Jätehiilen valmistuksen hyödyntäminen briketoimalla lietettä

Johdanto

Geologisten varojen osalta Ukrainan tärkein energiaraaka-aine on kivihiili, jonka varastot ovat noin 120 miljardia tonnia, mukaan lukien tutkitut - noin 50 miljardia tonnia. Eri arvioiden mukaan jopa 300-400 vuotta. Ukrainassa hiilivarantojen osuus polttoaine- ja energiataseesta on vastaavasti 94,5%, öljyn - 2% ja kaasun - 3,6%. []

Kuva 1. - Ruskohiilen kemiallinen rakenne

Ukrainan talouden kehitys liittyy energian kulutuksen lisääntymiseen, josta pääasiallinen hiili tulee kiistattomaksi oman kehittyneen kaasu- ja öljyteollisuuden puuttuessa. Sen tuotantoa on mahdollista lisätä vain radikaalilla jälleenrakentamisella ja uusien hiilikaivosten, kaivosten rakentamisella, mikä puolestaan vaatii pitkää aikaa ja suuria pääomasijoituksia.

Yksi tapa ratkaista tämä ongelma on laajentaa ruskohiilen käyttöä suurissa ja pienissä lämpövoimalaitoksissa, mikä edesauttaa jossain määrin maan polttoaine- ja energiatasapainon vakauttamista ja aikareservin luomista maatalouden kehittämiseen. kivihiiliteollisuus.

Miten kivihiilen pyrolyysiprosessi etenee?

Kuten aiemmin mainitsimme, hiilen pyrolyysiprosessi perustuu hiilen kuumentamiseen tiettyyn lämpötilaan ilman happea sen tuhoamiseksi termisesti. Tämän prosessin aikana tapahtuu seuraavat kemiallisten reaktioiden ryhmät:

Kivihiilen orgaanisen massan depolymerointi muodostamalla orgaanisia molekyylejä, joilla on pienempi molekyylipaino
Pyrolyysiprosessissa muodostuneiden tuotteiden muunnosreaktiot, mukaan lukien:
- tiivistyminen
- polymerointi
- aromatisointi
- alkylointi

Molemmat kemiallisten reaktioiden ryhmät etenevät sekä peräkkäin että rinnakkain. Näiden termokemiallisten muutosten kokonaisuuden lopputulos on nestemäisten kaasumaisten ja kiinteiden tuotteiden muodostuminen.

On syytä mainita, että kivihiilen pyrolyysi suoritetaan eri lämpötila-alueilla. Pyrolyysilämpötilan valinta riippuu lopulta saatavien tuotteiden tyypistä. Matalan lämpötilan pyrolyysi (tai puolikoksaus) suoritetaan yleensä 500 - 600 celsiusasteessa ja korkean lämpötilan pyrolyysi (tai kuten sitä kutsutaan myös koksaukseksi) suoritetaan 900 - 1100 celsiusasteessa.

Päätuotteet hiilestä

Varovaisimpien arvioiden mukaan kivihiilituotteita on 600. Tutkijat ovat kehittäneet erilaisia menetelmiä hiilen jalostustuotteiden saamiseksi. Käsittelymenetelmä riippuu halutusta lopputuotteesta. Esimerkiksi puhtaiden tuotteiden saamiseksi sellaiset kivihiilen käsittelyn primaarituotteet - koksiuunikaasu, ammoniakki, tolueeni, bentseeni - käyttävät nestemäisiä huuhteluöljyjä. Erikoislaitteissa tuotteet suljetaan ja suojataan ennenaikaiselta tuhoutumiselta. Alkuprosessointiprosesseihin sisältyy myös koksausmenetelmä, jossa kivihiili kuumennetaan lämpötilaan + 1000 ° C siten, että hapen pääsy estyy kokonaan. Kaikkien tarvittavien toimenpiteiden päätyttyä kaikki primaarituotteet puhdistetaan lisäksi. Hiilen jalostuksen päätuotteet:

naftaleeni
fenoli
hiilivety
salisyylialkoholi
johtaa
vanadiini
germanium
sinkki.

Ilman kaikkia näitä tuotteita elämämme olisi paljon vaikeampaa.Otetaan esimerkiksi kosmetiikkateollisuus, se on ihmisten hyödyllisin alue käyttää hiilenjalostustuotteita. Tällaista hiilenkäsittelytuotetta, kuten sinkkiä, käytetään laajalti rasvaisen ihon ja aknen hoitoon. Sinkkiä ja rikkiä lisätään voiteisiin, seerumeihin, naamioihin, voiteisiin ja toniceihin.Rikki eliminoi olemassa olevia tulehduksia ja sinkki ehkäisee uusien tulehduksien kehittymistä.Lisäksi lyijy- ja sinkkipohjaisia terapeuttisia voiteita käytetään palovammojen ja vammojen hoitoon. Ihanteellinen psoriaasin apulainen on sama sinkki sekä kivihiilen savituotteet. Kivihiili on raaka-aine erinomaisten sorbenttien luomiseen, joita käytetään lääketieteessä suolisto- ja vatsasairauksien hoitoon. Hilseen ja rasvaisen talin hoitoon käytetään sinkkiä sisältäviä sorbentteja, joiden seurauksena yrityksissä saadaan kivihiilestä nestemäistä polttoainetta. Ja tämän prosessin jälkeen jäljelle jäävät palamistuotteet ovat ihanteellinen raaka-aine erilaisille rakennusmateriaaleille, joilla on tulenkestäviä ominaisuuksia. Näin syntyy esimerkiksi keramiikkaa.

Käyttöohje	Brändit, ryhmät ja alaryhmät
1. Teknologinen
1.1. Kerros koksaus	Kaikki tuotemerkkien ryhmät ja alaryhmät: DG, G, GZhO, GZh, Zh, KZh, K, KO, KSN, KS, OS, TS, SS
1.2. Erityiset esikoksausprosessit	Kaikki kerroksiseen koksaukseen käytetyt hiilet sekä T- ja D-laadut (alaryhmä DV)
1.3. Tuottajakaasun tuotanto kiinteissä kaasugeneraattoreissa:
sekoitettu kaasu	Tuotemerkit KS, SS, ryhmät: ZB, 1GZhO, alaryhmät - DGF, TSV, 1TV
vesi kaasu	Ryhmä 2T sekä antrasiitti
1.4 Synteettisten nestemäisten polttoaineiden tuotanto	GZh-merkki, ryhmät: 1B, 2G, alaryhmät - 2BV, ZBV, DV, DGV, 1GV
1.5. puolihiiletys	Tuotemerkki DG, ryhmät: 1B, 1G, alaryhmät - 2BV, ZBV, DV
1.6. Hiilipitoisen täyteaineen (termoantrasiitti) valmistus elektrodituotteisiin ja valimokoksiin	Ryhmät 2L, ZA, alaryhmät - 2TF ja 1AF
1.7. Kalsiumkarbidin, elektrokorundin tuotanto	Kaikki antrasiitit sekä 2TF:n alaryhmä
2. Energiaa
2.1. Jauhemainen ja kerrospoltto kiinteissä kattilalaitoksissa	Paino ruskeat hiilet ja atrasiitit sekä kivihiilet, joita ei käytetä koksaukseen. Antrasiittia ei käytetä liekkikerrospolttoon
2.2. Polttaminen kaikuuuneissa	Merkki DG, ryhmä i - 1G, 1SS, 2SS
2.3. Poltto liikkuvissa lämpölaitteistoissa ja käyttö kunnallisiin ja kotitalouksiin	Luokat D, DG, G, SS, T, A, ruskohiili, antrasiitit ja kivihiili, joita ei käytetä koksaukseen
3. Rakennusmateriaalien valmistus
3.1. Lime	Merkit D, DG, SS, A, ryhmät 2B ja ZB; laatuja GZh, K ja ryhmiä 2G, 2Zh ei käytetä koksaukseen
3.2. Sementti	Luokat B, DG, SS, TS, T, L, alaryhmä DV ja luokat KS, KSN, ryhmät 27, 1GZhO ei käytetä koksaukseen
3.3. Tiili	Hiilet, joita ei käytetä koksaukseen
4. Muut tuotannot
4.1. Hiiliadsorbentit	Alaryhmät: DV, 1GV, 1GZhOV, 2GZhOV
4.2. aktiivihiilet	ZSS-ryhmä, 2TF-alaryhmä
4.3. Malmien agglomeraatio	Alaryhmät: 2TF, 1AB, 1AF, 2AB, ZAV

Hiilikaivostoiminta

Ihmiset ovat jo pitkään ymmärtäneet, kuinka tärkeä ja välttämätön, ja sen käyttöä pystyttiin arvioimaan ja mukautumaan sellaisessa mittakaavassa suhteellisen hiljattain. Hiiliesiintymien laajamittainen kehittäminen alkoi vasta XVI-XVII vuosisatojen aikana. Englannissa, ja uutettua materiaalia käytettiin pääasiassa tykkien valmistukseen tarvittavan harkkoraudan sulattamiseen. Mutta sen tuotanto nykystandardien mukaan oli niin merkityksetöntä, ettei sitä voida kutsua teolliseksi.

Laajamittainen louhinta aloitettiin vasta 1800-luvun puolivälissä, jolloin kivihiilestä tuli kehittyvän teollistumisen välttämättömyys. Sen käyttö rajoittui kuitenkin tuolloin yksinomaan polttamiseen. Satojatuhansia kaivoksia toimii nykyään kaikkialla maailmassa, ja ne tuottavat enemmän päivässä kuin muutamaan vuoteen 1800-luvulla.

Painovoiman rikastus

Kivihiilen rikastusmenetelmä perustuu sen erilaiseen tiheyteen ja liikenopeuteen ilmassa tai vedessä.

Ns. märkärikastusprosessi voidaan suorittaa rikastuspöydillä, raskaissa väliaineissa, pesukaukaloissa, hydrosykloneissa tai jigittämällä erikoiskoneilla.

Pesukouru on litteä, matalareunainen kouru, joka on sijoitettu hieman kaltevaan.Massa kulkee laitteen läpi, laskeutuneita hiilen hiukkasia vapautuu kourun poistokammion kautta. Nyt tällaisia laitteita käytetään erittäin harvoin alhaisen tuottavuuden vuoksi.

Pitoisuustaulukot soveltuvat paremmin rikkipitoisten koksihiilten ja rikkikiisujen - Venäjälle epätyypillisten kivihiilen - rikastamiseen, joten niitä ei käytännössä käytetä maassamme.

Mutta jigging-koneet ovat yleistyneet. Ne erottavat hiiliseoksen eri tiheydellä oleviksi hiukkasiksi niissä eri nopeuksilla liikkuvien nousevien ja laskevien vesivirtojen avulla. Jiggiä käytetään sekä pienille (12-0,5 mm) että suurille (10-12 mm) hiileille.

Tämä rikastusmenetelmä on tehokkaampi kuin muut märkämenetelmät, lukuun ottamatta rikastamista raskaissa nesteissä.

Raskaat nesteet ovat epäorgaanisten suolojen ja mineraalisuspensioiden vesiliuoksia. Niiden tiheys on suurempi kuin hiilen tiheys, mutta samalla pienempi kuin primäärikiven tiheys. Siksi hiili, kun se on liuoksessa tai suspensiossa, kelluu pintaan ja ylimääräiset materiaalit uppoavat.

Märkärikastuksen tuloksena saadut tiivisteet sisältävät paljon vettä, joten ne joutuvat välttämättä kuivatuksi.

Kuivarikastus erottaa hiilen ilmasta käyttämällä muita laitteita, kuten kuiva-alustoja, pneumaattisia erottimia tai koneita.

Materiaali syötetään laitteen työpinnalle ja
lajitellaan ylöspäin suuntautuvan tai sykkivän ilmavirran vaikutuksesta
rinnakkainen ravistus. Hiilen jyvät tiheydestä ja hienoudesta riippuen
erotettu liikkumalla eri suuntiin.

Rikastuksen ansiosta kivihiili primäärimassasta muuttuu primääririkasteeksi, jäljelle jääneistä kiveistä tulee jätettä.

Hiilen vesikuljetustilanne on ongelma

Kiinteiden bulkkimateriaalien hydraulinen kuljetus kehitettiin 1900-luvun jälkipuoliskolla. Tällä hetkellä öljyn, maakaasun ja öljytuotteiden putkikuljetukset ovat yleistyneet. Päävesikuljetusjärjestelmien avulla siirretään mineraaleja ja rakennusmateriaaleja, teollisuusjätteitä ja kemiallisia raaka-aineita.

Hiilen hydrauliseen kuljetukseen on olemassa kaksi pohjimmiltaan erilaista tekniikkaa.

Ensimmäinen tekniikka on kuljetus lietteessä, jonka massapitoisuus on C = 50 %, jota seuraa dehydratointi vastaanottopäätteessä. Kivihiili murskataan hiukkaskokoon 0-1 (3-6) mm ja sekoitetaan veteen (nesteen ja kiinteän aineen suhde on 1:1).

Yksi ensimmäisistä maailmassa on Black Mesan kaivoksen (Arizona, USA) päähiiliputki, jonka pituus on 439 km ja kapasiteetti 5,8 miljoonaa tonnia vuodessa. Vuonna 1964 energiayhtiö Peabody Energy allekirjoitti sopimuksen navajo- ja TAPI-heimojen kanssa käyttääkseen vesivarojaan lietteen tuottamiseen ja kuljettamisesta 790 MW:n Mohavin lämpövoimalaitokseen.

Prosessi vaati suuria määriä vettä, mikä aiheutti näillä alueilla ekologisen kriisin. Yhteiskunnallisten ja etno-uskonnollisten liikkeiden paineen alaisena hiiliputki joutui teknisestä soveltuvuudestaan ja taloudellisesta tehokkuudestaan huolimatta koipuuhun 31. joulukuuta 2005. p>

Black Mesa -hiiliputken vedenpoistolaitoksessa koko massa lämmitettiin 70 °C:seen, minkä jälkeen se kuivattiin sentrifugeissa, joiden roottorin halkaisija oli 1000 mm ja pyörimisnopeus 1000 min. Kakku, jonka kosteuspitoisuus oli 20 %, altistettiin lämpökuivaukselle myllykuivurissa. Massan kuumennus ennen sentrifugointia alensi kakun kosteuspitoisuutta 28:sta 20 %:iin. Sentrifugi, joka oli 6,5 % hiilestä, tai poltettu VVVS:n muodossa tai varastoitu lietesäiliöön. Koska HVVS:n saaminen oli vaikeaa kivihiiliputken ensimmäisten käyttövuosien aikana, lietekaivoon kerättiin suuri määrä kiinteää faasia rikastetta, mikä aiheutti vaaraa ympäristölle. P>

Toinen hiilen hydraulisen kuljetuksen tekniikka on erittäin väkevöityjen vesi-hiilisuspensioiden (HVVS) muodossa. [] Vastaanottoterminaalissa VVVS:ää käytetään vesi-hiilipolttoaineena (VUT). P>

Klassinen VVVS:n valmistusmenetelmä koostuu kolmesta päävaiheesta (kuva 1.4):

Kaivoshiilen murskaus 10 .. 20 mm hienoksi;
Hiilen märkäjauhatus (veden ja pehmittimen läsnä ollessa) 0,1-0,2 mm:iin asti;
Homogenointi, varastointi, kuljetus.

Riisi. 1.4 - VUT:n valmistelusuunnitelma

Jauhamiseen käytetään kuula- tai tankomyllyjä, joissa on erityinen jauhatuskappalesarja, joka tarjoaa halutun binaarisen rakeisen koostumuksen hiilifaasille. Tämä vaihe on keskeinen CWF:n valmistuksessa, koska se määrittää CWF:n muut ominaisuudet (granulometrinen koostumus, viskositeetti, stabiilius jne.). Lisäksi tämä vaihe on yleensä energiaintensiivisin.

Märkäjauhatusvaiheessa CWF:n koostumukseen voidaan sisällyttää erilaisia lisäaineita, jotka ovat välttämättömiä CWF:n staattisen stabiilisuuden lisäämiseksi, viskositeetin vähentämiseksi ja muut.

Muut kierrätysmenetelmät

Ymmärtääksesi, miksi öljy on hiiltä parempi, sinun on selvitettävä, mitä muita hoitoja niille on tehty. Öljy prosessoidaan krakkauksen kautta, eli sen osien termokatalyyttisen muuntamisen kautta. Halkeilu voi olla jokin seuraavista:

Lämpö. Tässä tapauksessa hiilivetyjen pilkkominen suoritetaan kohonneiden lämpötilojen vaikutuksesta.
Katalyyttinen. Se suoritetaan korkeassa lämpötilassa, mutta siihen lisätään myös katalyytti, jonka ansiosta voit ohjata prosessia sekä johtaa sitä tiettyyn suuntaan.

Jos puhumme siitä, kuinka öljy on parempi kuin hiili, on sanottava, että krakkausprosessissa muodostuu orgaanisia aineita, joita käytetään laajalti teollisessa synteesissä.

Kivihiilen lajikkeet

Hiilisaumojen esiintymät voivat ulottua useiden kilometrien syvyyteen maan paksuuteen, mutta ei aina eikä kaikkialla, koska se on heterogeeninen sekä sisällöltään että ulkonäöltään.

Tätä fossiilia on kolme päätyyppiä: antrasiitti, ruskohiili ja turve, joka muistuttaa hyvin vähän hiiltä.

Antrasiitti on lajinsa vanhin muodostuma planeetalla, tämän lajin keski-ikä on 280 000 000 vuotta. Se on erittäin kovaa, sen tiheys on korkea ja sen hiilipitoisuus on 96-98%.

Kovuus ja tiheys ovat suhteellisen alhaiset, samoin kuin hiilipitoisuus siinä. Sillä on epävakaa, löysä rakenne ja se on myös ylikyllästetty vedellä, jonka pitoisuus siinä voi olla jopa 20%.

Myös turve luokitellaan kivihiilen tyypiksi, mutta ei vielä muodostunut, joten sillä ei ole mitään tekemistä hiilen kanssa.

Hiilen valmistus

Kaivostyöntekijät lähettävät avolouhoksella tai kaivoksessa louhitun kiven erikoislaitteisiin, jotka toimittavat sen kaivos- ja käsittelylaitokselle. Siellä kivimassa läpäisee rikastamisen alkuvaiheen - valmistelun.

Primaarikivi lajitellaan luokkiin kappaleiden koon ja mineraalisulkeutumien esiintymisen mukaan. Päätehtävänä on tunnistaa hiiltä sisältävät komponentit.

GOF:ien hiilifraktioiden erottamiseksi seulonta- ja murskaustoimenpiteet suoritetaan erikoislaitteilla.

Seula hiilen rikastamiseen. Kuva: 150tonn.ru

Ensin kivi ladataan seuloihin - laitteisiin, jotka ovat yhden tai useamman laatikon muodossa, jossa on seulat tai seulat, joissa on kalibroidut reiät. Kivenpalat seulotaan ja lajitellaan sitten fraktioiksi luokittelijoissa.

Kaikki luokittimet toimivat suunnilleen saman kaavion mukaisesti: massa (hiilen ja nesteen seos) tulee jatkuvasti vedellä täytettyyn astiaan. Suuret kivihiilihiukkaset laskeutuvat nopeasti astian pohjalle, ja pienet "lähtevät" massan mukana tyhjennyskynnyksen läpi.

Sitten lajiteltu kivi murskataan haluttuun kokoon murskaimilla.

Kivihiilen vakiokoon luokitus sisältää seuraavat tyypit: laatta (yli 100 mm), iso (50-100 mm), pähkinä (26-50 mm), pieni (13-25 mm), siemen (6-13 mm) , hieno (alle 6 mm). Siellä on myös niin sanottu tavallinen kivihiili, jolla on rajattomat mitat.

Hiilen koksaustuotteet

Koksihiili on hiiltä, joka mahdollistaa teollisen koksauksen avulla teknisesti arvokkaan koksin saamisen. Kivihiilen koksausprosessissa niiden tekninen koostumus, koksauskapasiteetti, sintrauskyky ja muut ominaisuudet otetaan välttämättä huomioon. Miten kivihiilen koksausprosessi etenee? Koksaus on teknologinen prosessi, jossa on tietyt vaiheet:

valmistautuminen koksaukseen. Tässä vaiheessa kivihiili murskataan ja sekoitetaan panoksen muodostamiseksi (seos koksausta varten)
koksaus. Tämä prosessi suoritetaan koksiuunin kammioissa kaasulämmityksellä. Seos laitetaan koksiuuniin, jossa kuumennus suoritetaan 15 tunnin ajan noin 1000 °C:n lämpötilassa.
"koksakakun" muodostuminen.

Koksaus on joukko prosesseja, jotka tapahtuvat hiilessä kuumennettaessa. Samalla tonnista kuivapanosta saadaan noin 650-750 kg koksia. Sitä käytetään metallurgiassa, käytetään reagenssina ja polttoaineena joillakin kemianteollisuuden aloilla. Lisäksi siitä syntyy kalsiumkarbidia. Koksin laadullisia ominaisuuksia ovat syttyvyys ja reaktiivisuus. Hiilen koksauksen päätuotteet itse koksin lisäksi:

koksikaasu. Tonnista kuivaa hiiltä saadaan noin 310-340 m3. Koksauskaasun laadullinen ja määrällinen koostumus määrää koksauslämpötilan. Koksauskammiosta tulee suoraan koksiuunikaasua, joka sisältää kaasumaisia tuotteita, kivihiilitervahöyryjä, raakabentseeniä ja vettä. Jos poistat siitä hartsin, raakabentseenin, veden ja ammoniakin, muodostuu käänteistä koksiuunikaasua. Sitä käytetään kemiallisen synteesin raaka-aineena. Nykyään tätä kaasua käytetään polttoaineena metallurgisissa laitoksissa, julkisissa laitoksissa ja kemiallisena raaka-aineena.
Kivihiiliterva on viskoosi mustanruskea neste, joka sisältää noin 300 erilaista ainetta. Tämän hartsin arvokkaimmat komponentit ovat aromaattiset ja heterosykliset yhdisteet: bentseeni, tolueeni, ksyleenit, fenoli, naftaleeni. Hartsin määrä saavuttaa 3-4 % koksauskaasun massasta. Kivihiilitervasta saadaan noin 60 erilaista tuotetta. Nämä aineet ovat raaka-aineita väriaineiden, kemiallisten kuitujen ja muovien valmistukseen.
raakabentseeni on seos, jossa on hiilidisulfidia, bentseeniä, tolueenia, ksyleeniä. Raakabentseenin saanto on vain 1,1 % hiilen massasta. Tislausprosessissa yksittäisiä aromaattisia hiilivetyjä ja hiilivetyjen seoksia eristetään raakabentseenistä.
kemiallisten (aromaattisten) aineiden (bentseeni ja sen homologit) tiiviste on suunniteltu luomaan puhtaita tuotteita, joita käytetään kemianteollisuudessa muovien, liuottimien, väriaineiden valmistukseen
tervavesi on matalakonsentroitu ammoniakin ja ammoniumsuolojen vesiliuos, jossa on sekoitus fenolia, pyridiiniemäksiä ja joitain muita tuotteita. Tervavedestä vapautuu käsittelyn aikana ammoniakkia, jota käytetään yhdessä koksikaasun ammoniakin kanssa ammoniumsulfaatin ja väkevän ammoniakkiveden valmistukseen.

	yleissopimukset	Kappaleen kokorajoitukset

Lajike

Iso (nyrkki)




Yhdistetty ja eliminaatiot
Suuri laatalla
Mutteri suurilla
pieni pähkinä
siemen pienillä
Siemenet palalla
Pieni siemenillä ja shtybillä
Pähkinä pieni, siemen ja kanto

Lista lähteistä

Smirnov V. O., Sergeev P. V., Biletski V. S. Vugillya rikastustekniikka. Pääapulainen. - Donetsk: Skhidny vydavnichiy dіm, - 2011. - 476 s.
Chun - Zhu Li. Advances in the Science of Victorian Brown Coal - Kirja, 2004. - 459 s.
Saranchuk V.I., Iljashov M.O., Oshovski V.V., Biletski V.S. Palavien kopaliinien kemian ja fysiikan perusteet. (Pidruchnik korkeakoulutusministeriön allekirjoituksella). - Donetsk: Skhidny vydavnichiy dіm, 2008. - 640 s.
Svitly Yu.G., Biletsky V.S. Hydraulinen kuljetus (monografia).- Donetsk: Skhіdniy vydavnichiy dіm, NTSH:n Donetskin haara, "Encyclopedian toimituskunta", 2009. - 436 s.
Pieni käsitietosanakirja. v.1,2 / Ed. V.S. Biletsky. - Donetsk: "Donbas", 2004, 2007.
Lipovich V.G., Kalabin G.A., Kalechits I.V. Kemia ja hiilen käsittely - Moskova: Chemistry, 1988. - 336 s.
Chistyakov A.N. Käsikirja kiinteiden fossiilisten polttoaineiden kemiasta ja teknologiasta. - Pietari: kustantamo. Synteesiyhtiö. - 1996. - 363 s.
Svyatec I.E., Agroskin A.A. Ruskeat hiilet teknologisena raaka-aineena. - M., Nedra, 1976. - 223 s.
Khodakov G.S., Gorlov E.G., Golovin G.S. Suspensiovesi-hiilipolttoaineen tuotanto ja putkikuljetus// Kiinteän polttoaineen kemia. - 2006. - Nro 4. - S. 22-39
Krut O.A. - Kiova: Nauk. Dumka, 2002. - 172 s.
Trainis V.V. Pääputkistot Yhdysvalloissa // Hiili. - 1978 - nro 11, s. 74-77.
Biletski V.S., Sergeev P.V., Papushin Yu.L. Vugillin valikoivan öljyn aggregaation teoria ja käytäntö. Donetsk: MCP Gran, 1996. - 264 s.
Gordeev G.P., Fedotova V.M. Ruskohiilen kriittisestä kosteuspitoisuudesta// Kiinteiden polttoaineiden kemia. - 1989. - Nro 6. – 76-78 s.
Elishevich A.T., Ogloblin N.D., Beletsky V.S., Papushin Yu.L. Ultrahienojen hiilen rikastus. - Donetsk, Donbas, 1986. - 64 s.
Tamko V.O., Biletsky V.S., Shendrik T., Krasіlov O.O. Oleksandrіysky-perheen ruskean vugin mekaanisten yksityiskohtien injektio jooga pіrolіzissa / / Donetsk Bulletin of the Scientific Association IM. Shevchenko. T. 21 - Donetsk: Skhіdny vydavnichiy dіm. - 2008. - S. 97-103.
Kalechitsa I.V. Kemialliset aineet kivihiilestä. - M.: Chemistry, 1980. - 616 s.
Tverdov A.A., Zhura A.V., Nikishichev S.B. Hiilen käytön perspektiiviohjeet// Globus. - 2009. - Nro 2. - S. 16-19.
Lebedev NN Orgaanisen ja petrokemiallisen perussynteesin kemia ja teknologia. - M.: Chemistry, 1988. - 592 s.
Krylova A.Yu., Kozyukov E.A. Fischer-Tropsch-synteesiin perustuvien synteettisten nestemäisten polttoaineiden valmistusprosessien tila // Kiinteiden polttoaineiden kemia. - 2007. - Nro 6. - S. 16-25.
Energia- ja ympäristötutkimuskeskus (EERC). . – Käyttötila: http://www.undeerc.org/default.aspx
Boruk S.D., Winkler I.A., Makarova K.V. On kaadettu pinnalle dispergoidun faasin hiukkasten fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet vedessä keitettyjen suspensioiden pohjalta ruskea villa. - Tiede. ChNU:n tiedote. VIP. 453.: Kemia. – Chernivtsi, 2009, s. 40-45.
Kasatochkin V.I., Larina N.K. Luonnonhiilen rakenne ja ominaisuudet. – M.: Nedra, 1975. – 158 s.
Kegel K. Ruskeahiilen briketointi. - M., Ugletekhizdat, 1957. - 659 s.
Saranchuk V.I. Hiilen supramolekulaarinen organisaatio, rakenne ja ominaisuudet. - Kiova: Nauk. Dumka, 1988. - 190 s.

Hiilen käyttö nykymaailmassa

Erilaisia mineraalien käyttötarkoituksia. Hiili oli alun perin vain lämmön, sitten energian lähde (se muutti veden höyryksi), mutta nyt hiilen mahdollisuudet ovat tässä suhteessa yksinkertaisesti rajattomat.

Kivihiilen poltosta syntyvä lämpöenergia muunnetaan sähköenergiaksi, siitä valmistetaan koksikemiallisia tuotteita ja uutetaan nestemäistä polttoainetta. Kivihiili on ainoa kivi, joka sisältää epäpuhtauksina sellaisia harvinaisia metalleja kuin germanium ja gallium. Siitä se uutetaan, joka sitten käsitellään bentseeniksi, josta eristetään kumaronihartsi, jota käytetään kaikenlaisten maalien, lakkojen, linoleumin ja kumin valmistukseen. Fenoleja ja pyridiiniemäksiä saadaan kivihiilestä. Jalostuksen aikana kivihiiltä käytetään vanadiinin, grafiitin, rikin, molybdeenin, sinkin, lyijyn ja monien muiden arvokkaiden ja nyt korvaamattomien tuotteiden valmistukseen.

Hiili on tärkeä kansantaloudelle

Kivihiili on yksi ensimmäisistä mineraaleista, joita ihminen alkoi käyttää polttoaineena. Vasta 1800-luvun lopulla sitä alettiin vähitellen korvata muuntyyppisillä polttoaineilla: ensin öljyllä, sitten siitä saaduilla tuotteilla, myöhemmin kaasulla (luonnollinen ja saatu kivihiilestä ja muista aineista). Hiiltä käytetään laajasti kansantaloudessa. Ensinnäkin polttoaineena ja kemiallisena raaka-aineena. Esimerkiksi metalliteollisuus harkkoraudan sulatuksessa ei tule toimeen ilman koksia. Sitä valmistetaan koksikemian yrityksissä kivihiilestä.

Missä muualla käytetään hiiltä?

Tehokkaat lämpövoimalaitokset Venäjällä ja Ukrainassa (eikä vain) toimivat hiilikaivosjätteellä (antrasiittiliete).Ensimmäistä kertaa metallia saatiin käyttämällä rautamalmin koksia 1700-luvulla Englannissa. Tämä metallurgiassa oli alku hiilen, tarkemmin sanoen koksin - sen jalostustuotteen - käytölle. Ennen sitä rautaa saatiin puuhiilellä, joten Englannissa 1700- ja 1800-luvuilla lähes koko metsä kaadettiin. Koksausteollisuudessa käytetään hiiltä jalostetaan se kivihiilekoksiksi ja koksiuunikaasuksi, ja tuotetaan kymmeniä erilaisia kemiallisia tuotteita (eteeni, tolueeni, ksyleenit, bentseeni, koksibensiini, hartsit, öljyt ja paljon muuta). Näiden kemiallisten tuotteiden pohjalta valmistetaan laaja valikoima muoveja, typpi- ja ammoniakki-fosforilannoitteita, vesipitoisia ammoniakkiliuoksia (lannoitteita) ja kasvinsuojelukemikaaleja. Ne valmistavat myös pesuaineita ja pesujauheita, lääkkeitä ihmisille ja eläimille, liuottimia (liuottimia), rikkiä tai rikkihappoa, kumaronihartseja (maaleja, lakkoja, linoleumia ja kumituotteita varten) jne. Täydellinen luettelo koksin kemiallisen käsittelyn tuotteista. hiiltä vie useita sivuja.

Millainen on hiilen hinta?

Kookoshiili - mitä se on?

Yksi puuhiilen tyyppi on kookoshiili, joka on valmistettu pähkinöiden kuorista. Sitä voidaan käyttää grilleihin, grilleihin, grilleihin. Se palaa paljon pidempään kuin muu puuhiili, siinä ei ole hajua, rikkiä, eikä se syty palamaan tippuvasta rasvasta. Puhdistettua kookoshiiltä voi käyttää vesipiippuun, sillä käytettynä sillä ei ole hajua eikä makua. Erikoiskäsittelyn (aktivoinnin) jälkeen kunkin hiilen työpinta kasvaa useita kertoja (ja siitä tulee erinomainen adsorbentti). Kookoshiilen käyttö vedenpuhdistussuodattimissa antaa erinomaisia tuloksia.

Lopputuote

Tuloksena oleva primääritiiviste puhdistetaan - jotta saadaan materiaali, joka täyttää täysin hyväksyttyjä standardeja. Lopputuote GOF:lla lähetetään kuluttajille.

Tämän seurauksena rikastuslaitokset saavat rikasteen, joka sisältää suurimman määrän palavaa massaa mahdollisimman vähän ylimääräisiä epäpuhtauksia. Tästä johtuen rikasteen tärkein laatu, palamislämpö, kohoaa.

Jopa rikastusprosessissa muodostuu niin sanottu keskituote - kivihiilen ja kiviainesosien yhteiskasvujen seos. Useimmissa tapauksissa se lähetetään uudelleen rikastettaviksi, mutta joskus se myydään kattilan polttoaineeksi.

Ja kolmas kivihiilen valmistuksen tuote, joka sisältää pääasiassa kivimineraaleja, on rikastusjäte (muuten niitä kutsutaan sekoitettuiksi). Jotkut jätteet sisältävät riittävästi hiiltä jalostettaviksi, joten ne lähetetään joskus myös uudelleen rikastettaviksi.

Pääsääntöisesti kivihiiliyritykset varastoivat jäljelle jääneet seokset rikastusjätteeseen. Mutta vähitellen kivihiiliteollisuudessa kivihiiltä sisältävän jätteen käsittely (esimerkiksi brikettien saaminen) valtaa alaa.

Tunnisteet:hiilen rikastaminen
hiiltä

3 Pyrolyysi ja kaasutus

Pyrolyysi

Pyrolyysi on ruskohiilen hajoamista kuumennettaessa ilman ilmaa. Pyrolyysiprosessia on neljä:

puolikoksaus 500–550 °C asti;
keskilämpötilainen koksaus 700–750 °C;
korkean lämpötilan koksaus 900–1100 °С asti;
grafitointi 1300-3000 °C.

Ruskea kivihiili ei pehmene kuumennettaessa ja vapautuu haihtuvia aineita, jotka osittain hajoavat. Jäännökseen muodostuu enemmän tai vähemmän monoliittinen puolikoksi, joka on kutistunut voimakkaasti. Puolikoksoituessa ruskohiilessä erotetaan kolme lämpötilavyöhykettä []: p>

esilämmitysalue jopa 100°С;
kuivausvyöhyke 100 - 125 °C;
puolikoksivyöhyke 225-500°C.

Pyrolyysin aikana, lämpötilan vaikutuksesta, hiilessä tapahtuu merkittäviä muutoksia. Ensimmäinen vaihe on kosteuden haihduttaminen 125-160 ° C:n lämpötiloissa, sitten alkaa ruskohiilen orgaanisen massan hajoaminen.Prosessin edetessä happi, vety ja typpi poistetaan, ja kiinteä jäännös rikastuu hiilellä. Alkuvaiheissa, jopa 200 °C:n lämpötiloissa, happea vapautuu pääasiassa hiilidioksidin ja pyrogeneettisen veden muodossa funktionaalisten ryhmien eliminoitumisen vuoksi, johon liittyy jäljelle jääneiden radikaalien kondensaatioreaktioita.

Typpeä vapautuu ammoniakin, muiden typpipitoisten yhdisteiden muodossa ja vapaana.

200-350 °C:n lämpötilassa kiinteän jäännöksen asteittainen väheneminen tapahtuu, höyryjen ja kaasujen vapautuminen lisääntyy vain 6-7%. Vyöhykkeelle 350 - 450 °C on tunnusomaista höyry-kaasufaasin vapautumisnopeuden lisääntyminen ja kiinteän jäännöksen saannon jyrkempi lasku. Lämpötila-alueella 450-550 °C sekä kiinteän jäännöksen että höyry-kaasuseoksen saannossa on pieniä muutoksia.

Kaavioesitys pyrolyysiprosessista Kuva 1.3. []

Riisi. 1.3 - Pyrolyysiprosessin lohkokaavio

Kaasutus

Prosessia, jossa hiilen orgaaninen massa muunnetaan kaasumaiseksi aineeksi, kutsutaan kaasutukseksi. Kaasutusprosessissa hiili muuttuu useammin hiilimonoksidiksi, vety vesihöyryksi ja yhdessä hiilen orgaanisessa massassa olevan rikin kanssa rikkivedyksi, typpi typen oksideiksi. Kivihiilen mineraaliosa siirtyy kaasutuslämpötilasta riippuen tuhkaksi tai kuonaksi.

Hiilen kaasutus on monien sen käyttöön liittyvien teknisten prosessien taustalla. Ensimmäiset kaasutusprosessit kehitettiin tuottamaan kivihiilestä palavia kaasuja, joita käytettiin kotitalouksien polttoaineena katuvalaistuksessa, teollisuuspolttoaineena erilaisiin korkean lämpötilan prosesseihin.

Ennen näitä prosesseja ruskohiili murskataan ja tarvittaessa kuivataan.

On erittäin tärkeää saada ruskohiili vaadittuun kokoon - se voi olla palan (> 3 mm), hienon (1-3 mm) ja hienon (7) kaasutusta.

Vaatimukset ruskohiilelle, jota syötetään pyrolyysissä ja kaasutuksessa

Alkuhiilen rationaalinen kosteuspitoisuus pyrolyysiprosessissa on kosteus (Wrt) enintään 15 %, tuhkapitoisuus (Ad) enintään 10 %, hiilen tulee olla vähärikkistä. Kaasutusprosessiin - kosteus (Wrt) jopa 65%, tuhkapitoisuus (Ad) jopa 40%. p>

johtopäätöksiä

Yksi teknisen kehityksen suunnista on putkikuljetusten kehittäminen. Öljyn ja bulkkimateriaalien teollisella ja päävesikuljetuksella on suurimmat näkymät. Vesiliikenteelle on ominaista lastivirtojen jatkuvuus ja tasaisuus, lisääntynyt luotettavuus, mahdollisuus täydelliseen automatisointiin, riippumattomuus sääolosuhteista, ja sillä on taloudellinen etu rautatieliikenteeseen verrattuna, erityisesti kun kaivokset sijaitsevat syrjäisillä alueilla; aiheuttaa vähemmän melua, sillä on huomattavasti pienemmät kuljetushäviöt ja ihmisen aiheuttamat vaikutukset ympäristöön; lyhyt rakennusaika.

On olemassa useita tapoja siirtää hiiltä hydraulisesti:

lieteputki, jossa on lisäkuivaus;
erittäin tiivistetyn vesi-hiilipolttoaineen kuljetus.

Ruskohiilen negatiiviset ominaisuudet estävät vesikuljetuksen käytön; tämän ongelman ratkaisemiseksi ehdotettiin tekniikkaa hiilen käsittelemiseksi apolaarisilla reagensseilla - öljyn aggregaatio. P>

Hiilen öljyaggregaatiolla tarkoitetaan prosessisarjaa ohuen polydisperssin kivihiilifaasin (raekoko enintään 3-5 mm) strukturoimiseksi vesipitoisessa väliaineessa öljyreagensseja käyttäen. Nämä prosessit perustuvat oleofiilisen hiilen pinnan tarttuvan vuorovaikutuksen mekanismiin öljyjen kanssa, mikä johtaa sen selektiiviseen kostumiseen ja aggregoitumiseen pyörteisessä vesivirtauksessa. Hydrofiiliset hiukkaset eivät kastu öljyllä, eivätkä ne sisälly aggregaatteihin, mikä mahdollistaa niiden eristämisen kivisuspension muodossa. P>

Edellä esitetyn perusteella olemme valinneet ruskohiilen jalostukseen sen vesikuljetuksen aikana öljyhiilen yhdistämistekniikan, joka on hyvin yhdistetty sen jatkojalostus- ja käyttöteknologioihin: briketointiin, nesteyttämiseen, kaasutukseen, pyrolyysiin. P>