Исследование возможности получения топливных брикетов из отходов углеобогащения и деревообрабатывающей промышленности

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретико-методологический базис переработки техногенного и биогенного сырья в РФ

1.1. Состояние и перспективы утилизации отходов недропользования и лесопромышленного комплекса в российской практике

1.2. Классификация и физико-химические свойства отходов углеобогащения как вторичного энергетического ресурса

1.3. Нормативно-техническое регулирование и государственные стандарты (ГОСТ) в области производства твердого рекуперированного топлива

Глава 2. Экспериментально-аналитическое исследование составов комбинированных топливных смесей

2.1. Характеристика сырьевой базы и методики отбора проб в зонах деятельности горно-обогатительных комбинатов

2.2. Лабораторное моделирование процесса структурообразования брикета из угольной пыли и древесного наполнителя

2.3. Влияние влажности и гранулометрического состава компонентов на плотность и устойчивость конгломерата

Глава 3. Оценка экологической безопасности и энергетической ценности полученного топлива

3.1. Анализ теплотехнических характеристик и содержания серы в опытных образцах топливных брикетов

3.2. Инструментальный расчет сокращения выбросов парниковых газов при замещении традиционного угля композиционным топливом

3.3. Рекомендации по промышленному внедрению технологии брикетирования на предприятиях малого и среднего бизнеса

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Исследование возможности получения топливных брикетов из отходов углеобогащения и деревообрабатывающей промышленности

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена необходимостью решения комплексных экологических и экономических задач, связанных с накоплением отходов горнодобывающей и лесопромышленной отраслей в Российской Федерации. Ежегодно на территории угледобывающих регионов образуется более 150 миллионов тонн отходов углеобогащения, складируемых в терриконах и шламонакопителях, что создает техногенную нагрузку на природные ландшафты, загрязняет водные объекты и атмосферный воздух. Одновременно деревообрабатывающие предприятия генерируют значительные объемы древесных отходов, большая часть которых не находит рационального применения и утилизируется путем сжигания или захоронения.

Степень разработанности проблемы в отечественной науке характеризуется наличием фундаментальных исследований в области переработки техногенного сырья и биомассы, однако комплексные технологические решения по совместному использованию угольной пыли и древесных отходов в производстве твердого топлива остаются недостаточно изученными. Российские научные школы активно разрабатывают методы брикетирования углесодержащих материалов, но практический опыт промышленного внедрения таких технологий ограничен. Современные тенденции развития циркулярной экономики и стратегия низкоуглеродного развития требуют создания инновационных подходов к вовлечению техногенных отходов во вторичный хозяйственный оборот.

Цель курсовой работы состоит в оценке технологической возможности и экологической целесообразности производства композиционных топливных брикетов из отходов углеобогащения и древесного сырья для использования в качестве альтернативного энергоносителя.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• проанализировать современное состояние и нормативно-правовую базу утилизации отходов горнодобывающей и лесопромышленной отраслей в РФ;
• исследовать физико-химические свойства отходов углеобогащения как компонента композиционного топлива;
• провести экспериментальное моделирование процесса брикетирования смесей различного состава;
• оценить энергетические характеристики и экологическую безопасность полученных топливных брикетов;
• разработать рекомендации по промышленному внедрению технологии брикетирования на предприятиях малого и среднего бизнеса.

Объектом исследования являются отходы углеобогатительных фабрик и деревообрабатывающих производств как потенциальное сырье для энергетического использования.

Предметом исследования выступают технологические процессы получения композиционных топливных брикетов и их теплотехнические характеристики.

Методологическая база исследования включает теоретический анализ научно-технической литературы и нормативной документации, лабораторные методы определения физико-химических свойств сырья и готовой продукции, экспериментальное моделирование процессов структурообразования брикета, инструментальные методы оценки энергетической ценности и эмиссионных характеристик топлива, сравнительный анализ полученных данных с действующими государственными стандартами.

Научная новизна исследования заключается в систематизации данных о влиянии соотношения компонентов композиционной смеси на плотность и прочность топливных брикетов, а также в установлении оптимальных параметров влажности и гранулометрического состава сырья.

Теоретическая значимость работы состоит в расширении научных представлений о механизмах взаимодействия углеродсодержащих и лигноцеллюлозных компонентов при формировании твердого рекуперированного топлива.

Практическая значимость работы определяется возможностью использования полученных результатов для организации производства альтернативных энергоносителей на базе малых и средних предприятий угледобывающих и лесопромышленных регионов, что способствует снижению экологической нагрузки и созданию дополнительных рабочих мест.

Структура работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы. Первая глава посвящена теоретико-методологическим аспектам переработки техногенного и биогенного сырья, вторая глава содержит результаты экспериментально-аналитического исследования составов топливных смесей, третья глава представляет оценку экологической безопасности и энергетической ценности полученного топлива с рекомендациями по промышленному внедрению технологии.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ БАЗИС ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННОГО И БИОГЕННОГО СЫРЬЯ В РФ

1.1. Состояние и перспективы утилизации отходов недропользования и лесопромышленного комплекса в российской практике

Проблема накопления промышленных отходов в Российской Федерации приобрела критический характер вследствие многолетней эксплуатации природных ресурсов без должного внимания к вопросам экологической безопасности и рационального природопользования. Угледобывающая отрасль, являющаяся одним из стратегических секторов российской экономики, ежегодно генерирует значительные объемы отходов обогащения, которые складируются на промышленных площадках и создают угрозу для окружающей среды. По данным Федеральной службы по надзору в сфере природопользования, общий объем накопленных отходов углеобогащения в России превышает 3 миллиарда тонн, занимая территории в десятки тысяч гектаров. Концентрация таких техногенных образований наблюдается в Кемеровской, Ростовской областях, Республике Коми, Красноярском и Приморском краях [1, c. 45].

Отходы углеобогащения представляют собой гетерогенную массу, состоящую из мелкодисперсных частиц угля, породных минералов, глинистых включений и продуктов окисления органических соединений. Основными типами таких отходов являются хвосты флотации, шламы отстойников, отсевы грохочения и промывочные воды с высоким содержанием взвешенных веществ. Содержание горючей массы в отходах варьируется от 15 до 45 процентов в зависимости от технологии обогащения и качества исходного сырья. Складирование подобных материалов

…