Гранулированные материалы на основе отходов, как сорбетны для очистки шахтного метана

Гранулированные материалы на основе отходов, как сорбетны для очистки шахтного метана Гранулированные материалы на основе отходов, как сорбетны для очистки шахтного метана Караченцев А. Е. Наряду с традиционными выбросами от промышленных предприятий и автотранспорта в угледобывающих районах Украины, в том числе в первую очередь в Донбассе, существенную долю выбросов в атмосферу добавляют выбросы шахтного метана от вентиляционных и дегазационных систем угольных шахт. Доля выбросов шахтного метана в Донбассе весьма значительна. По имеющимся данным, на примере шахты «Суходольская-Восточная», которая относится к газоносным шахтам Донбасса выбросы метана в атмосферу за 2009 год составили 26, 28 млн. м3. А таких шахт в Донбассе около сотни. В настоящее время при разработке газоносных угольных пластов вентиляционными и дегазационными системами шахт России извлекаются от 1, 2 до 1, 4 млрд. м3 шахтного метана, однако лишь около 25% извлекается системами дегазации, из которых только около 45-50 млн. м3 утилизируется, остальное выбрасывается в атмосферу, загрязняя ее устойчивым парниковым газом. Примерно такое же состояние по шахтному метану имеется и на Украине. Киотский протокол, принятый в дополнение к Рамочной конвенции ООН о смене климата, обязывает сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов. Парниковый газ – газ, задерживающий инфракрасное излучение земной поверхности, что приводит к глобальному потеплению на планете. К основным парниковым газам относятся: двуокись углерода (СО2), метан (СН4) окись азота (N2O) и другие. Метан - второй по значимости парниковый газ, регламентируемый Киотским протоколом. Шахтный метан является сильнейшим загрязнителем окружающей природной среды, одним из разрушителей озонового слоя атмосферы планеты. В Украине выпущены следующие законы и постановления, поддерживающие и регулирующие необходимые мероприятия в области дегазации угольных пластов и использовании шахтного метана: - Постановление Правительства Украины от 6 июля 2002 года № 939, утверждающие Комплексную программу по дегазации угольных пластов на угольных шахтах; - Закон Украины "Про газ (метан) вугiльних родовищ" № 1392-VI от 21. 05. 2009г.; "Об утверждении Порядка рассмотрения, одобрения и реализации проектов, направленных на уменьшение антропогенных выбросов или увеличение абсорбции парниковых газов в соответствии с Киотским протоколом к Рамочной конвенции" и другие. Утилизация шахтного метана, выделяющегося сквозь трещины п разломы в земной коре, практически нереализуема из-за невозможности их централизованного сбора для переработки и весьма низкой концентрации метана. Утилизация шахтного метана в составе вентиляционных выбросов. шахтных выработок также в настоящее время не реализуема из-за низки концентраций метана и отсутствия промышленных технологий ею утилизации и использования. Выделения шахтного метана из дегазационных скважин угольных пластов являются основными источниками выбросов и загрязнителей атмосферы. Высокая концентрация метана (до 80%) в этих выбросах и возможность его централизованного сбора и подготовки позволяем использовать его в качестве источника для получения электроэнергии, тепла и сжатого метана для заправки автомобилей и при этом существенно снизить вредные выбросы в атмосферу. Утилизация шахтного метана из дегазационных скважин решает следующие задачи: - снижение загазованности горных выработок и как следствие этого повышение производительности уг ольных шахт и обеспечение безопасных условий труда; - снижение выбросов метана, который относится к парниковым газам; - снижение потребности Украины в дефицитном и дорогом природном газе; для выработки тепловой (в котельной) и электрической энергии. В соответствии с предпроектными проработками по комплексному использованию шахтного метана на центральной промплощадке шахты «Суходольская-Восточная» предусматривается установка контейнерных теплоэлектростанций (КТЭС) с двигателями ТСС 2020 V 16 производства Deutz Power System (Германия). Топливом для них является мегановоздушная смесь, поступающая с участка дегазации, расположенного на центральном участке промплощадки шахты. Реализация этого проекта позволит не только снизить выбросы метана, но и выработать электроэнергию в размере 50615 тыс. кВт. ч и перевести существующи котельные с твердого топлива на газообразное, что позволит сэкономить 7320 т/год твердого топлива. Может возникнуть вопрос, что при утилизации и использовании шахтного метана все равно присутствуют вредные выбросы в атмосферу. Следует отмстить, что в результате сжигания метана образуется менее вредный (в 21 раз) по своему парниковому эффекту углекислый газ. Кроме этого, при использовании шахтного метана в качестве топлива наблюдается сокращение выбросов диоксида серы и оксида углерода (за счет сокращения применения твердого топлива, сжигаемого в котельных). Наряду с вышеуказанными преимуществами при использовании шахтного метана в качестве топлива для электростанций и котельных имеется определенный недостаток, связанный с увеличением выбросов диоксида азота в продуктах сгорания шахтного метана. Но выбросы диоксида азота значительно менее вредны, чем выбросы шахтного метана без сжигания и их в несколько раз меньше. Кроме этого, имеется возможность снижения выбросов диоксида азота при использовании современного высокоэффективного газогорелочного оборудования. В заключение следует отметить, что для снижения выбросов шахтного метана, которые являются одними из основных загрязнителей атмосферы Донбасса, необходимо активно внедрять установки по утилизации для получения электроэнергии, тепла и сжатого газа для заправки автомобилей. Внедрение таких установок позволит улучшить экологическую обстановку в Донбассе.