимость наравне с возможностью создания продукта, востребованного для нужд ТЭК. Решению этого вопроса посвящено большое количество работ и исследований [20, 21, 23,25,30,35,52,57].

Теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность трансформирования такого рода отходов в высокоэффективное топливо, при-

годное для различных нужд. Необходимым является применение методов формования для получения продукта, годного к транспортированию и использованию. Совместная утилизация коксовых и угольных отходов является перспективным решением и позволяет увеличить теплотворную способность гранул.

Однако при введении кокса в формуемую смесь изменяются технологические параметры процесса формования в виду отличия свойств кокса по сравнению с углем: прочность, пористость, гидрофобность и гранулометрический состав. В зависимости от рецептуры изготавливаемых гранул перечисленные выше параметры в разной степени влияют на ход технологического процесса формования.

В работах [58- 61] описаны способы и технологии получения твердого формованного топлива на основе коксовой мелочи и пыли. Эти данные показывают возможность применения методов формования (окускования) для отходов коксохимических предприятий.

Отмечено, что для получения качественных топливных гранул с высокими потребительскими свойствами, удовлетворяющими требованиям по прочности, истираемости, крупности и т. д., необходимо правильно выбрать связующее вещество, от которого во многом зависят конечные свойства продукта.

1.4.1. Выбор связующего вещества

Выбор связующего вещества является важным этапом, определяющим многие свойства получаемых гранул. Параметрами, определяющими свойства связующих, являются химическая природа, состав, а также их физические свойства.

Спектр используемых связующих достаточно широк. Их можно разделить на два больших класса [62-69]:

-органические - концентраты сульфитно-спиртовой барды, нефтеби-тумы, пеки и смолы нефтяного и каменноугольного происхождения и т. д.;

-неорганические - жидкое стекло, цемент, глина, гипсовые связующие, бентонит и т. д.

Связующее вещество необходимо для соединения разобщенных угле-родсодержащих зерен и сохранения прочного контакта в условиях внешних воздействий [62]. В зависимости от химической природы свойства вяжущих веществ могут варьироваться в широком диапазоне: от свойств упругих тел до свойств типично вязких материалов. Поэтому связующие широко применяются в различных отраслях промышленности: в строительстве [63, 64, 65], при получении топливных брикетов для коммунально-бытовых нужд [62, 66], а также для производства металлургического кокса по технологиям, включающим стадии брикетирования углей и шихт [67, 68, 69].

К связующим предъявляют особые требования для обеспечения качества процесса формования [23, 62]:

1. Высокий выход (95-98 %) окускованного топлива необходимой прочности в соответствии с требуемыми нормами.

2. Экологическая безопасность: отсутствие вредных веществ в составе связующего или отсутствие их эмиссии в процессе последующей эксплуатации получаемого продукта.

3. Надежная и устойчивая работа основного и вспомогательного оборудования при транспортировке по трубопроводу сырья и продуктов, смешении, процессах формования.

4. Получение окускованного топлива, соответствующего требованиям предприятий ТЭК.

5. Отсутствие побочных отрицательных эффектов (например, побочные химические реакции, выпадение осадка).

Анализ применяющихся на сегодняшний день связующих веществ показывает, что они не все соответствуют вышеперечисленным требованиям. Особенно это касается органических связующих веществ, экологическая безопасность применения которых не соответствует необходимым требованиям, например, по канцерогенной активности [23, 62, 64-69]. К таким связующим

относятся пеки и смолы нефтяного и каменноугольного происхождения, различного рода битумы и т. д. В составе отдельных связующих в значительных количествах присутствует сера, что делает недопустимым сжигание формованного топлива на их основе, в виду высокой концентрации серосодержащих веществ в газах, выбрасываемых в атмосферу.

Применение неорганических связующих отрицательно сказывается на зольности получаемых продуктов (топливных брикетов и гранул), что в свою очередь напрямую влияет на ход процесса сжигания топлива, повышая необходимый расход брикетов и соответственно уменьшая производительность котлов [23, 62, 66].

Таким образом, возникает задача поиска оптимального связующего вещества, являющегося одновременно легко доступным для осуществления процесса формования и что особенно важно - недорогим, поскольку экономическая составляющая в любой технологии во многом является определяющей. Если в качестве таких веществ использовать отходы с подходящими физическими и химическими свойствами, то проблема выбора связующего с точки зрения экономики будет решена. Кроме того, предполагаемое связующее должно быть транспортабельным и недефицитным, чтобы производство топливных гранул не было привязано к местам его образования.

Поэтому целесообразно рассмотреть возможность использования различного рода органических отходов, которые можно вводить в состав формуемой смеси.

В качестве такого вещества перспективным является использование продуктов переработки избыточного активного ила, неизбежно образующегося на станциях биологической очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод.

Поскольку исходный ил может содержать большое количество биогенных элементов и органических веществ, для него характерна способность быстро загнивать. Более того, в ряде случаев он является потенциально биологически и химически опасным веществом в виду наличия в его составе

ядов, солей тяжелых металлов, различного рода химикатов, а высокая бактериальная насыщенность, наличие в нем гельминтов, кишечных инфекций создают опасность заражений и распространения заболеваний [56]. Поэтому необходимо обеспечивать контроль содержания в нем вредных химических соединений и производить специальную обработку, которая исключит гниение, уничтожит патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов.

Одним из наиболее широко распространенных методов стабилизации и обеззараживания избыточного ила является метод анаэробной обработки, осуществляемый в метантенках. Процессы, протекающие в аппарате, и превращения, которые при этом происходят в активном иле, широко известны и достаточно подробно исследованы. Биохимический процесс представляет собой разложение органического вещества в результате жизнедеятельности сложного комплекса микроорганизмов до конечных продуктов, в основном метана и диоксида углерода [70-73].

Направлять в метантенки огромную массу избыточного активного ила высокой влажности нерентабельно, поэтому его предварительно уплотняют в илоуплотнителях, которые обязательно сооружают на современных станциях аэрации.

В результате анаэробной переработки ил легче поддается последующим операциям, в нем уменьшается количество органических веществ и других компонентов на 50-60 % (табл. 1.3) [70].

После анаэробной переработки ил в гораздо меньшей степени подвержен гниению [71, 72], возможно получение достаточно стабилизированного биологически не разлагаемого после обезвоживания осадка [73]. После анаэробного сбраживания и выгрузки остатка из метантенка неизбежно возникает проблема его утилизации. Широко распространено использование сброженного остатка в качестве удобрения, поскольку он содержит ценные для растений и почвы питательные элементы. Однако, принимая во внимание значительные масштабы образования избыточного активного ила, большое количество станций аэрации, расположенных практически в каждом городе, а ча-

сто и на многих предприятиях, в связи с чем большая доля потенциального

удобрения останется невостребованным [72-73].

Таблица 1.3

Изменение состава ила бытовых сточных вод после анаэробной переработки

Компонент Содержание в исходном иле, Содержание в иле после переработки,

% мае. % мае.

Эфирорастворимые 34,4 8,2

вещества

Водорастворимые 34,4 5,6

вещества

Спирторастворимые Вещества 2,5 1,6

Гемицеллюлоза 3,2 1,6

Целлюлоза 3,8 0,6

Лигнин 5,8 8,4

Белки 27,1 19,7

Зольность 24,1 56,0

Если учесть, что в зимнее время потребление удобрений сокращается по сравнению с теплым периодом года, то необходимость поиска альтернативных путей использования остатка после анаэробного сбраживания избыточного активного ила становится актуальной.

1.4.2. Способы гранулирования твердых горючих отходов

Наиболее общим способом придания формы веществу является гранулирование - совокупность физических и физико-химических процессов, обеспечивающих формирование частиц определенной фракции, необходимой структуры и физических свойств [74]. Все вышеперечисленное изменяется в зависимости от способа гранулирования.

Для топлив из смеси жидкой и твердых фаз на практике наиболее распространены методы [62, 74]:

-прессования, т. е. упрочнения горючих материалов под действием внешних сил и возникающих когезионных связей между частицами при сжатии;

- окатывания, т. е. упрочнения связей между частицами при удалении жидкой фазы из окатываемой смеси. Методы этой группы основаны на действии капиллярно-адсорбционных сил сцепления между частицами, приводящих к постепенному уплотнению структуры. Предварительно осуществляется образование агломератов из равномерно смоченных частиц или наслаивание сухих частиц на смоченные центры гранулообразования, образующиеся в смеси в процессе окатывания [74];

-экструзии, заключающиеся в продавливании пастообразной массы в виде увлажненной шихты через перфорированные приспособления с последующим разделением гранул, сушкой или охлаждением.

Технологических схем брикетирования и гранулирования существует большое количество. Отличаются они, главным образом, подготовкой исходного сырья, реализацией процесса формования, конструкцией основного аппарата, а также процессами обработки полученного продукта.

Широко применяют формование методом брикетирования. Наиболее распространен такой метод в Китае, США, Англии, Германии, Японии, где получают брикеты самого различного качества, состава и свойств. При этом достигается увеличение эксплуатационных характеристик топлива, а именно транспортабельности, устойчивости при хранении [66, 74].

Технология брикетирования мелкозернистых углеродсодержащих отходов состоит из следующих основных стадий: подготовка компонентов шихты по влажности и фракционному составу; выбор связующего и определение оптимального состава шихты; выбор оптимальной формы и размеров брикетов; выбор брикетного пресса и организация процесса брикетирования; организация процесса сушки полученных брикетов (определение времени и температуры прессования).

Однако методу брикетирования присущ ряд недостатков [75]. Прежде всего - высокая капиталоемкость и энергозатратность процесса. Это связано с необходимостью больших капиталовложений на единицу производственной мощности - здания, сооружения, машины и оборудование. Особенно за-

тратной статьей является оборудование (прессы высокого давления), для работы которых затрачивается значительное количество энергетических ресурсов. Процесс брикетирования сопровождается образованием значительных объемов отходов производства в виде пыли (угольной, коксовой или их смеси). Характерным недостатком для многих линий брикетирования является малая единичная производительность технологического оборудования [75; 76].

Существует группа методов, основанных на горячем прессовании: термоокисление, термобрикетирование, термообработка брикетов горячим теплоносителем. Они достаточно хорошо изучены и освещены в литературе [7781], но являются дорогостоящими в аппаратурном оформлении и требуют значительных тепло- и энергозатрат.

Многих из вышеперечисленных недостатков лишена технология формования методом окатывания [74, 82]. Суть ее заключается в получении шарообразных гранул определенного гранулометрического состава при вращении на наклонной (тарельчатый или барабанный гранулятор) или на неподвижной поверхности (роторный гранулятор). Для окатывания характерны простота аппаратурного оформления технологического процесса и высокая производительность. Этот прием используют в химической промышленности для получения удобрений, железорудных окатышей и т. д. [62, 83].

Технологический процесс получения окатышей включает в себя следующие стадии [62]:

1. Подготовка исходных веществ, дозирование и смешение связующего вещества с подготовленной шихтой, сюда же может направляться ретур с последующих стадий.

2. Окатывание - образование гранул и их упрочнение в аппарате.

3. Термическая или другая обработка для повышения прочности между отдельными частицами внутри гранулы.

4. Классификация гранул по размерам и направление ретура на смешение с исходной шихтой.

Применяется окатывание с одновременным пластифицированием смеси связующим веществом, заключающееся в наслаивании сухих частиц на смоченные ядра - центры гранулообразования и в предварительном образовании агрегатов из равномерно смоченных частиц. Основные параметры процессов смешения, дробления, грохочения и т. п. определяются химическими и физико-механическими свойствами вяжущего и наполнителей [84].

Немаловажным фактором, влияющим на ход процесса окатывания, является температура добавляемой воды или самого связующего вещества. С увеличением температуры происходит увеличение диаметра гранул [85], что можно объяснить, основываясь на основных законах перемещения влаги во влажных материалах [86, 87].

Во влажном материале, где присутствуют градиенты влажности и температуры, они совместно оказывают влияние на перемещение влаги в виду наличия влагопроводности и термовлагопроводности. В случае совпадений направлений градиентов перемещение воды произойдет в область менее насыщенную влагой и с пониженной температурой.

Рассмотрим уголь и кокс как капиллярно-пористые коллоидные тела, где при смачивании водой будут возникать указанные выше градиенты влажности и температуры между центром частицы и ее поверхностью. Это приведет к перемещению влаги к центру частицы от ее периферии [85]. Если формуемый уголь содержит некоторое количество капиллярно связанной воды, то его поверхностное натяжение при контакте с горячей водой уменьшится по линейному закону сг = 75,7 • (1 - 0,0020 • /) Дж/мм2 [86]. Это приведет к продвижению капиллярной влаги внутрь зерна. Кроме того произойдет диффузия воды через стенки капилляров угля и, соответственно, увеличение осмотически связанной влаги. После заполнения ею всех пор угля или кокса на поверхности частиц образуется водяная пленка, способствующая слипанию частиц и появлению зародышей гранул [85].

В ходе процесса окатывания, при прекращении подачи воды, влага испаряется с поверхности окатыша и охлаждает ее, следовательно, изменяется

и направление градиентов влаги и температуры. Это приводит к миграции влаги от центра гранулы к ее поверхности, позволяя сохранять на ней более длительно пленку без дополнительного добавления смачивающих веществ [85].

Таким образом, повышать эффективность процесса гранулирования можно использованием горячего связующего или смачивающего вещества.

Гранулирование мелкодисперсных и порошкообразных материалов, а также сопутствующие ему процессы в значительной степени зависят от физико-химических свойств таких материалов [84].

Для обоснования использования остатка анаэробной переработки обезвоженного избыточного активного ила в качестве связующего вещества необходимо доказать наличие у него аналогичных форм взаимодействия со влагой, как и у исходного вещества.

Сброженный ил относится к классу органических связующих веществ. Рассмотрим основные принципы взаимодействия таких связующих с применяемым в работе наполнителем - углем и углеродными остатками.

Одним из главных параметров, влияющих на ход процесса окатывания, является лиофильность окатываемого материала, именно она определяет механизм взаимодействия наполнителя и связующего [85, 88, 89].

Механизм взаимодействия угля и кокса с водой различен, поскольку на поверхности угля в зависимости от степени метаморфизма присутствуют функциональные группы, например, гидроксидные и карбонильные. От их наличия зависит прочность гранул. Предполагается, что связывание воды на функциональных группах происходит за счет «водородных связей или мостиков» [85]. Водородные связи, являясь более слабыми, чем ковалентные или ионные, все же сильнее обычных межмолекулярных Ван-дер-Ваальсовых сил, способствуют значительному укреплению тела гранулы, ее упрочнению. Теоретические выводы подтверждены экспериментами, в ходе которых установлено, что с уменьшением количества функциональных групп в угле, прочность брикетов уменьшается [85].

Углеродные остатки, образовавшиеся в результате термической обработки угля, в частности кокс, слабо удерживают на своей поверхности воду, так как не содержат функциональных групп. При этом вода удерживается только в частицах пор, которые она заполняет на определенную глубину и не образует прочных связей с поверхностью частицы [85]. Именно такой механизм взаимодействия поверхности частицы с водой характерен для коксовой пыли, отличающейся высокой степенью упорядоченности структуры [90].

Для увеличения энергии адсорбции воды используются методы введения модифицирующих компонентов, хорошо удерживающих на своей поверхности воду и соединяющих не смачивающиеся частицы кокса. В качестве таких жидкостей используют: гуминовые кислоты, соли жирных кислот, сульфитно-спиртовую барду и т. п. В роли такого вещества в диссертационной работе использован остаток анаэробного сбраживания обезвоженного избыточного активного ила.

Рассмотрим роль жидкости и ее сцепление с гранулируемой поверхностью на примере образования гранулы в процессе окатывания (рис. 1.1):

Рис 1.1. Схема образования топливной гранулы с добавкой гидрофильных частиц: 1 - частицы обуглероженного остатка; 2 - частицы добавки; 3 -вода; / - расстояние между центрами частиц остатков; с! - диаметр частицы

В контакте с частицами твердого материала 1 находится добавка 2, обладающая избытком энергии и поэтому способная притягивать к себе молекулы связывающей жидкости, в частности воды 3. Возникают водяные плен-

1 3

2

добавки; О — диаметр частицы остатка

ки, стремящиеся к соединению под действием сил поверхностного натяжения, в результате чего твердые частицы сближаются с включениями добавки, образуя гранулу [74, 82].

Повлиять на природу поверхности вещества можно введением в смачивающую жидкость веществ, способных адсорбироваться на этой поверхности.

Для повышения эффективности процесса окатывания и качества получаемых продуктов применяют внесение мелкодисперсных минеральных веществ - присадок - в ходе процесса окатывания непосредственно в барабан [82, 83. 85].

Промышленностью выпускается большое количество разнообразных марок цемента с широким спектром свойств. Особенно перспективным представляется водостойкие смеси (ПЦ500 Д20, ПЦ400 ДО и т. п.), которые позволяют снизить влагоемкость топливных гранул, что особенно важно при их хранении или транспортировке.

Метод введения присадок и их распределение в грануле напрямую влияют на качество получаемого продукта и особенно на эффективность его сжигания. Равномерное распределение частиц по всему объему гранулы приведет к трудностям в процессе горения, поскольку большое количество минеральных включений хоть и создают прочный каркас для гранулы, но значительно затрудняют доступ кислорода к зоне горения в центре гранулы, к содержащимся там частицам угля или кокса [87-89].

Поскольку предлагаемое связующее вещество - продукт анаэробной переработки избыточного активного ила представляет собой влажное органическое вещество, то при окатывании смеси образующиеся гранулы будут слипаться между собой, налипая на внутреннюю поверхность аппарата, что снижает производительность процесса и ухудшает внешний вид и форму гранул. Для уменьшения и устранения данного явления применяют минеральные опудривающие вещества, добавляемые в смесь в процессе формования [83, 85].

Перспективным является использование в качестве опудривающего вещества цемента [88]. Добавление его необходимо осуществлять так, чтобы цемент распределялся равномерно по поверхности гранулы. При этом создается прочная, но в то же время проницаемая для воздуха оболочка. Данный способ значительно выигрывает с точки зрения отсутствия помех к доступу кислорода в зону горения и позволяет снизить количество цемента, затрачиваемого на повышение прочности, по сравнению с применяемым введением цемента в объем гранулы.

1.5. ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ РАЗРАБОТКЕ

ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННЫХ УГОЛЬНЫХ

ОБРАЗОВАНИЙ

Среди объектов техносферы значительную часть составляют объекты химического профиля, где идет работа с различными химическими веществами. Многие из них огнеопасны, а газовоздушные смеси, образованные на их основе, подвержены взрыву. Это определяет опасность такого рода объектов [91].

Под опасностью понимают явления, процессы, действия или условия, имеющие потенциал, способный нанести ущерб здоровью людей, привести к их гибели, нанести ущерб окружающей среде, привести к потере сохранности материальных объектов антропогенного происхождения [92, 93].

Среди опасностей, присущих объектам химического профиля, выделено наличие энергетического потенциала - именно он обусловливает пожаро-и взрывоопасность этих объектов [94-96].

Авторами [91] сформулирована энергоэнтропийная концепция техногенного риска, суть ее: техногенная опасность реализуется при нежелательном высвобождении накопленных потенциалов и разрушительном распространении потоков энергии и вещества, что часто сопровождается техногенными происшествиями с гибелью людей, повреждениями техники и/или природной среды. Все это возникает при потере управления энергомассообме-

ном, чему способствуют следующие предпосылки: ошибочные действия людей, отказы технологического оборудования и неблагоприятные воздействия на них извне.

Для разработки профилактических и оперативных мероприятий, обеспечивающих нормальное функционирование технических систем и качество жизни, необходимо произвести идентификацию опасностей [95], которые могут проявляться в различной форме (взрыв, пожар, разлив, выброс) и в различных пространственно-временных масштабах (локальные, глобальные, мгновенные, отдаленные и пр.) [97, 98].

Для оценки и количественного выражения опасностей распространено использование понятия риска - вероятности потерь при действиях, сопряженных с опасностями [99].

Идентификация опасностей и областей уязвимости имеет фундаментальную важность в управлении безопасностью. Результатом ее будет [91, 100]:

- перечень нежелательных событий;

- описание источников и факторов опасности, условий возникновения и развития нежелательных событий;

- предварительные оценки опасности.

Требованиями к промышленной безопасности производственных объектов являются нормы в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, санитарно-эпидемиологического благополучия населения, охраны окружающей природной среды, экологической безопасности, пожарной безопасности, охраны труда [1, 100-103].

Существует три категории технических приемов, используемых для идентификации опасностей, согласно установившейся мировой практике [96]. В работе предложено использовать основной метод, цель которого -рассмотрение результатов возможных внештатных событий, которые могут иметь нежелательные последствия и развиться в аварию. При этом кроме вы-

явления опасностей рассматриваются предложения по уменьшению потенциальных рисков.

Для реализации такого рода технологий необходим анализ потенциально возможных рисков возникновения внештатных ситуаций, для их предотвращения и повышения промышленной безопасности процессов.

Сравнения, проведенные выше, позволили установить, что применяемые технологии использования пылевидных техногенных угольных образований в качестве водо- или пылеугольного топлива представляют промышленную опасность, т. к. необходимо обращение с тонкодисперными частицами пыли [104-107]. Получение же формованного топлива позволит устранить такие опасности, в том числе и путем формования влажных смесей.

Анализ разрабатываемой технологии приведен в главе 2, на основании выделены основные опасные факторы, подобраны меры по снижению техногенных рисков и повышению безопасности процессов.

Заключение диссертации по теме «Пожарная и промышленная безопасность (по отраслям)», Ушаков, Андрей Геннадьевич

116 выводы

1. В разработанной технологии применены способы снижения пожаро- и взрывоопасное™ стадий обращения с мелкодисперсными частицами техногенных угольных образований.

2. Экспериментально доказана возможность использования в качестве связующего вещества остатка анаэробного сбраживания избыточного активного ила городских станций аэрации. Установлены закономерности влияния влажности исходного обезвоженного избыточного активного ила, подвергаемого сбраживанию, на свойства получаемого сброженного остатка. Экспериментально определена оптимальная влажность исходного сырья (87 %) для получения связующего вещества.

3. Для повышения пожаро- и взрывобезопасности метантенков и материалов вблизи них предложено реализовать обогрев метантенка термопленкой, а его теплоизоляцию выполнить из негорючих материалов на основе термообработанного и гранулированного силиката натрия.

4. Впервые установлены физико-механические характеристики топливных гранул, исследованы зависимости гранулометрического состава, прочностных и потребительских свойств получаемого топлива от различных соотношений вводимого угля, кокса, связующего и модифицирующих добавок.

5. Впервые разработана безопасная технология получения топливных гранул путем утилизации отходов предприятий добычи и переработки угля и отходов биологических очистных сооружений, включающая процессы анаэробного сбраживания обезвоженного избыточного активного ила и формования топливных гранул методом окатывания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе содержится решение актуальной технологической задачи создания технологии получения топливных гранул из отходов предприятий добычи и переработки угля и биологических очистных сооружений. Разработаны решения, повышающие промышленную безопасность получения топливных гранул и имеющие важное значение для экономики страны.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ушаков, Андрей Геннадьевич, 2011 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Федеральный закон ФЗ № 116 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.08.1997 г.

2. «Энергетическая стратегия России на период до 2030 года» № 1715-р от 13.11.2009 г.

3. Зинчук O.A. Перспективы использования угля в российской электроэнергетике / O.A. Зинчук, А.Н. Зинчук // Экология и научно-технический прогресс: Материалы 3 Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Пермь, 2005. - Пермь, 2005. -С. 60-61.

4. Климов С.А. Комплексное использование горючих сланцев / С.А. Климов, Г.Б. Фрайман, Т.П. Грузинов, Ю.В. Шувалов. - Липецк, Липецкое изд-во. - 2000.

5. Говсиевич Е.Р. Повышение эффективности топливообеспечения и топливоиспользования на тепловых электростанциях (вопросы методологии и практики): Дисс. док. эк. наук. - М., 2002. - 270 с.

6. Денисенко И.А. Пути уменьшения загрязнения атмосферного воздуха выбросами ТЭС / И.А. Денисенко, H.A. Еремина // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: 14 Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов. Т. 3. - М., 2008. - С. 105107.

7. Семенов С.А. Анализ экологической эффективности перевода теплоисточников на газ Братского месторождения / С.А. Семенов, В.К. Ел суков // Труды Братского государственного индустриального института : Материалы 20-й Научно-технической конференции. Т. 2. - Братск, 1999. - С. 32-34.

8. Легков A.A. Оценка тепловой и термодинамической эффективности систем подготовки угля с кислородной газификацией / A.A. Легков, Г.Р. Мингалеева // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: Труды 16 Школы-семинара молодых ученых и специали-

стов под руководством академика РАН А. И. Леонтьева. Т. 2. - М., 2007. -С. 288-291.

9. Шапченкова O.A. Влияние техногенных выбросов Березовской ГРЭС-1 КАТЭКА на биологическую активность почв // Экологический риск: Материалы 2 всероссийской конференции. - Иркутск, 2001. - С. 182-185.

10. Малов В.Т. Экологические вопросы энерготехнологического использования твердых топлив // Проблемы рационального использования топливно-энергетических ресурсов и энергосбережения: Сборник научных трудов / Сарат. гос. техн. ун-т. - Саратов, 2006. - С. 140-143.

11. Wilhelm James H. S03. SBS injection fights off S03 // Power Eng. Int. -2004.- 12, № 12.-P. 28, 30.

12. Primerano Patrizia The efficiency of protective treatments against damage to monuments by acid particulate / Primerano Patrizia, Mavilia Letterio, Corigliano Francesco, Di Pasquale Sebastiana, Arrigo Ileana // Ann. chim. - 2003. - 93, № 3. -C. 321-327.

13. Волкова A.B. Влияние теплоэнергетики на состояние окружающей среды // Современные проблемы технического, естественнонаучного и гуманитарного знания: Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции. Ч. 1. - Губкин, 2007. - С. 88-91.

14. Глазкова A.B. Загрязнение атмосферы от тепловых электростанций / A.B. Глазкова, В.Н. Стройнова // Проблемы геологии и освоения недр: Труды 3-го Международного научного симпозиума студентов, аспирантов и молодых ученых имени академика М. А. Усова в рамках Российской научно- социальной программы для молодежи и школьников «Шаг в будущее» - Томск, 1999.-С. 354-355.

15. Клика 3. Влияние различных режимов работы теплоэлектростанций Чехии на поведение серы и микроэлементов углей при сжигании / 3. Клика, Л. Бартонова, Л.Н. Лебедева, Л.А. Кост, Е.Г. Горлов // Перспективы развития углехимии и химии углеродных материалов в XXI веке: Тезисы докладов Расширенного заседания Научного совета, 2003. - М., 2003. - С. 41.

16. Dastidar A.G. Expolisibility boundaries for fly ash/pulverized fuel mixtures / Dastidar A.G., Amyotte P.R. // J. Hazardous Mater. - 2002. - 92, № 2. -C. 115-126.

17. Исследование взрывных характеристик сверхмелкодисперсной пыли каменного угля в трубе / Ни Shuang-qi, Jin Ri-ya, Tan Ying-xin // Zhongbei daxue xuebao. Ziran kexue ban = J. N. Univ. China. Nat. Sei. Ed. - 2008. - 29, № 3. - C. 228-231.

18. Мун С.А. Оценка относительных рисков развития онкологических заболеваний у работников ОАО «Кокс» города Кемерово / С.А. Мун, С.А. Ларин, С.Ф. Зинчук, В.В. Браиловский, А.Н. Глушков // Бюллетень СО РАМН - 2005. - №4 (118). - С. 69-72.

19. Karcz Aleksander. Zastosowanie pytu koksowego jako sorbentu w procesach adsorpcyjnego oczyszczania sciekow koksow-niczych / Karcz Aleksander, Burmistrz Piotr // Gosp. surow. miner. - 1991. - 7. - № 3. - C. 893907.

20. Тихов С.Д. Коксовая пыль как компонент угольной шихты / С.Д. Ти-хов, A.B. Березин, П.Д. Нагибин, Е.А. Кошелев, С.А. Архангельский // Кокс и химия. - 2004. - № 2. - С. 10-13.

21. Гальперн Э.И. Технология обезвреживания углеродсодержащих отходов / Э.И. Гальперн, Л.В. Пащенко, В.И. Саранчук // Химия и природосберегающие технологии использования угля: Сборник трудов Международной научной конференции, посвященной 275-летию Российской академии наук. -М., 1999.-С. 196-199.

22. Стефаненко В.Т. Обеспыливание выбросов в коксохимическом производстве / В.Т. Стефаненко, М.А. Зайденберг, В.Д. Олифер // Кокс и химия. - 2001. - № 3. - С. 69-71.

23. Лобыч A.M. Брикетирование коксовой мелочи со связующими и коксование частично брикетированных шихт в производстве металлургического кокса: Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. - Уфа, Алапаевск, 2000. - 180 с.

24. Лейкин В.З. Технология, оборудование, совершенствование подготовки и сжигания твердого топлива на ТЭС и котельных: Учебное пособие. Ч. 2. Технология, оборудование и совершенствование приготовления пылевидного топлива на тепловых электростанциях / СПб: Изд-во ПЭИГЖ, 2005.-223 с.

25. Перевод электростанций на сжигание непроектного топлива // Энергетик. - 2005. - № 12. - С. 32.

26. Толчинский E.H. Обеспечение взрывобезопасной эксплуатации пы-леприготовительных установок ТЭС / Демкин В.В., Киселев В.А., Колбасников В.А., Яковлева B.C. // Теплоэнергетика. - 2001. - № 6. - С. 52-60.

27. Explosion protection for indirect-firing coal grinding systems - an up-to-dat approach // Cement Int. - 2005. - 3, № 6. - C. 88-95.

28. Оценка взрывоопасности пыли твердых топлив / Колбасников В.А., Толчинский E.H. // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: 5-я Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов, Москва, 2-3 марта 1999: Тезисы докладов. Т. 2. - М., 1999. - С. 395-397.

29. Толчинский E.H., Лаврентьев А.Ю. Выбор тонкости помола угольной пыли / Электр, ст. - 2002. - № 12. - С. 17-20.

30. Крейнин Е.В. Уголь как основное органическое топливо XXI века: экологически чистые угольные технологии / Уголь. - 2003. - № 5. - С. 45-48.

31. Ильяшов М.А. Пылеугольное топливо для доменных печей / М.А. Ильяшов, В.И. Саранчук, Е.И. Збыковский, А.И. Гордиенко // Российская научная конференция (с международным участием) „Глубокая переработка твердого ископаемого топлива - стратегия России в 21 веке", Звенигород: Тезисы докладов. - М., 2007. - С. 28.

32. Исхаков Х.А. Активация компонентов взрыва метана путем их сорбции на поверхности угольной пыли // ТЭК и ресурсы Кузбасса. - 2006. -№2.-С. 55-57.

33. Исхаков Х.А. Выделение пыли из рядовых углей // Х.А. Исхаков, Е.Л. Счастливцев, Ю.А. Кондратенко // Отдельный выпуск Горного инфор-

мационно-аналитического бюллетеня "Кузбасс-1". - 2009. - № 7. - М.: Издательство «Мир горной книги». С.1 97-198.

34. Исхаков Х.А. Свойства и реакции компонентов взрыва / Х.А. Исха-ков, Д.В. Шевелёв, A.M. Рогатых // Проблемы обеспечения экологической безопасности в Кузбасском регионе: сборник: в 3-х книгах. - Кемерово: -2005.-Кн. 3/3.-С. 76-85.

35. Исхаков Х.А. Необходимость использования техногенных отходов угледобычи и энергетики / Х.А. Исхаков, E.JI. Счастливцев, Ю.А. Кондратенко // Вестн. Кузбас. ГТУ. - 2008. - № 5. - С. 87-89.

36. Исхаков Х.А. Обеспыливания углей / Х.А. Исхаков, E.JI. Счастливцев, Ю.А. Кондратенко // Вестн. Кузбас. ГТУ. - 2008. - № 2. - С. 61-63.

37. Исхаков, Х.А. Минералообразование на обнажениях угольного пласта / Х.А. Исхаков, A.B. Черныш. // ХТТ. - 1980. - № 2. - С. 88-90.

38. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. - JL: Химия, 1974. - 279 с.

39. Тарковская И.А. Окисленный уголь. - Киев: Наукова думка, 1981. -197с.

40. Померанцев В.В.Самовозгорание и взрывы пыли натуральных топ-лив. - JI.: Энергия, 1978. - 144 с.

41. Криволапов В.Г. Источники воспламенения угольной пыли / В.Г. Криволапов, П.А. Лысак, A.B. Чулков // Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых: Сборник научных статей. Вып. 1. - Новокузнецк, 2008. - С. 125-128.

42. Монгайт Л.И. Тепловая обработка осадков сточных вод / М.И. Мон-гайт, М.И. Гаврилов, В.П. Шерстнев. - М.: Стройиздат, 1981. - 92 с.

43. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. - М.: Стройиздат, 1975.

44. Приказ Министерства Природных Ресурсов России № 511 «Об утверждении Критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» от 15.06.2001 г.

45. СП 2.1.7.1386-03 «Санитарные правила по определению класса опасности токсичных отходов производства и потребления». - М.: Министерство здравоохранения РФ, 2003. - 15 с.

46. Пугачев Е.А. Физико-механические свойства и классификация осадков / Е.А. Пугачев, И.М. Шехавцов. - М.: МИСИ, 1984. - 41 с.

47. Алексеев В.И. Проектирование сооружений переработки и утилизации осадков сточных вод с использованием элементов компьютерных информационных технологий / В.И. Алексеев, Т.Е. Винокурова, Е.А. Пугачев. -М.: Издательство АСВ, 2003. - 176 с.

48. Евилевич А.З. Осадки сточных вод. - JI. - М.: Стройиздат, 1965.

49. Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод / Ю.В. Воронов, C.B. Яковлев. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006. - 704 с.

50. Микула В.А. Направленная циркуляция в кипящем слое, как средство совершенствования процесса сжигания осадков очистных сооружений /

B.А. Микула, Е.И. Левин, Б.В. Берг, П.В. Осипов, Т.Ф. Богатова // Энергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов. Сборник трудов 4 Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, Благовещенск, 5-7 окт., 2005. - Благовещенск, 2005. -

C. 484-489.

51. Обеспыливание выбросов в коксохимическом производстве / В.Т. Стефаненко, М.А. Зайденберг, В.Д. Олифер // Кокс и химия. - 2001. - № З.-С. 69-71.

52. Родионов А.И. Техника защиты окружающей среды / А.И. Родионов, В.Н. Клушин, Н.С. Торочешников. — М.: Химия, 1989. - 512 с.

53. Вильяме Ф.А. Теория горения / Пер. с англ. - М.: Наука, 1973. - 29 с.

54. Померанцев В.В. Основы практической теории горения. - Л.: Энергия. - 197 с.

55. Fernandez Art. Health effects engineering of coal and biomass combustion particulates: influence of zinc, sulfur and process changes on potential lung

injury from inhaled ash / Fernandez Art, Wendt Jost O.L., Witten Mark L. // Fuel: The Science and Technology of Fuel and Energy. - 2005. - 84, № 10. - C. 13201327.

56. Семенова B.B. Оценка токсичности и опасности отходов, образующихся при очистке городских сточных вод и сжигании осадка / В.В. Семенова, JI.A. Аликбаева // Гигиена и сан. - 2008. - № 2. - С. 52-54.

57. Головин Г.С. Современные направления получения окускованного бездымного топлива для малых энергетических установок и бытовых печей / Г.С. Головин, В.А. Рубан, А.П. Фомин // Уголь. - 1996. - №2. - С. 38-42.

58. Калиниченко С.Е., Калиниченко A.C. Топливный брикет (варианты) // Заявка №2002132306/04. Россия, МПК7 С 10 L 5/02 / Опубл. 27.06.2004.

59. Кытманов A.B., Шалимов A.B. Топливный брикет (варианты) // Заявка №2006135612/04. Бюл. № 11, 09.10.

60. Сафонов A.B. Чуксин Е.В. Способ восстановления ситового полученный данным способом Заявка № 2004125263/04, 17.08.2004. Бюл. № 35.

61. Марченко В.А., Фомичев С.Г., Сенкус В.В., Стефанюк Б.М., Сенкус В.В., Полубояров В.А., Григоркин Е.Г., Иванов Ф.И., Бебко А.Н. Способ брикетирования мелких классов кокса // Заявка № 2007103485/04, 29.01.2007, Бюл. № 15.

62. Елишевич А.Т. Брикетирование угля со связующим. - М.: Недра. -1972.-216 с.

63. Гунн Р.Б. Нефтяные битумы. - М.: Химия, 1973. - 432 с.

64. Руденская И.М. Органические вяжущие вещества для дорожного строительства / И.М. Руденская, A.B. Руденский - М.: Транспорт, 1984. -229 с.

65. Печеный Б.Ш. Долговечность битумных и битумоминеральных покрытий. - М.: Стройиздат, 1981. - 192 с.

66. Крохин В.Н. Брикетирование углей. - М.: Недра, 1984. - 224 с.

67. Белик Т.М. Разработка технологии получения крекинговых пеков различного назначения и особенности их использования взамен каменно-

угольного связующего / Т.М. Велик, Е.В. Якименко, Н.Т. Ивлев и др. // Проблемы глубокой переработки остатков сернистых и высокосернистых нефтей: Тез. докл. 4-й Респ. научно-техн. конф. - Уфа, 1982. - С. 70-71.

68. Сухоруков В.И. Частичное брикетирование угольной шихты перед коксованием / В.И. Сухоруков, Г.Н. Бездверный, JI.B. Копелиович и др. // Кокс и химия. - 1982. -№ 5. - С. 19-23.

69. Васильев Ю.С. Промышленная проверка эффективности способа частичного брикетирования шихты со связующим / Ю.С. Васильев, А.Г. Дюка-нов, Ю.С. Кафтан и др. // Кокс и химия. - 1985. - № 6. - С. 10-14.

70. Abson I.W., Todhunier К .Я. In Biochemical and Biological Engineering Science, Blakebrough N. (ed.), vol. 1, p. 339, Academic Press, London, 1967.

71. Бейлли Дж. Основы биохимической инженерии / Дж. Бейлли, Д. Ол-лис. - М.: Мир, 1989. - 2 Т.

72. Туровский Ю.И. Очистка производственных сточных вод / Ю.И. Туровский, И.В. Филиппов. - Ленинград: Химия, 1967. - 332 с.

73. Родионов А.И. Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов / А.И. Родионов, Ю.П. Кузнецов, В.В. Зенков, Г.С. Соловьев. - М.: Химия, 1985.-352 с.

74. Классен П.В. Гранулирование // П.В. Классен, И.Г. Гришаев, И.П. Шомин. - М.: Наука. - 1991. - 240 с.

75. Крапчин И.П. Эффективность использования углей. - М.: Недра, 1976.- 115 с.

76. Бюхнер П. Изучение процесса гранулирования и коксования бурых углей и отходов брикетных фабрик. // Автореф. диссертации к. т. н. - М.: МХТИ, 1969.

77. Вопросы эффективного сжигания углей // Сборник научных трудов, ЭНИН им. Г.М. Кржижановского. - М. - 1984. - С. 15-37.

78. Исследования в области комплексного энерготехнологического использования топлив // Межвузовский научный сборник (Саратовский государственный технический университет), Саратов. - 1993. - С. 11-57.

79. Новые способы использования низкосортных топлив в энергетике // Сборник научных трудов, ЭНИН им. Г.М. Кржижановского. - М. - 1989. -С. 23-40.

80. Обогащение и переработка топлив // Под. Ред. Филиппова Б.С. - М.: Недра, 1975. - т. 25. - вып. 3. - С. 23-29.

81. Зверев Д.К. Обзор методов получение быздымного топлива для коммунально-бытового потребления // Доклады научной конференции ИГИ. -М.: 1975.- 13 с.

82. Классен П.В. Основы техники гранулирования / П.В. Классен, И.Г. Гришаев. - М.: Химия, 1982. - 272 с.

83. Парфенов A.M. Основы агломерации железных руд. - М.: Металлур-гиздат, 1966.-С. 23-49.

84. Rumpf Н. Chemie- Ingenieur- Technik. - 1974. - v. 46. - №1. - p. 1-11.

85. Сысков К.И. Гранулирование и коксование бурых углей / К.И. Сысков, В.Я. Царев, О.Н. Машенков. - М.: Металлургия, 1968. - 165 с.

86. Лыков A.B. Теория сушки. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1950.

87. Воларионович М.П. Исследование в области поверхностных сил / М.П. Воларионович, Н.В. Чураев. Изд-во АН СССР, 1961.

88. Бернштейн Л.А. Гранулирование цементных сырьевых смесей при сухом и мокром способах изготовления / Л.А. Бернштейн, М.Б. Френкель. -М.: Госстройиздат. - 1959.

89. Алипов Н.Е. Труды МХТИ им. Д.И. Менделеева, 1959, вып. 28. -С. 11-16.

90. Глущенко И.М. Теоретические основы технологии горючих ископаемых. - М.: Металлургия, 1990. - 296 с.

91. Меньшиков B.B. Опасные химические объекты и техногенный риск /

B.В. Меньшиков, A.A. Швыряев - М.: Изд-во Химия, фак. Моск. ун-та, 2003.-254 с.

92. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Словарь терминов и определений. - М.: МГФ «Знание», 1999. - 361 с.

93. Научно-методические аспекты анализа аварийного риска. - М.: Экономика и информатика, 2002. - 260 с.

94. Еременко В.А. Описание и адаптация «Руководства по опасным работам в промышленности голландской фирмы TNO» / В.А. Еременко, A.C. Печеркин, В.И. Сидоров // Хим. промышленность,. - 1992. - № 7. -

C. 432-437.

95. РД 03-418-01.

96. Lowe D.R.T., Solomon С.Н. Hazard Identification Procedures. I. Chem E. Loss Prevention Bulletin, № 52 August, 1983.

97. Вишняков Я.Д., Радаев H.H. Общая теория рисков / Я.Д. Вишняков, H.H. Радаев - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 368 с.

98. Белов П.Г. Теоретические основы менеджмента техногенного риска: дисс. на соик. уч. степ. д. т. н. 05.26.03. - Москва, 2007. - 418 с.

99. Акимов В.А. Надежность технических систем и техногенный риск. -М.: ЗАОФИД «Деловой экспресс», 2002. - 368 с.

100. Ветошкин А.Г.Техногенный риск и безопасность / А.Г. Ветошкин, K.P. Таранцева. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2001. - 171. с

101. ПОТ Р М-025-2002. Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации водопроводно-канализационного хозяйства.

102. Бесчастнов М.В. Предупреждение аварий в химический производствах / М.В.Бесчастнов, В.М. Соколов. - М.: Химия, 1979. - 392 с.

103. Бесчастнов М.В. Взрывобезопасность и противоаварийная защита химико-технологических процессов. -М.: Химия, 1983. - 472 с.

104. Ушаков К.З. Рудничная аэрология / К.З. Ушаков, A.C. Бурчаков, И.И. Медведев. - М.: Недра, 1978. - 440 с.

105. Илларионов В.А. Перспективы горного производства в южных районах Республики Коми // Известия Вузов. Горный журнал. - 2002. - №3. -С. 45-58.

106. Оценка выноса пыли в атмосферу с породных отвалов разреза «Кед-ровский» / Портола В.А., Воротынцев С.Б., Киренберг А.Г. // Вопросы безопасности труда: Сборник научных трудов. Вып. 3 / Кузбас. гос. техн. ун-т. -Кемерово, 2004. - С. 47-51. - Рус.

107. Мажайский Ю.А. Негативное воздействие выбросов ГРЭС на агро-ландшафты в условиях Центрального региона России / Ю.А. Мажайский, Ю.П. Пожогин, С.А. Тобратов // Труды 2 Международной научно-практической конференции «Экология в энергетике». 2005. - С. 216-220.

108. Ушаков А.Г. Получение твердого топлива из отходов. Проблемы и способы реализации // Альтернативная энергетика и экология. - 2011.— №7.-С. 106-114.

109. Ушаков А.Г. Управление техногенными рисками при разработке процессов комплексной переработки органических отходов / А.Г. Ушаков, Е.С. Брюханова, Г.В. Ушаков // Сборник докладов 3-ей Международной научно-практической конференции «Управление отходами - основа восстановления экологического равновесия в Кузбассе». - Новокузнецк. — 2010. — С. 167-172.

110. Ушаков А.Г. Утилизация обезвоженного избыточного активного ила с получением топливных гранул // Вест. Кузбасс, гос. технич. ун-та. — 2010. — №5.-С. 110-112.

111. Ушаков А.Г. К вопросу совместной переработки избыточного активного ила и твердых углеродсодержащих отходов / А.Г. Ушаков, Б.Г. Трясунов, Г.В. Ушаков // Ползуновский вестник. - 2010. -№ 3. - С. 266-270.

112. Ушаков А.Г. Утилизация шламов угледобывающих и углеперераба-тывающих предприятий Кузбасса / А.Г. Ушаков, P.C. Золкин, A.B. Ба-

лахнин // Материалы XIV Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий». - Новосибирск. -2009.-С. 163-164.

113. Ушаков А.Г. Влияние опудривающих добавок на получение и свойства топливных гранул состава угольный шлам-органическое связущее // Материалы XI Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке». - Томск. — 2010. — Т. 2. - С. 207-209.

114. Брюханова Е.С. Получение твердого топлива из отходов / Е.С. Брю-ханова, А.Г. Ушаков // Материалы XIII Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири «Сибресурс 2010». - Кемерово. - 2010. - Т. 1.- С. 126-128.

СИСТЕМА ОБЯЗАТЕЛЬНОЙ СЕРТИФШАЦИМ МО ЭКОЛОГИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ МПР РФ рег. М Е.ОСС Яи. ОООШЭТОО

ОРГАН ПО СЕРТИФИКАЦИИ ООО «Б^ФАР - Эшлопзд»

Атгк^Щф<мшапхи-рег.М|ОС-64 АБВГ от 01.11.2007г.. деЙенаэдад до 01 15.2013г. _ 125371, Мясаявц Вадсшгамстсе юкзж, 87_

кжввштешйу-