Очищення повітря в гірничодобувній промисловості

Проектування систем очищення повітря в гірничодобувній промисловості

Гірничодобувна промисловість – галузь, яка спеціалізується на видобутку мінеральних ресурсів із надр землі. В ході протікання цих процесів виділяється велика кількість шкідливих речовин, які забруднюють воду, землю, повітря, а також впливають на флору і фауну місцевості. Проблемою є те, що приблизно до десяти відсотків видобутих матеріалів є корисними копалинами, решта йде у відходи. Наприклад, при видобутку поліметалічних руд з них вилучаються тільки пару металів, які необхідні, всі інші складові викидаються разом з шаром землі. 

Існує два основних види видобування корисних копалин:

Відкритий спосіб – який вважається найбільш дешевим, але при цьому саме він призводить до ландшафтного зміни і значним виділенням шкідливих речовин в навколишнє середовище;

Закритий, або підземним спосіб, який є більш небезпечним і дорогим.

При відкритому способі видобутку, внаслідок масових вибухів на кар'єрах, в шари атмосфери виділяється велика кількість пилу й отруйних газів, таких як окис вуглецю, двоокис азоту, кар'єрні води і т. д.

При закритому способі видобутку копалин відбуваються значні виділення пилу (рудної, вугільної), отруйних газів, таких як вуглекислий газ, метан, сірчистими газами.

Основні види шкідливостей

Шкідливостей, які виділяються в гірничодобувній промисловості можна поділити на дві основні групи:

• Хімічні речовини;

• Промисловий пил.

Залежно від ступеня впливу на організм людини хімічні шкідливі речовини можна поділити на чотири класи небезпеки.

Способи виділення шкідливих речовин в процесі гірничого видобутку мінералів:

• Вуглекислий газ утворюється при окисленні деревини і вугілля, а також його спостерігається його виділення з вугілля та інших порід.

• Оксид вуглецю з'являється у випадку пожеж на рудниках, внаслідок вибухів вугільного пилу і метану.

• Оксиди азоту теж виділяються у разі підривних робіт.

• Сірководень виділяється з порід, у тому числі вугілля.

• Метан є основним забруднюючим рудничним газом. Він виділяється з оголених пластів порід і з вироблених просторів.

Видобуток гірських матеріалів призводить до зміни навколишнього середовища, і типом впливу поділяються на кілька видів:

Геомеханічні, які призводять до зміни рельєфу місцевості, пошкоджень ґрунту, зміни масиву гірських порід.

Гідрологічні, які змінюють положення і рівень підземних вод, механічним способом ущільнюють грунт, погіршують якість вод.

Хімічні, які змінюють склад і властивості атмосферного повітря, а також склад грунту та вод.

Фізико-механічні, які в свою чергу змінюють склад і властивості атмосферного повітря, ґрунту і води, а також відбувається калькуляція водотоків і русел.

Термічні, які призводять до змін якості атмосферного повітря та водного басейну.

Основні джерела шкідливостей, які виділяються в гірничодобувній промисловості можна розділити на кілька основних груп:

• Організовані джерела, такі як аспіраційні установки та системи комплексу шахт;

• Неорганізовані джерела, такі як палаючі породні відвали шахт, це означає, що їх температура на 30 ℃ перевищує температуру зовнішнього повітря;

• Стаціонарні джерела, такі як сушильні та аспіраційні установки, повітря, що видаляється з шахт;

• Пересувні джерела, такі як викиди з автотранспорту, що працює на бензині або дизельному паливо.

Заходи по охороні повітряного басейну

Розглянемо більш детально заходи, які потрібно провести для охорони повітряного басейну при закритій видобутку. 

Вони поділяються на дві основні групи:

Заходи загального характеру, які можуть сприяти поліпшенню стану повітряного середовища в межах району видобутку порід:

Територіально-планувальні заходи, які включають в себе кілька підвидів заходів:

• За зменшення площ эродируемых поверхонь;

• По рекультивації порушених земель;

• По утилізації відходів гірської промисловості.

Спеціальні заходи, що запобігають забрудненню атмосферного повітря:

• Заходи щодо поліпшення якості повітря за рахунок запобігання або зниження виділення шкідливостей;

• При цьому, поліпшення якості повітря в таких випадках може здійснюватися таким чином:

• Попередження пилоутворення в місцях масових вибухів;

• Організацією серії заходів, які попереджають виникнення пожеж і запобігають загоряння порід.

• Знижують забруднення повітря вихлопними газами автотранспорту.

• Дегазація вугільних пластів.

Заходи з уловлювання викидів і з очищення пилогазових шкідливостей.

Велике значення при підборі подібних видів пило - і газоулавливающего обладнання мають властивості шкідливостей, такі як:

• Щільність частинок;

• Їх сипучість;

• Розчинність рідин

• Адгезивність, тобто можливість міцного зчеплення;

• Змочуваність;

• Електричні та електромагнітні властивості частинок;

• Схильність до самозаймання.

Методи очищення повітря від хімічних речовин

Розглянемо детальніше методи, які використовуються в гірничодобувній промисловості для уловлювання хімічних речовин, які при цьому виділяються.

Таким чином, за характером протікання фізико-математичних процесів такі методи бувають трьох основних груп:

1.1. Промивання викидів розчинниками. Його ще називають методом абсорбції.

Принцип роботи цього методу полягає в тому, що очищення викидів відбувається за допомогою поділу газоповітряної суміші і поглинанням рідиною шкідливостей, які повинні при цьому вловлювати. Це відбувається за рахунок пропускання забрудненого повітря через поглинає рідину, або ж її розпиленням.

1.2 Промивання викидів розчинами реагентів, що здатні хімічним способом пов'язувати шкідливості. Ще такий метод називають хемосорбциією.

Принцип роботи цього методу полягає в поглинанні шкідливостей рідкими або твердими поглинача. Це в результаті приводить до утворення малолетучих або малорозчинних сполук. 

1.3 Поглинання шкідливих речовин твердими активними речовинами. Такий метод ще називають методом адсорбції.

Принцип роботи цього методу заснований на поглинанні шкідливих речовин з повітря пористими твердими тілами. 

Вони найчастіше працюю періодично, не рідше безперервно, являють собою ємності, які заповнені безпосередньо пористим адсорбера, через який пропускається повітря, що потребує очищення.

На відміну від методу адсорбції, методи абсорбції та хемосорбції забезпечують безперервні технологічні процеси, а також є економічною очищенням великої кількості шкідливостей.

1.4 Поглинання шкідливих речовин з допомогою каталітичного перетворення.
Принцип роботи такого методу полягає в перетворенні шкідливих домішок, які містяться в видаленому повітрі в нешкідливі речовини. Все це відбувається за рахунок використання каталізаторів. Каталізаторами можуть виступати мінерали, прості метали, складні з'єднання. При цьому, це здійснюється двома різними методами:

• У стаціонарному нерухомому стані каталізатора;
• У штучно створюваному рухомому режимі, який передбачає зміну напрямку руху повітряної суміші.

Методи очищення повітря від промислового пилу

ІІ. Розглянемо детальніше методи, які використовуються в гірничодобувній промисловості для уловлювання промислового пилу.

Для правильного підбору пиловловлюючого обладнання слід враховувати таку характеристику пилу, як її липкість.

В залежності від цього чинника, а також від інших характеристик підбирають необхідний тип пиловловлюючого обладнання.

Всі типи подібного обладнання можна умовно поділити на декілька основних видів.

Розглянемо докладніше основні з них:

Апарати «сухий» механічного очищення повітря. Принцип їх дії заснований на уловлюванні пилу сухим способом, без використання додаткових речовин.

Поделяються на кілька основних видів:

Пилоосаджувальні камери.

Такі установки являють собою камери, які можуть бути порожнистими або можуть мати конструкцію, що включає в себе горизонтальні полки. Осадження частинок пилу в таких камерах відбувається за рахунок гравітації, оскільки забруднене повітря проходить через них з невеликою швидкістю, приблизно 0,2-0,8 м/с.

Жалюзійні пиловловлювачі.

Такі установки використовують для уловлювання великих частинок пилу, які мають розмір близько 20 мкм. Такі камери дозволяють розділяти повітряний потік на два окремих потоку, забрудненого повітря і очищеного повітря. При цьому швидкість переміщення таких потоків становить приблизно 12-15 м/с.

Ротаційні пиловловлювачі.

Подібні установки використовуються для очищення повітря, яка відбувається за рахунок дії відцентрових сил. Вони дозволяють вловлювати частки пилу розмірів більше 5 мкм. При цьому принцип їх дії полягає в тому, що забруднене повітря подає в вентиляторное колесо, після чого частинки пилу прибиваються до стінок і зсипаються в пылеприемное отвір.

Циклони.

Подібні установки являють собою корпус, в який потрапляє і забруднене повітря, під дією відцентрової сили частки по стінках корпусу потрапляють в бункер. Після них зазвичай використовують фільтри більш тонкого очищення або електрофільтри. Можуть бути як одиночного виконання, так і групового.

Апарати мокрого очищення. На відміну від апаратів сухого очищення, такий вид обладнання характеризується більш високою ефективністю, але в той же час має ряд недоліків, оскільки в результаті їх роботи виділяється велика кількість шламу, який потрібно обробляти.

Усі види такого обладнання можна розділити на кілька типів:

Апарати мокрого очищення, які вловлюють шкідливості в об'ємі камери. 

Принцип їх дії полягає в тому, що повітря, який необхідно очистити рухається назустріч потоку рідини, при цьому частинки пилу затримуються у воді, а очищене повітря потрапляє нагору, при цьому охолоджуючись і зволожуючись. Такий вид обладнання ще називають порожнистими скрубера.

Скрубери Вентурі
Принцип роботи такого обладнання полягає в тому, що рідина розпилюється в потоки забрудненого повітря, тим самим пил вловлюється краплями води і потрапляє в каплеприемник, а очищене повітря віддаляється з апарату. Такий вид очищення вважається дуже ефективним для частинок розміром 1-2 мкм (до 99% уловлювання).

Форсуночного скрубер

Принцип роботи такого апарату полягає в тому, що очищається повітря піднімається вгору, при цьому на нього розпорошується рідина, яка розбризкується з допомогою форсунок. Після чого очищене повітря видаляється наверх, а шлам збирається в нижній частині установки.

Насадкові скрубери

Принцип їх роботи полягає в тому, що вони теж розпорошують рідина з допомогою форсунок на потік забрудненого газу, при цьому забруднена вода збирається внизу апарату. Такий вид обладнання використовують для попереднього охолодження газу, а також для уловлювання тумана або розчинної пилу.

Барботажно-пінні скрубери

Принцип їх роботи полягає в тому, що в них газ подається під ґрати через отвори, над якими знаходиться шар рідини з пінним шаром. Таким чином, шкідливості, які складаються у складі газу, затримуються в цих шарах, а очищене повітря видаляється назовні.

Апарати фільтраційної очищення, тобто очищення за допомогою різноманітних фільтрів. Такий вид очищення використовується для тонкого очищення пилу за рахунок різноманітних пористих фільтруючих перегородок. 

Існує кілька різновидів таких фільтрів:

Фільтри з зернистими перегородками, перегородки яких складаються з нерухомих матеріалів.

Апарати електрофільтраційного очищення. Таке обладнання використовується для очищення великих обсягів газу. Принцип їх дії полягає на проходження повітряного потоку через електричне поле, яке знаходиться під напругою, таким чином частинки пилу заряджаються і осідають на електродах, тим самим очищаючи повітряний потік. Далі пил видаляється з фільтрів шляхом струшування електродів в сухих електрофільтрах, промиванням в мокрих.

Слід відзначити кілька особливостей роботи пылеочистителей різних типів:

• Пристрої сухого типу малоефективні при уловлюванні пилу, яка є дрібнодисперсного або налипающей;

• Пристрої мокрого типу малоефективні при уловлюванні пилу, яка є погано слипающаяся;

• Пристрої типу електрофільтрів малоефективні при уловлюванні частинок пилу, яка погано заряджається;

• Рукавні фільтри малоефективні при уловлюванні речовин, які є налипающими і зволоженими забруднювачами;

• Мокрі скрубери не розраховані на роботи поза приміщення в холодний період року.

Виходячи з цієї інформації, варто відзначити те, що всі ці різновиди пиловловлювачів в залежності від розміру частинок, які вони фільтрують, мають різні показники ефективності.

Докладніше про сп

Для того, щоб зменшити навантаження на повітряний басейн навколо цих місць, слід використовувати обладнання, яке буде очищати повітря від хімічних шкідливостей і різних видів пилу. Всі ці фактори індивідуальні, тому неможливо підібрати універсальне обладнання, яке зможе використовуватися у всіх підприємствах такого роду. Тому рекомендуємо вам звернутися до фахівців нашої компанії, які допоможуть розрахувати і підібрати необхідне обладнання, враховуючи всі особливості виробничих процесів, типу місцевості і характеру виділяються шкідливостей. Але правильно підібрати обладнання мало, для того щоб його робота була коректною, необхідно, щоб воно було правильно змонтовано. Цю роботу теж краще довірити професіоналам, які мають багаторічний досвід роботи і є фахівцями своєї справи. Ідеально, це коли одна компанія виконає проектні та монтажні роботи, і в цьому питанні ми готові вам допомогти. Такий підхід дозволить вам бути впевненими в тому, що такі системи очищення повітря будуть працювати правильно і успішно виконувати свої функції.

Наші пріоритети — це надійність, якість та ефективність, тому співпрацюючи з нами, Ви маєте можливість оцінити всі переваги роботи з професіоналами!