К вопросу об экологической эффективности газоочистки и золоулавливания в горно-металлургической отрасли РФ

Проблема снижения выбросов диоксида серы с дымовыми газами угольных тепловых электростанций (ТЭС) является для отечественной энергетики весьма актуальной в связи с ежегодным ростом объемов добычи угля. В настоящей работе проведен анализ статистических данных в области добычи угля, описано текущее состояние в области газоочистки и золоулавливания в горно-металлургической отрасли РФ. Для регулирования выбросов загрязняющих веществ стационарными источниками в России ввели систему предельно допустимых и временно согласованных выбросов (ПДВ и ВСВ). Страна принимает участие в международных программах, направленных на защиту окружающей среды от вредного воздействия человеческой деятельности. Несмотря на общую динамику снижения уровня загрязнения воздуха на территории РФ, выбросы предприятий горно-металлургической отрасли лишь увеличиваются. Это связано с недостатками технического состояния и эксплуатации пылегазоочистного оборудования на предприятиях электроэнергетики. Основными из них являются моральный и физический износ парка оборудования, необходимость реконструкции и модернизации устройств. Средняя степень очистки дымовых газов от золы на российских ТЭС составляет 95,5 %, что заметно меньше, чем за рубежом. Эффективность используемых газоочистных установок не соответствует современным экологическим требованиям. Дымовые газы на ТЭС от оксидов серы и азота не очищаются, практически отсутствуют приборы непрерывного контроля над выбросами ТЭС. В работе приведено обоснование перехода предприятий на наилучшие доступные технологии в области газоочистки. Использование системы кондиционирования газов позволяет на 30 – 40 % сократить объем средств, затрачиваемых на сооружение электростатических фильтров. В последние годы в связи с появлением новых технологий сжигания угля создаются фильтры для очистки горячих газов, изготовленные из керамических материалов. Проведен анализ состояния газоочистки и золоулавливания в горно-металлургической отрасли РФ. Изучена степень воздействия предприятий горно-металлургической отрасли на атмосферу. Осуществлена оценка текущего состояния газоочистного оборудования на предприятиях. Приведено обоснование перехода предприятий на наилучшие доступные технологии в области газоочистки.

газоочистка, золоулавливание, экологическая эффективность, предельно допустимая концентрация (ПДК), предельно допустимый выброс (ПДВ), индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), электростатические фильтры, рукавные фильтры, мокрое пылеулавливание

1. Markov O., Gerasimenko O., Aliieva L., Shapoval A. Development of the metal rheology model of high-temperature deformation for modeling by finite element method // EUREKA: Physics and Engineering. 2019. No. 2. P. 52 – 60.

2. Dragobetskii V., Zagirnyak M., Naumova O. etc. Method of determination of technological durability of plastically deformed sheet parts of vehicles // International Journal of Engineering and Technology (UAE). 2018. Vol. 7. No. 4. P. 92 – 99.

3. Горбатюк С.М., Морозова И.Г., Наумова М.Г. Формирование цветной маркировки поверхности металла с помощью высококонцентрированного источника энергии // Металлург. 2016. № 6. С. 91 – 94.

4. Глухов Л.М., Горбатюк С.М., Морозова И.Г., Наумова М.Г. Эффективные лазерные технологии производства металлопродукции и инструмента // Металлург. 2016. № 3. С. 306 – 312.

5. Naumova M.G., Basyrov I.I., Aliev Kh.B. Reengineering of the ore preparation production process in the context of «Almalyk MMC» JSC // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 224. Article 01030.

6. Наумова М.Г., Морозова И.Г., Зарапин А.Ю., Борисов П.В. Создание маркировки медного сплава по изменению топологии его поверхности под воздействием лазерной термической обработки // Металлург. 2018. № 5. С. 464 – 469.

7. Kryukov I. Y., Gorbatyuk S.M., Naumova M. Mathematical model of the crystallizing blank’s thermal state at the horizontal continuous casting machine // MATEC Web of Conferences. 2017. Vol. 129. Article 02010.

8. Busygin A.M. The force analysis of the caterpillar excavator stick arrangement mechanism with three degrees of freedom // Mining Informational and Analytical Bulletin. 2018. No. 1. P. 133 – 142.

9. Горбатюк С.М., Морозова И.Г., Наумова М.Г. Разработка рабочей модели процесса реиндустриализации производства термической обработки штамповых сталей // Изв. вуз. Черная металлургия. 2017. Т. 60. № 5. С. 410 – 415.

10. Naumova M.G., Morozova I.G., Borisov P.V. Investigating the features of color laser marking process of galvanic chrome plating in order to create a controlled color image formation at given marking // Materials Today: Proceedings 2019. Vol. 19. P. 2405 – 2408.

11. Efremov D.B., Gerasimova A.A., Gorbatyuk S.M., Chichenev N.A. Study of kinematics of elastic-plastic deformation for hollow steel shapes used in energy absorption devices // CIS Iron and Steel Review. 2019. Vol. 18. P. 30 – 34.

12. Naumova M.G., Morozova I.G., Borisov P.V. Study of metal surface with color image obtained with laser marking // Solid State Phenomena. 2020. Vol. 299. P. 943 – 948.

13. Solomonov K., Tishchuk L., Fedorinin N. Simulation of forming a flat forging // Journal of Physics: Conf. Series. 2017. Vol. 918. Article 012038.

14. Тищук Л.И., Соломонов К.Н. Влияние трения на формоизменение плоской заготовки // Изв. вуз. Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 3. С. 251 – 253.

15. Solomonov K., Tishchuk L. Virtual and physical simulation forming of flat workpieces under upsetting // Procedia Manufacturing. 2019. No. 37. P. 467 – 471.

16. Solomonov K.N., Tishchuk L.I. Simulation of deformation processes in upsetting // Journal of Physics: Conf. Series. 2019. Vol. 1348. Article 012020.

17. Максимов Е.А., Шаталов Р.Л., Литвинова Н.Н. Исследование усилия протягивания оцинкованных полос на правильной машине агрегата непрерывного горячего цинкования // Металлург. 2014. № 5. С. 79 – 82.

18. Шаталов Р.Л., Генкин А.Л. Управление листопрокатным технологическим комплексом, обеспечивающее минимизацию энергозатрат // Металлург. 2008. № 9. С. 485 – 490.

19. Markov O., Gerasimenko O., Aliieva L., Shapoval A. Development of the metal rheology model of high-temperature deformation for modeling by finite element method // EUREKA: Physics and Engineering. 2019. No. 2. P. 52 – 60.

20. Чиченев Н.А. Импортозамещающий реинжиниринг привода роликов в промежуточном рольганге машины непрерывного литья заготовок // Металлург. 2015. № 9 – 10. С. 892 – 895.

21. Gorbatyuk S., Pashkov A., Chichenev N. Improved copper-molybdenum composite material production technology // Materials Today: Proceedings. 2019. No. 11. P. 31 – 35.

22. Николаев В.А., Русаков А.Д., Чиченев Н.А. Прогнозирование твердости валков многовалковых станов // Сталь. 1996. № 9. С. 58 – 60.

23. Maheshwaran M.V., Hyness N.R.J., Senthamaraikannan P. etc. Characterization of natural cellulosic fiber from Epipremnum aureum stem // Journal of Natural Fibers. 2018. Vol. 15. No. 6. P. 789 – 798.

24. Manimaran P., Sanjay M.R., Senthamaraikannan P. etc. A new study on characterization of Pithecellobium dulce fiber as composite reinforcement for light-weight applications // Journal of Natural Fibers. 2020. Vol. 17. No. 3. P. 359 – 370.

25. Fathy A., Le Pivert M., Kim Y.J. etc. Continuous monitoring of air purification: A study on volatile organic compounds in a gas cell // Sensors (Switzerland). 2020. Vol. 20. No. 3. Article 934.

26. Chou C.-T., Hsu T.-F., Shen C.-Y. etc. Experimental study of high purity CO 2 concentration from syngas by a dual-bed six-step pressure swing adsorption process // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 330. No. 3. Article 032031.

27. Jacobs J.H., Wynnyk K.G., Lalani R. etc. Removal of sulfur compounds from industrial emission using activated carbon derived from petroleum coke // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2019. Vol. 58. No. 40. P. 18896 – 18900.

28. Huang Y., Su W., Wang R., Zhao T. Removal of typical industrial gaseous pollutants: From carbon, zeolite, and metal-organic frameworks to molecularly imprinted adsorbents // Aerosol and Air Quality Research. 2019. Vol. 19. No. 9. P. 2130 – 2150.

29. Liu J., Zhu F., Ma X. Industrial application of a deep purification technology for flue gas involving phase-transition agglomeration and dehumidification // Engineering. 2018. Vol. 4. No. 3. P. 416 – 420.

30. Kurella S., Bhukya P.K., Meikap B.C. Removal of H 2 S pollutant from gasifier syngas by a multistage dual-flow sieve plate column wet scrubber // Journal of Environmental Science and Health – Part A Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering. 2017. Vol. 52. No. 6. P. 515 – 523.

31. Chatlynne C.J., Mobley J.D., Stern R.D. Flue gas cleaning: Flue gas desulfurization (regenerable), NO x , and SO x /NO x // Thin Solid Films. 2017. 13 p.

32. Gehri D.C., Dustin D.F., Katz B. Flue gas desulfurization and particulate control with the aqueous carbonate process // Thin Solid Films. 2017. 12 p.

33. Ma T., Huang Y., Deng S. etc. The relationship between selenium retention and fine particles removal during coal combustion // Fuel. 2020. Vol. 265. Article 116859.

34. Sobczyk A.T., Jaworek A., Marchewicz A. etc. Electrostatic agglomeration of fly ash particles for hybrid gas cleaning devices // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1322. No. 1. Article 012012.

35. Guan L., Yuan Z., Gu Z. etc. Numerical simulation of ash particle deposition characteristics on the granular surface of a randomly packed granular filter // Powder Technology. 2017. Vol. 314. P. 78 – 88.

36. Shi Y., Wang X., Chu D. etc. An experimental study of ash accumulation in flue gas // Advanced Powder Technology. 2016. Vol. 27. No. 4. P. 1473 – 1480.

37. Dobrzycki P., Ivannikov A.L., Rybak J. etc. The impact of Rapid Impulse Compaction (RIC) of large non-cohesive material deposits on the surrounding area // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 362. No.1. Article 012132.

38. Ivannikov A.L., Kongar-Syuryun C., Rybak J., Tyulyaeva Y. The reuse of mining and construction waste for backfill as one of the sustainable activities // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 362. No. 1. Article 012130.

39. Batugin A., Myaskov A., Ignatov Y. etc. Re-using of data on rockbursts for up-to-date research of the geodynamic safety problem // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 221. No. 1. Article 012089.

40. Gupta K., Jain N.K., Laubscher R.F. Spark erosion machining of miniature gears: A critical review // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015. Vol. 80. No. 9 – 12. P. 1863 – 1877.

41. Трубецкой К.Н., Мясков А.В., Галченко Ю.П., Еременко В.А. Обоснование и создание конвергентных горных технологий подземной разработки мощных месторождений твердых полезных ископаемых // Горный журнал. 2019. № 5. С. 6 – 13.

42. Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года. URL: http://government.ru/info/6217/ (дата обращения 25.03.2020).

43. Писаренко М.В., Шаклеин С.В. Производство и потребление угля в мире и России // Горная промышленность. 2015. № 2 (120). С. 24 – 27.

44. Угольная отрасль России. URL: https:/wtcmoscow.ru/services/international-partnership/analitycs/ugolnaya-otrasl-rossii (дата обращения 25.03.2020).

45. Greenpeace составил антирейтинг стран по выбросам диоксида серы. URL: https://www.mk.ru/social/2019/08/19/greenpeacesostavil-antireyting-stran-po-vybrosam-dioksida-sery.html (дата обращения 25.03.2020).

46. Колчина Е.Н. Нормативы выбросов в атмосферный воздух, процедура нормирования и разрешение на выбросы // Справочник эколога. 2013. № 3. С. 54 – 59.

47. Ежегодник состояния загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2018 г. – Санкт-Петербург, 2019. – 250 с.

48. Большая энциклопедия нефти и газа. URL: http//ngpedia.ru/ id481488p1.html. (дата обращения 25.03.2020).

49. МУ 34-70-019-82. Методические указания по интенсификации золоулавливания в электрофильтрах и порядку планирования и организации работ по их реконструкции. 1982.

50. Экология. Справочник. URL: https://ru-ecology.info/term/2702/ (дата обращения 25.03.2020).