Закономірності очищення та зневоднення шламів газоочищення теплових електростанцій від вугільного пилу

Автор(и)

  • Андрій Олександрович Шкоп Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0002-1974-0290
  • Олексій Валерійович Шестопалов Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0001-6268-8638
  • Альона Сергіївна Босюк Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0001-5254-2272
  • Олександр Вікторович Матющенко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0009-0002-8771-6935
  • Наталія Георгіївна Пономарьова Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0001-8931-5882

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.333183

Ключові слова:

викиди вугільного пилу, вугільні шлами, ефективність зневоднення, очищення шламів газоочищення, екологічна безпека

Анотація

Об’єктам дослідження є технологія очищення та зневоднення шламів систем мокрого газоочищення викидів пилопідготовчого відділення в осаджувальних центрифугах Ecomash SHS521AS-113 задля вирішення проблеми підвищення ефективності роботи очисних споруд та вторинного використання очищеної води. Проаналізовано в промислових умовах зразків шламів газоочищення та встановлено, що шлами теплових електростанцій містять дрібнодисперсні частинки пилу менше 20 мкм, які в процесі гідратації злипаються у агрегати розміром до 250 мкм. Встановлено, що використання відстійників без хімічного підсилення процесу є довготривалим, однак, ефективно осаджуються з використанням аніонного флокулянту A-19. Підібрано оптимальну дозу флокулянту для шламів концентрацією 20–30 г/л, яка склала 130–150 г/т. При цьому утворюються флокули зі швидкістю осідання 8,2–8,6 мм/с, що достатньо для ефективного відстоювання. З метою оперативного визначення концентрації твердої фази в шламі встановлена залежність між концентрацією дисперсної фази, температурою в інтервалі 20–45°С та густиною шламу. Проведене дослідження очищення шламів в центрифугах без використання реагентів дозволило виявити залежність між ефективністю затримання твердої фази, продуктивністю центрифуг та величини відносних обертів шнеку. Виявлено, що ефективність затримання твердої фази у центрифугах підвищується із зниженням продуктивності роботи, а також зниженням величини відносних обертів шнеку. Було досягнуто продуктивність очистки до 15–20 м³/год при ефективності понад 97% і залишковій концентрації завислих частинок менш ніж 0,5 г/л. Запропоновано використання модульної установки очистки та зневоднення шламів на базі тонкошарового відстійника та центрифугальних установок із введенням флокулянту перед відстійником. Встановлено, що ступінь зневоднення осаду у центрифугах Ecomash SHS521AS-113 шламів мокрої газоочистки складала 32–36%

Біографії авторів

Андрій Олександрович Шкоп, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат технічних наук

Кафедра хімічної техніки та промислової екології

Олексій Валерійович Шестопалов, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра хімічної техніки та промислової екології

Альона Сергіївна Босюк, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Доктор філософії

Кафедра хімічної техніки та промислової екології

Олександр Вікторович Матющенко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Аспірант

Кафедра хімічної техніки та промислової екології

Наталія Георгіївна Пономарьова, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра інтегрованих технологій, процесів та апаратів

Посилання

  1. Hamraoui, L., Bergani, A., Ettoumi, M., Aboulaich, A., Taha, Y., Khalil, A. et al. (2024). Towards a Circular Economy in the Mining Industry: Possible Solutions for Water Recovery through Advanced Mineral Tailings Dewatering. Minerals, 14 (3), 319. https://doi.org/10.3390/min14030319
  2. Tang, Q., Xing, J., Sun, Z., Gan, M., Fan, X., Ji, Z. et al. (2022). Enhancing the Dewaterability of Oily Cold Rolling Mill Sludge Using Quicklime as a Conditioning Agent. ACS Omega, 7 (48), 44278–44286. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c05771
  3. Tong, Y., Gao, J., Ma, J. (2023). Emission Characteristics, Speciation, and Potential Environmental Risks of Heavy Metals from Coal-Fired Boilers: A Review. Sustainability, 15 (15), 11653. https://doi.org/10.3390/su151511653
  4. Li, L., Ma, C., Lin, M., Liu, M., Yu, H., Wang, Q. et al. (2021). Study of sodium lignosulfonate prepare low-rank coal-water slurry: Experiments and simulations. Chinese Journal of Chemical Engineering, 29, 344–353. https://doi.org/10.1016/j.cjche.2020.07.064
  5. Zhang, Y., Xu, Z., Tu, Y., Wang, J., Li, J. (2020). Study on properties of coal-sludge-slurry prepared by sludge from coal chemical industry. Powder Technology, 366, 552–559. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2020.03.005
  6. You, X., He, M., Zhu, X., Wei, H., Cao, X., Wang, P., Li, L. (2019). Influence of surfactant for improving dewatering of brown coal: A comparative experimental and MD simulation study. Separation and Purification Technology, 210, 473–478. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.08.020
  7. Wang, S., Ma, C., Zhu, Y., Yang, Y., Du, G., Li, J. (2018). Deep dewatering process of sludge by chemical conditioning and its potential influence on wastewater treatment plants. Environmental Science and Pollution Research, 26 (33), 33838–33846. https://doi.org/10.1007/s11356-018-2351-1
  8. Li, K., Zhou, F., Fu, S., Zhang, Y., Dai, C., Yuan, H., Yu, S. (2023). Study on the separation performance of a decanter centrifuge used for dewatering coal water slurry. Chemical Engineering Research and Design, 195, 711–720. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2023.06.013
  9. Shestopalov, O., Briankin, O., Rykusova, N., Hetta, O., Raiko, V., Tseitlin, M. (2020). Optimization of floccular cleaning and drainage of thin dispersed sludges. EUREKA: Physics and Engineering, 3, 75–86. https://doi.org/10.21303/2461-4262.2020.001239
  10. Shkop, A., Shestopalov, O., Sakun, A., Tseitlin, M., Ponomarova, N., Bosiuk, A. et al. (2025). Research of efficiency of cleaning and dehydration of coal slims in centrifuges. International Journal of Mechatronics and Applied Mechanics, 1 (19). https://doi.org/10.17683/ijomam/issue19.13
  11. Khazaie, A., Mazarji, M., Samali, B., Osborne, D., Minkina, T., Sushkova, S. et al. (2022). A Review on Coagulation/Flocculation in Dewatering of Coal Slurry. Water, 14 (6), 918. https://doi.org/10.3390/w14060918
  12. Zhang, F., Bournival, G., Ata, S. (2024). Overview of Fine Coal Filtration. Part I: Evaluation of Filtration Performance and Filter Cake Structure. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 46 (3), 457–478. https://doi.org/10.1080/08827508.2024.2334956
  13. Zhang, F., Bournival, G., Ata, S. (2025). Overview of fine coal filtration. Part II: Filtration aiding treatments and reagents. Separation and Purification Technology, 353, 128584. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.128584
  14. Shkop, A., Tseitlin, M., Shestopalov, O. (2016). Exploring the ways to intensify the dewatering process of polydisperse suspensions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (84)), 35–40. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.86085
  15. Shkop, A., Tseitlin, M., Shestopalov, O., Raiko, V. (2017). Study of the strength of flocculated structures of polydispersed coal suspensions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (85)), 20–26. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.91031
  16. Shestopalov, O., Briankin, O., Tseitlin, M., Raiko, V., Hetta, O. (2019). Studying patterns in the flocculation of sludges from wet gas treatment in metallurgical production. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (101)), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.181300
Закономірності очищення та зневоднення шламів газоочищення теплових електростанцій від вугільного пилу

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-06-25

Як цитувати

Шкоп, А. О., Шестопалов, О. В., Босюк, А. С., Матющенко, О. В., & Пономарьова, Н. Г. (2025). Закономірності очищення та зневоднення шламів газоочищення теплових електростанцій від вугільного пилу. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(10 (135), 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.333183

Номер

Розділ

Екологія