Рациональное использование и охрана природных ресурсов: Методические указания к выполнению лабораторных работ, страница 4

Использование возобновляемых источников энергии и вторичных энергетических ресурсов является важной и перспективной задачей для обеспечения промышленных предприятий и гражданских жилых домов дополнительной и дешевой тепловой энергией.

К таким источникам энергии относится теплота шахтных вод, хозяйственно-бытовых стоков угольной промышленности. Предприятия отрасли ежегодно сбрасывают в открытые водоемы около 2,4 млрд м³ шахтных вод, из них около половины - нейтральные, и температура этих вод по некоторым шахтам достигает 25^оС. /4/.

С целью привития навыков будущим специалистам горного производства эффективного использования низкопотенциального тепла в хозяйственной деятельности предлагается следующая лабораторная работа.

1. В стеклянный сосуд определенной емкости (1-1,5 л) заливается вода с наименьшей в данных условиях температурой (рисунок 2).

2. С помощью водяного термометра замеряется температура воды.

3. Погружным электрокипятильником определенной мощности вода доводится до кипения.

4. Время закипания воды определяется с помощью секундомера. Затем в стеклянный сосуд заливается вода той же емкости, но с более высокой температурой (например, +25°С, +30°С, +45°С, +50°С), и для каждой температуры воды проводится эксперимент в вышеизложенной последовательности.

Результаты экспериментов заносятся в специальную таблицу 2.

Таблица 2.  — Полученные экспериментальные данные.

№ экспери- мента	Начальная температура воды, °С	Продолжительность закипания воды, мин	Мощность погружного кипятильника, кВт	Расход электроэнергии при доведении воды до точки кипения, кВт мин
1	Т1	t1	Nкип	Nкип х t1
2	Т2	t2	Nкип	Nкип х t2
3	Т3	t3	Nкип	Nкип х t3

По полученным экспериментальным данным строятся графики:

-  продолжительности закипания воды от первоначальной температуры;

-  показателя достигнутой энергетической эффективности (отношение расхода электроэнергии при наименьшей температуре воды к расходу электроэнергии при применении воды с более высокой температурой /5/) от повышения начальной температуры.

По результатам проведенных экспериментов проводятся расчеты возможной   экономии   электроэнергии   при   применении   низкопотенциального тепла технической воды в хозяйственных целях.

1 стеклянный сосуд; 2 – вода; 3 – погружной электрокипятильник;

4 электрическая розетка.

Рисунок 2 - Лабораторная установка для определения температуры закипания воды в сосуде.

Лабораторная работа №4

Обоснование рациональной технологии обработки выщелачиваемой руды техногенной  залежи растворами

При   эксплуатации техногенных  месторождений   методом выщелачивания самые значительные расходы связаны с затратами на реагенты (флюиды) /6/. Поэтому снижение объемов используемых реагентов и повышение извлечения полезных компонентов является основной задачей повышения эффективности разработки техногенных месторождений методом выщелачивания.

При  проведении  лабораторного  эксперимента  исследуются следующие способы подачи растворов для выщелачивания техногенной руды:

- гидростатический   -   заполнение   предварительно   загруженной техногенной рудной массой ёмкости выщелачиваемым раствором, выстаивание в течение определенного времени и выпуск продуктивного раствора;

- фильтрационный -    предполагает    непрерывное    движение выщелачивающего раствора сквозь техногенную руду, полностью затопленную этим раствором и одновременный выпуск продуктивного раствора из ёмкости.

При фильтрационном методе выщелачивания предусматривается:

- сосредоточенная подача раствора по специальному шлангу;

- подача раствора методом разбрызгивания с помощью специальной насадки;

- подача раствора внутрь массива техногенной руды по вертикальной перфорированной трубе.

Эксперименты по исследованию эффективности выщелачивания каждой из вышеописанных схем производятся на специальной лабораторной установке (рисунок 3).

В качестве техногенной руды при проведении эксперимента применяется предварительно подготовленная смесь гравия и почвенного грунта или гравия и песка или другого вида «полезного компонента» в зависимости от постановки задачи.