CC BY
21УДК 621-192
Д. Н. Костюничсв, ассистент, ВГАВТ. 603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а.
АНАЛИЗ СПОСОБОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ХРАНЕНИИ ПЫЛЯЩИХ ГРУЗОВ НА ОТКРЫТЫХ СКЛАДАХ
В статье рассмотрены основные способы и технические средства защиты окружающей среды при хранении пылящих грузов на открытых складах. Выполненный
анализ показывает, что существующие способы и технические средства борьбы с
пылью эффективны для незначительного количества пылящих грузов.
В практике борьбы с пылением открытых складов применяют следующие основные способы закрепления пылящих поверхностей: механический, гидрообеспыливание и химический.
Механический способ заключается в простом укрытии пылящей поверхности материалом, который предотвращает ее ветровое возмущение. К таким материалам относятся щебень, почва, дробленый или гранулированный шлак, кора, древесные опилки. Однако, затраты на укрытие пылящих поверхностей механическим способом значительны, в то время как затраты на обработку открытых поверхностей химическими реагентами в 2... 10 раз дешевле [6, 7].
Необходимо отметить, что применение механического способа борьбы с пылением для портовых открытых складов невозможно. Это объясняется тем, что перемешивание укрывающего материала с хранящимся на складе грузом приведет к ухудшению его потребительских свойств.
Гидрообеспыливание. Этот способ является одним из самых распространенных способов в угольной и горнодобывающей промышленности.
Положительный эффект гидрообеспыливания достигается ростом адгезионно-когезионных сил между пылевыми частицами, что приводит к образованию агрегатов с более высокими скоростями осаждения и уменьшению количества взвешенной пыли.
При обеспыливании указанным способом необходимо учитывать способность материала смачиваться водой. Различают материалы легко смачиваемые (гидрофильные) и плохо смачиваемые (гидрофобные). К первым относятся кварцевые руды, шпаты, некоторые виды углей, ко вторым - железные руды, апатит, бурые угли, комовая сера и пр. [2, 3].
Гидрообеспыливание заключается в предварительном увлажнении сыпучего груза. Груз увлажняется с помощью душевых сеток или форсунок с диаметром отверстия сопла не менее 2 мм.
Так, практика смачивания водой поверхностей штабелей открытых складов руды Михайловского комбината, показала, что железная руда, особенно с влажностью 3 % и содержанием более 30 % частичек размером менее 250 мкм, обладает гидрофобными свойствами. При орошении большая часть распыленной воды скатывается по поверхности штабелей к его основанию [4].
Согласно [1], предварительное увлажнение уменьшает пылеобразование различных марок углей на 50...70 %.
Предварительное увлажнение применимо для большинства руд, углей, железорудного концентрата, серного колчедана, допускаемая влажность которых лежит в пределах 6... 10%.
Вестник ВГАВТ
Для повышения эффективности гидрообеспыливания (особенно гидрофобных пылящих материалов) к воде добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), улучшающие смачивание частиц пыли [8].
Добавки ПАВ (смачиватели) к воде снижают её поверхностное натяжение и улучшают смачивание за счет адсорбции поверхности частиц. Концентрация смачивателей должна быть в пределах 1...2 %. В качестве смачивателей на практике применяют различные мыла (техническое, натровое, канифольное и др.) и молекулярно-растворимые смачиватели (ДБ, ПО-7, ПО-10).
Добавка к воде 1 % вещества ДБ при увлажнении углей повышает эффективность пылеподавления на 11...40 % [3].
К недостаткам предварительного увлажнения груза водой и водой с добавками ПАВ относятся:
необходимость, большого количества смачивающей жидкости для снижения пы-леобразования до значений ПДК пыли в воздухе;
увеличение объемной плотности перегружаемого материала;
непригодность применения для снижения пылеобразования гидрофобных пылящих материалов;
невозможность применения при превышении допустимых пределов влажности груза и отрицательных температурах;
необходимость многократного предварительного увлажнения материала из-за интенсивного испарения воды в летние месяцы навигационного периода.
При химическом способе закрепления осуществляют обработку пылящей поверхности вяжущими составами с получением или монолитного покрытия, или острукту-рируя пылящие поверхности. Для этих целей применяют водные высококонцентрированные растворы гигроскопических солей, битумы и их эмульсии, сырую нефть, органические пылесвязывающие.покрытия.
Применение водных высококонцентрированных растворов гигроскопических солей (хлористый кальций, гидроокиси кальция и др.), а также использование их в твердом виде, основано на том, что они в периоды повышенной относительной влажности воздуха (особенно в ночные часы) адсорбируют атмосферную влагу и тем самым смачивают пылеобразующие
слои открытых поверхностей. Применение гигроскопических солей при отрицательных температурах, в виде раствора высокой концентрации (25...40 %) понижает температуру их замерзания. Вместе с тем эти растворы проявляют сильное коррозирующее действие на металлы и отрицательно сказываются на эксплуатации погрузочных, транспортных средств и коммуникаций открытых складов речных портов.
Применение битумов и их эмульсий ограничено высокой температурой затвердевания битума. Топочные мазуты имеют высокую температуру замерзания (-4...-15 °С). Кроме этого, битумы и топочные мазуты имеют довольно высокое содержание серы (до 3,5 %) [6].
Использование в качестве пленочных покрытий сырой нефти с возрастанием по-жароопасности. Кроме этого ухудшаются условия труда из-за выделения вредных летучих компонентов [5].
Органические пылесвязывающие покрытия представляют собой макромолекулярные вещества, обладающие гидрофобными свойствами. К ним относят силикон, полихлорвинил, полиэтилен, полипропилен, минеральные масла, растворы различных смол и глицерина, эмульгированная вода, смолянистые материалы различных эмульсий, смеси водь; и технических масел и полутвердых пленок на основе битуминозных веществ [3,5].
Однако их недостатком, в большинстве случаев, является сложность применения в чистом виде, а приготовление с добавкой воды повышает влажность материала.
Кроме этого, подача и выдача грузов с портовых открытых складов особенно с оперативных осуществляется постоянно, что приводит к нарушению пылезащитных покрытий, которые необходимо восстанавливать. Выполненный анализ показывает, что:
существующие способы и технические средства борьбы с пылью эффективны для незначительного количества пылящих грузов, основными из которых являются угли различных марок;
механический способ борьбы с пылением неприменим для портовых открытых складов, так как перемешивание укрывающего материала с хранящимся на складе грузом приведет к ухудшению его потребительских свойств;
применение гидрообеспыливания для портовых открытых складов ограничивается: необходимостью в большом количестве смачивающей жидкости; увеличением объемной плотности хранящегося груза; непригодностью применения для гидрофобных пылящих грузов; невозможностью применения при превышении допустимых пределов влажности груза и отрицательных температурах;
химический способ закрепления пылящих поверхностей оказывает вредное влияние на свойства груза и окружающую среду, требует объемных исследований по подбору состава пылесвязываюших покрытий для конкретного вида груза;
гидрообеспыливание и химический способ закрепления пылящих поверхностей требует значительных капиталловложений для создания или приобретения дорогостоящего оборудования для увлажнения груза или нанесения пылесвязывающих_по-крытий на портовые открытые склады;
подача и выдача грузов с портовых открытых складов особенно с оперативных осуществляется постоянно и пылезащитные покрытия нарушаются, что повлечет за собой их частое нанесение, а следовательно и высокие эксплуатационные затраты.
Список литературы
[1] Биргер, М. И. Справочник по пыле- и золоулавливанию / М. И. Ьиргер, А. Ю. Вальдберг, Б. И. Мягков. — М.: Энергоатомиздат, 1983. - 312 с.
[2] Бобровников, Н. А. Защита окружающей среды от пыли на транспорте / Н. А. Бобровников. -М.: Транспорт, 1984. - 71 с.
[3] Петрухин, П. М. Борьба с угольной и породной пылью / П. М. Петрухин [и др.]. - М.: Недра, 1981.-271 с.
[4] Подгорнов, А. С. Закрепление подвижных песков вяжущими веществами / А. С. Подгорнов. -М.: 1980, С. 7-20.
[5] Ревут, И. Б. Химические способы воздействия на испарение и эрозию почвы / И. Б. Ревут, Г. Л. Масленкова. И. А. Романов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 359 с.
[6] Таужнянская, 3. А. Стабилизация и рекультивация хвостохранилищ обогатительных фабрик за рубежом / 3. А. Таужнянская. - М.: Цветметинформация, 1976. - 12 с.
[7] Тищенко, Н. Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределения в воздухе / Н. Ф. Тищенко - М.: Химия, 1991. - 368 с.
[8] Чулков, П. Ч. Эффективность улавливания витающей пыли диспергированной водой / П. Ч. Козлов, И. П. Мухитов // Горный журнал. - 1975. - № 5. - С. 76-78.
THE ANALYSIS OF METHODS AND TECHNICAL MEANS ON THE ENVIRONMENTAL PROTECTION AT DUST-FORMING CARGO STORAGE ON OUTDOOR STORAGES
D. N. Kostyunichev
The basic methods and technical means of environmental protection at the storage of dust-forming cargos on outdoor storages are considered in the article. The made analysis shows, that existing ways and means of struggle against dust are effective for insignificant amount of dust-forming cargos.
