СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ГАЗОВ ГОРЯЩИХ ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ Российский патент 2002 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к охране окружающей среды, безопасной жизнедеятельности людей, может использоваться в горнорудных производствах с самовозгорающимися породными отвалами для нейтрализации газов и последующей утилизации производных от них компонентов.

Для тушения очаговых зон в породных отвалах рекомендован метод покрытия их известковыми эмульсиями, описанный в статье Писеев Н.А., Татьянченко Г.М. : "Новая технология горящих отвалов", "Уголь", 6 1994, на первый взгляд он прост и эффективен. Однако за этой простотой и эффективностью скрыты два возможных результата. Один из них действительно положительный. Другой отрицательный. В случае создания оболочки ("покрывала") породный отвал может стать "бомбой" замедленного действия, т. к. процесс горения (возможно, в глубине породного отвала) будет продолжаться в связи с доступом кислорода через микротрещины, поры в земле под основанием породного отвала. При таком способе вероятен обильный, внезапный выброс вредных газов из-под оболочки, что может в итоге нанести вред окружающей среде и ее обитателям.

Перечисленные способы тушения горящих породных отвалов трудоемки, неэффективны и неэкономичны.

В изобретении (см. RU 94041615/03 А1, кл. Е 21 В 43/295, опубл., 10.10.1999, бюл. 28) предложен способ управления газовыделением и утилизацией горящих породных отвалов и комплекс оборудования для его осуществления. Этот способ также прост, но его недостаток: низкий процент нейтрализации образованных в процессе горения породных отвалов вредных газов.

Для устранения вышеперечисленных недостатков предлагается способ наиболее эффективной нейтрализации газов горящих породных отвалов несложным конструктивным устройством с использованием недорогостоящих химических элементов. Указанное можно достичь тем, что процесс горения породного отвала становится контролируемым и управляемым в результате создания зоны разрежения над очагом путем забора из него вредных газов размещенными над ним одного или двух металлических вентиляционных кожухов, прикрепленных к воздуховоду, для снабжения очага дополнительной дозой кислорода. Зону разрежения создают компрессором низкого давления, а вредные газы, образующиеся в зоне горения породных отвалов, забирают по воздуховоду централизованно, через последовательно установленные камеры интенсивного контактирования с нейтрализующими компонентами и ячейками-утилизаторами.

На чертеже изображено устройство по нейтрализации газов горящих породных отвалов. На боковой поверхности породного отвала по длине 1, 19 в зонах 2 располагаются металлические кожухи 6, 7, закрепленные посредством фланцев 12 к металлическим воздуховодам 11. К кожухам 6 и 7 закреплены скобы 8, к которым присоединяются концы тросов 9 через блоки 5, удерживаемые скобами 4 кольцевым канатом 3, "накинутым" на конус породного отвала на определенной высоте. Свободный конец троса 9 закрепляется на лебедке 10. Компрессор низкого давления 13 через воздуховод 11 соединен с камерами нейтрализации вредных газов 14 с выдвижными ячейками-утилизаторами 15 и каналом выброса в атмосферу очищенной воздушной смеси 16. "Лестница" 17, расположенная на боковой поверхности конуса породного отвала, крепится к кольцевому канату 3. По периметру очагов горения 2 и других установлены датчики по замеру температуры 18.

Устройство по нейтрализации газов горящих породных отвалов работает следующим образом. При включении вентилятора 13 к очагу 2 увеличится подача кислорода, который будет попадать с притоком воздушной смеси не только в зазоры между очагом 2 и кожухом 6 (7), но и по каналам, проделанным ранее и новым в результате процесса возгорания породного отвала. Интенсивность горения возрастет (осуществится кислородное "поддувание"). С возгоранием очага увеличится образование вредных газов, которые будут перемещаться с воздушным потоком за счет разрежения и подаваться вентилятором 13 (или реактивно-инжекционной струей в случае высокой температуры газов) в камеры нейтрализации 14. С помощью эмульсий вредные газы нейтрализуются с образованием компонентов в виде паров воды, кислот и др. После накопления утилизационных ячеек 15 они удаляются для дальнейшего использования их в быту и промышленности. На места старых ячеек устанавливаются новые. Замена ячеек 15 выполняется автоматически. Очищенные газы в виде воздушной смеси выбрасываются через канал 16 в атмосферу. В случае изменения местоположения очага 2 (что маловероятно при использовании кислородного "поддувания") с помощью лебедки 10, троса 9, кольцевого каната 3, через блоки 5 кожухи 6 и 7 можно переместить в новую зону очага, заранее установив элементы телескопических звеньев трубы 11 в месте соединения ее с вентилятором 13. С помощью датчиков температуры 18 можно контролировать зону очага и по мере необходимости изменять подачу кислорода (использовать регулируемый электропривод вентилятора 13), управляя процессом горения.

Преимущества способа:
- высокоэффективная нейтрализация вредных газов и утилизация производных от нее компонентов;
- централизованная и регулируемая подача газов в камеры нейтрализации;
- химические реакции по нейтрализации вредных газов выполняются недорогостоящими легкодоступными компонентами, а вновь полученные соединения от реакций могут использоваться в промышленности и в быту;
- легкодоступный отбор тепла от горячих вредных газов и дальнейшее его использование в быту;
- повторное возгорание породного отвала исключено (горючие элементы выгорают полностью);
- небольшой расход нейтрализующей эмульсии на 1 м³ вредных газов;
- контролируемая подача кислорода в зону горения породного отвала сведет к минимуму образование возможных внезапных выбросов вредных газа в окружающую среду;
- позволит применить перегоревшую породу в виде строительного материала с минимальным радиационным излучением;
- экономичен (для монтажа устройства и его эксплуатации потребуются минимальные финансовые и трудовые затраты).

Изобретение относится к охране окружающей среды, безопасной жизнедеятельности людей, может использоваться в горнорудных производствах с самовозгорающимися породными отвалами для нейтрализации газов и последующей утилизации производных от них компонентов. Техническим результатом является повышение эффективности нейтрализации газов горящих породных отвалов. Для этого способ включает создание зоны разрежения путем забора из зоны горящего очага вредных газов по воздуховодам. При этом над горящим очагом размещают один или два металлических вентиляционных кожуха, прикрепленных к воздуховоду, для снабжения очага дополнительной дозой кислорода и одновременного забора из этой зоны вредных газов. Причем зону разрежения создают компрессором низкого давления, а газы, образующиеся в зоне горения породных отвалов, забирают централизованно, через последовательно установленные камеры интенсивного контактирования с нейтрализующими компонентами и ячейками-утилизаторами. 1 ил.

Способ нейтрализации газов горящих породных отвалов, включающий создание зоны разрежения путем забора из зоны горящего очага вредных газов по воздуховодам, отличающийся тем, что над горящим очагом размещают один или два металлических вентиляционных кожуха, прикрепленных к воздуховоду, для снабжения очага дополнительной дозой кислорода и одновременного забора из этой зоны вредных газов, при этом зону разрежения создают компрессором низкого давления, а газы, образующиеся в зоне горения породных отвалов, забирают централизованно через последовательно установленные камеры интенсивного контактирования с нейтрализующими компонентами и ячейками-утилизаторами.