Korištenje pripreme otpadnog ugljena briketiranjem mulja

Uvod

Što se tiče geoloških rezervi, glavna energetska sirovina u Ukrajini je ugljen, čije su rezerve oko 120 milijardi tona, uključujući istražene - oko 50 milijardi tona, prema različitim procjenama do 300-400 godina. U Ukrajini, udio rezervi ugljena u bilanci goriva i energije je 94,5%, odnosno nafte - 2% i plina - 3,6%. []

Slika 1. - Kemijska struktura mrkog ugljena

Razvoj ukrajinskog gospodarstva povezan je s intenziviranjem potrošnje energije, od kojih glavni, u nedostatku vlastite razvijene plinske i naftne industrije, ugljen postaje neosporan. Povećati njegovu proizvodnju moguće je samo radikalnom rekonstrukcijom i izgradnjom novih rudnika ugljena, rudnika, a to zahtijeva dugo vremena i velika kapitalna ulaganja.

Jedan od načina rješavanja ovog problema je proširenje upotrebe mrkog ugljena u velikim i malim termoelektranama, što će u određenoj mjeri pridonijeti stabilizaciji gorivno-energetske bilance zemlje i stvaranju rezerve vremena za razvoj termoelektrana. industrija ugljena.

Kako teče proces pirolize ugljena?

Kao što smo već spomenuli, proces pirolize ugljena temelji se na zagrijavanju ugljena na određenu temperaturu bez pristupa kisiku kako bi se on termički uništio. Tijekom ovog procesa odvijaju se sljedeće skupine kemijskih reakcija:

Depolimerizacija organske mase ugljena s stvaranjem organskih molekula manje molekulske mase
Sekundarne reakcije transformacija proizvoda nastalih u procesu pirolize, uključujući:
- kondenzacija
- polimerizacija
- aromatizacija
- alkilacija

Obje skupine kemijskih reakcija odvijaju se i uzastopno i paralelno. Konačni rezultat sveukupnosti ovih termokemijskih transformacija je stvaranje tekućih plinovitih i čvrstih proizvoda.

Treba napomenuti da se piroliza ugljena provodi u različitim temperaturnim rasponima. Odabir temperature pirolize ovisi o vrsti proizvoda koji će se na kraju dobiti. Niskotemperaturna piroliza (ili polukoksanje) obično se izvodi na 500 - 600 stupnjeva Celzija, a visokotemperaturna piroliza (ili, kako je još nazivaju, koksiranje) izvodi se na 900 - 1100 stupnjeva Celzija.

Glavni proizvodi ugljena

Najkonzervativnije procjene govore da postoji oko 600 artikala proizvoda od ugljena. Znanstvenici su razvili različite metode za dobivanje proizvoda prerade ugljena. Način obrade ovisi o željenom krajnjem proizvodu. Na primjer, da bi se dobili čisti proizvodi, takvi primarni proizvodi prerade ugljena - koksni plin, amonijak, toluen, benzen - koriste se tekućim uljima za ispiranje. U posebnim uređajima proizvodi su zapečaćeni i zaštićeni od preranog uništenja. Procesi primarne prerade također uključuju metodu koksiranja, u kojoj se ugljen zagrijava na temperaturu od + 1000 ° C uz potpuno blokiran pristup kisiku. Na kraju svih potrebnih postupaka, svaki primarni proizvod se dodatno čisti. Glavni proizvodi prerade ugljena:

naftalin
fenol
ugljikovodika
salicilni alkohol
voditi
vanadij
germanij
cinkov.

Bez svih ovih proizvoda život bi nam bio puno teži. Uzmimo na primjer kozmetičku industriju, ona je najkorisnije područje za korištenje proizvoda za preradu ugljena. Takav proizvod za preradu ugljena kao što je cink naširoko se koristi za liječenje masne kože i akni. Cink i sumpor se dodaju kremama, serumima, maskama, losionima i tonicima.Sumpor uklanja postojeće upale, a cink sprječava nastanak novih upala.Osim toga, terapijske masti na bazi olova i cinka koriste se za liječenje opeklina i ozljeda. Idealan pomoćnik za psorijazu je isti cink, kao i glineni proizvodi od ugljena. Ugljen je sirovina za stvaranje izvrsnih sorbenata koji se koriste u medicini za liječenje bolesti crijeva i želuca. Za liječenje peruti i masne seboreje koriste se sorbenti koji sadrže cink.Kao rezultat procesa kao što je hidrogenacija, u poduzećima se iz ugljena dobiva tekuće gorivo. A proizvodi izgaranja koji ostaju nakon ovog procesa idealna su sirovina za razne građevinske materijale vatrostalnih svojstava. Na primjer, tako nastaje keramika.

Smjer upotrebe	Marke, grupe i podskupine
1. tehnološke
1.1. Slojno koksiranje	Sve grupe i podskupine marki: DG, G, GZhO, GZh, Zh, KZh, K, KO, KSN, KS, OS, TS, SS
1.2. Posebni postupci predkoksiranja	Svi ugljeni koji se koriste za slojevito koksiranje, kao i razredi T i D (podskupina DV)
1.3. Proizvodnja proizvodnog plina u stacionarnim plinskim generatorima:
miješani plin	Marke KS, SS, grupe: ZB, 1GZhO, podskupine - DGF, TSV, 1TV
vodeni plin	Grupa 2T, kao i antracit
1.4. Proizvodnja sintetičkih tekućih goriva	Marka GZh, grupe: 1B, 2G, podskupine - 2BV, ZBV, DV, DGV, 1GV
1.5. polukarbonizacija	Marka DG, grupe: 1B, 1G, podskupine - 2BV, ZBV, DV
1.6. Proizvodnja ugljičnog punila (termoantracit) za proizvode od elektroda i ljevaonički koks	Grupe 2L, ZA, podskupine - 2TF i 1AF
1.7. Proizvodnja kalcijevog karbida, elektrokorunda	Svi antraciti, kao i podskupina 2TF
2. Energija
2.1. Pulverizirano i slojevito izgaranje u stacionarnim kotlovskim postrojenjima	Težina mrkog ugljena i atracita, kao i kamenog ugljena koji se ne koristi za koks. Antraciti se ne koriste za izgaranje baklje
2.2. Spaljivanje u reverberacijskim pećima	Marka DG, grupa i - 1G, 1SS, 2SS
2.3. Izgaranje u mobilnim toplinskim instalacijama i korištenje za komunalne i kućanske potrebe	Razreda D, DG, G, SS, T, A, mrki ugljen, antracit i kameni ugljen koji se ne koristi za koksovanje
3. Proizvodnja građevinskog materijala
3.1. Vapno	Oznake D, DG, SS, A, skupine 2B i ZB; razreda GZh, K i skupine 2G, 2Zh ne koriste se za koksiranje
3.2. Cement	Razredi B, DG, SS, TS, T, L, podskupina DV i razredi KS, KSN, grupe 27, 1GZhO ne koriste se za koksanje
3.3. Cigla	Ugljevi koji se ne koriste za koksovanje
4. Ostale produkcije
4.1. Ugljični adsorbenti	Podskupine: DV, 1GV, 1GZhOV, 2GZhOV
4.2. aktivni ugljik	ZSS grupa, 2TF podskupina
4.3. Aglomeracija ruda	Podskupine: 2TF, 1AB, 1AF, 2AB, ZAV

Rudarenje ugljena

Ljudi su odavno shvatili koliko je važno i nezamjenjivo, a njegovo korištenje je relativno nedavno moglo procijeniti i prilagoditi u takvoj skali. Veliki razvoj ležišta ugljena započeo je tek u XVI-XVII stoljeću. u Engleskoj, a ekstrahirani materijal korišten je uglavnom za taljenje sirovog željeza, potrebnog za izradu topova. Ali njegova je proizvodnja prema današnjim standardima bila toliko beznačajna da se ne može nazvati industrijskom.

Eksploatacija velikih razmjera započela je tek sredinom 19. stoljeća, kada je ugljen postao nezamjenjiv u razvoju industrijalizacije. Njegova je uporaba, međutim, u to vrijeme bila ograničena isključivo na spaljivanje. Stotine tisuća rudnika sada rade diljem svijeta, proizvodeći više dnevno nego u nekoliko godina u 19. stoljeću.

Gravitacijsko obogaćivanje

Gravitacijska metoda obogaćivanja ugljena temelji se na njegovoj različitoj gustoći i brzini kretanja u zraku ili vodi.

Takozvani proces mokrog obogaćivanja može se provoditi na koncentracijskim stolovima, u teškim medijima, praonicama, hidrociklonima ili pomoću jigginga na posebnim strojevima.

Žlijeb za pranje je ravno korito s niskim stranicama, koje je postavljeno pod blagim nagibom.Pulpa prolazi kroz aparat, taložene čestice ugljena se oslobađaju kroz ispusnu komoru žlijeba. Sada se takvi uređaji koriste vrlo rijetko zbog niske produktivnosti.

Tablice koncentracije prikladnije su za obogaćivanje ugljena za koks s visokim sadržajem sumpora i pirita - vrste ugljena koje nisu tipične za Rusiju, stoga se u našoj zemlji praktički ne koriste.

Ali strojevi za jigging postali su široko rasprostranjeni. Oni odvajaju smjesu ugljena na čestice različite gustoće uz pomoć uzlaznih i silaznih tokova vode koji se u njima kreću različitim brzinama. Jigging se koristi i za male ugljene (12-0,5 mm) i za velike (10-12 mm).

Ova metoda obogaćivanja je učinkovitija od ostalih mokrih metoda, osim za obogaćivanje teškim tekućinama.

Teške tekućine su vodene otopine anorganskih soli i mineralnih suspenzija. Njihova gustoća je veća od gustoće ugljena, ali u isto vrijeme manja od gustoće primarne stijene. Stoga ugljen, jednom u otopini ili suspenziji, ispliva na površinu, a višak materijala tone.

Koncentrati dobiveni mokrim obogaćivanjem sadrže puno vode, stoga su nužno podvrgnuti dehidraciji.

Suho obogaćivanje odvaja ugljen u zrak pomoću druge opreme kao što su suhe posude, pneumatski separatori ili strojevi.

Materijal se dovodi na radnu površinu opreme i
sortirano pod djelovanjem uzlaznog ili pulsirajućeg strujanja zraka s
paralelno potresanje. Zrna ugljena ovisno o gustoći i finoći
razdvojeni kretanjem u različitim smjerovima.

Zahvaljujući obogaćivanju, ugljen iz primarne stijenske mase prelazi u primarni koncentrat, preostale stijene postaju otpad.

Hidrotransport ugljena stanje problema

Hidraulički transport krutih rasutih materijala razvijen je u drugoj polovici dvadesetog stoljeća. Trenutačno je rasprostranjen cjevovodni transport nafte, prirodnog plina i naftnih derivata. Uz pomoć glavnih hidrotransportnih sustava, premještaju se minerali i građevinski materijali, industrijski otpad i kemijske sirovine.

Postoje dvije bitno različite tehnologije za hidraulički transport ugljena.

Prva tehnologija je transport u kaši masene koncentracije C = 50%, nakon čega slijedi dehidracija na prijamnom terminalu. Ugljen se drobi do veličine čestica 0-1 (3-6) mm i miješa s vodom (omjer tekućine i krutine je 1:1).

Jedan od prvih u svijetu je magistralni ugljenovod rudnika Black Mesa (Arizona, SAD), dug 439 km i kapaciteta 5,8 milijuna tona/god. Godine 1964. energetska tvrtka Peabody Energy potpisala je ugovor s plemenima Navajo i TAPI o korištenju njihovih vodnih resursa za stvaranje gnojnice i transporta do termoelektrane Mohavi od 790 MW.

Proces je zahtijevao velike količine vode, što je izazvalo ekološku krizu na ovim prostorima. Pod pritiskom društvenih i etno-religijskih pokreta, ugljenovod je, unatoč svojoj tehnološkoj prikladnosti i ekonomskoj učinkovitosti, 31. prosinca 2005. godine zatvoren. p>

U postrojenju za odvodnjavanje ugljenovoda Black Mesa cjelokupna masa celuloze je zagrijana na 70°C, zatim dehidrirana u centrifugama s promjerom rotora 1000 mm i brzinom rotacije 1000 min. Kolač s udjelom vlage od 20% podvrgnut je termičkom sušenju u mlin-sušilicama. Zagrijavanje pulpe prije centrifugiranja smanjilo je sadržaj vlage u kolaču s 28 na 20%. Centrifuga, koja je sadržavala 6,5% ugljena, ili spaljivana u obliku VVVS, ili skladištena u spremniku za mulj. Zbog teškoće dobivanja HVVS-a u prvim godinama rada ugljenovoda, u muljnoj jami se skupljala velika količina krute faze centrata, što je predstavljalo opasnost za okoliš. P>

Druga tehnologija hidrauličkog transporta ugljena je u obliku visokokoncentriranih vodeno-ugljenih suspenzija (HVVS). [] Na prijamnom terminalu VVVS se koristi kao gorivo za vodu-ugljen (VUT). P>

Klasična metoda pripreme BBVS sastoji se od tri glavne faze (slika 1.4):

Drobljenje rudničkog ugljena do finoće od 10 .. 20 mm;
Mokro mljevenje ugljena (u prisutnosti vode i plastifikatora) do 0,1-0,2 mm;
Homogenizacija, skladištenje, transport.

Riža. 1.4 - Shema pripreme VUT-a

Za mljevenje se koriste mlinovi s kugličnim ili štapnim bubnjem s posebnim setom tijela za mljevenje koji osigurava željeni binarni granulometrijski sastav ugljene faze. Ova faza je ključna u pripremi CWF, jer određuje daljnje karakteristike CWF (granulometrijski sastav, viskoznost, stabilnost itd.). Osim toga, ova faza je obično energetski najintenzivnija.

U fazi mokrog mljevenja u sastav CWF-a mogu se uključiti različiti aditivi koji su potrebni za povećanje statičke stabilnosti CWF-a, smanjenje viskoznosti i drugo.

Druge metode recikliranja

Da biste razumjeli zašto je nafta bolja od ugljena, morate shvatiti kojim su još tretmanima podvrgnuti. Nafta se prerađuje kroz krekiranje, odnosno termokatalitičku transformaciju njegovih dijelova. Pucanje može biti jedna od sljedećih vrsta:

Toplinska. U tom slučaju se provodi cijepanje ugljikovodika pod utjecajem povišenih temperatura.
Katalitički. Provodi se na visokoj temperaturi, ali se dodaje i katalizator, zahvaljujući kojem možete kontrolirati proces, kao i voditi ga u određenom smjeru.

Ako govorimo o tome kako je nafta bolja od ugljena, onda treba reći da u procesu pucanja nastaju organske tvari koje se široko koriste u industrijskoj sintezi.

Sorte kamenog ugljena

Naslage ugljenih slojeva mogu doseći dubinu od nekoliko kilometara, zalazeći u debljinu zemlje, ali ne uvijek i ne svugdje, jer je heterogena i po sadržaju i po izgledu.

Postoje 3 glavne vrste ovog fosila: antracit, smeđi ugljen i treset, koji vrlo malo podsjeća na ugljen.

Antracit je najstarija formacija te vrste na planeti, prosječna starost ove vrste je 280.000.000 godina. Vrlo je tvrd, ima veliku gustoću, a sadržaj ugljika je 96-98%.

Tvrdoća i gustoća su relativno niske, kao i sadržaj ugljika u njemu. Ima nestabilnu, labavu strukturu i također je prezasićen vodom, čiji sadržaj u njemu može doseći i do 20%.

Treset se također svrstava u vrstu ugljena, ali još nije formiran, pa nema nikakve veze s ugljenom.

Priprema ugljena

Rudari iskopanu stijenu na površinskom kopu ili u rudniku otpremaju na posebnu opremu, koja je dostavlja u rudarsko-prerađivački pogon. Tu stijenska masa prolazi početnu fazu obogaćivanja – pripreme.

Primarna stijena se razvrstava u klase prema veličini komada i prisutnosti mineralnih inkluzija. Glavni zadatak je identificirati komponente koje sadrže ugljik.

Za odvajanje frakcija ugljena iz GOF-a, postupci prosijavanja i drobljenja provode se na posebnoj opremi.

Sito za obogaćivanje ugljena. Fotografija: 150tonn.ru

Najprije se stijena učitava u sita - uređaje u obliku jedne ili više kutija sa sitima ili sita s kalibriranim rupama. Komadi stijene se prosijavaju, a zatim razvrstavaju u frakcije u klasifikatorima.

Svi klasifikatori rade otprilike prema istoj shemi: pulpa (mješavina ugljena i tekućine) neprekidno ulazi u posudu napunjenu vodom. Velike čestice ugljena brzo se talože na dno posude, a male "odlaze" zajedno s pulpom kroz odvodni prag.

Zatim se sortirana stijena drobi do željene veličine pomoću drobilica.

Standardna klasifikacija veličine ugljena uključuje sljedeće vrste: ploča (više od 100 mm), velika (50-100 mm), orah (26-50 mm), mala (13-25 mm), sjemena (6-13 mm) , fino (manje od 6 mm). Tu je i takozvani obični ugljen, koji ima neograničene dimenzije.

Proizvodi koksanja ugljena

Koksni ugljen je ugljen koji industrijskim koksanjem omogućuje dobivanje koksa koji ima tehničku vrijednost. U procesu koksiranja ugljena nužno se uzimaju u obzir njihov tehnički sastav, sposobnost koksanja, sposobnost sinteriranja i druge karakteristike. Kako teče proces koksovanja ugljena? Koksiranje je tehnološki proces koji ima posebne faze:

priprema za koksiranje. U ovoj fazi, ugljen se drobi i miješa da nastane šarža (smjesa za koksiranje)
koksiranje. Taj se proces provodi u komorama koksne peći pomoću plinskog grijanja. Smjesa se stavlja u koksnu peć, gdje se zagrijava 15 sati na temperaturi od približno 1000 °C.
formiranje "kola pita".

Koksiranje je skup procesa koji se događaju u ugljenu kada se zagrijava. Istodobno se iz tone suhe šarže dobije oko 650-750 kg koksa. Koristi se u metalurgiji, koristi se kao reagens i gorivo u nekim granama kemijske industrije. Osim toga, iz njega se stvara kalcijev karbid. Kvalitativne karakteristike koksa su zapaljivost i reaktivnost. Glavni proizvodi koksanja ugljena, osim samog koksa:

koksni plin. Od tone suhog ugljena dobije se oko 310-340 m3. Kvalitativni i kvantitativni sastav koksnog plina određuje temperaturu koksanja. Iz koksne komore izlazi izravni plin iz koksne peći, koji sadrži plinovite produkte, pare katrana ugljena, sirovi benzen i vodu. Ako iz nje uklonite smolu, sirovi benzol, vodu i amonijak, nastaje reverzni plin iz koksne peći. To je ono što se koristi kao sirovina za kemijsku sintezu. Danas se ovaj plin koristi kao gorivo u metalurškim postrojenjima, u komunalnim djelatnostima i kao kemijska sirovina.
Katran ugljena je viskozna crno-smeđa tekućina koja sadrži oko 300 različitih tvari. Najvrjednije komponente ove smole su aromatični i heterociklički spojevi: benzen, toluen, ksileni, fenol, naftalen. Količina smole doseže 3-4% mase koksnog plina. Od katrana ugljena dobiva se oko 60 različitih proizvoda. Ove tvari su sirovine za proizvodnju boja, kemijskih vlakana, plastike.
sirovi benzen je smjesa u kojoj su prisutni ugljični disulfid, benzen, toluen, ksileni. Prinos sirovog benzena doseže samo 1,1% mase ugljena. U postupku destilacije iz sirovog benzena izoliraju se pojedinačni aromatski ugljikovodici i smjese ugljikovodika.
koncentrat kemijskih (aromatskih) tvari (benzen i njegovi homolozi) namijenjen je za stvaranje čistih proizvoda koji se koriste u kemijskoj industriji, za proizvodnju plastike, otapala, bojila
katran voda je slabo koncentrirana vodena otopina amonijaka i amonijevih soli, u kojoj se nalazi primjesa fenola, piridinskih baza i nekih drugih proizvoda. Tijekom prerade iz katranske vode oslobađa se amonijak koji se zajedno s amonijakom iz koksnog plina koristi za proizvodnju amonijevog sulfata i koncentrirane amonijačne vode.

	konvencije	Ograničenja veličine komada

Sortni

velika (šaka)




Kombinirano i eliminacije
Velika s pločom
Matica s velikim
mali orah
sjeme s malim
Sjeme s grudom
Mala sa sjemenom i shtybom
Orašasti plod s malim, sjemenom i panjem

Popis izvora

Smirnov V. O., Sergejev P. V., Biletsky V. S. Tehnologija obogaćivanja vugillya. Glavni pomoćnik. - Donjeck: Skhidny vydavnichiy dím, - 2011. - 476 str.
Chun - Zhu Li. Napredak u znanosti viktorijanskog mrkog ugljena - Knjiga, 2004. - 459 str.
Saranchuk V.I., Ilyashov M.O., Oshovsky V.V., Biletsky V.S. Osnove kemije i fizike gorivih kopalina. (Pidruchnik s potpisom Ministarstva visokog obrazovanja). - Donjeck: Skhidny vydavnichiy dím, 2008. - 640 str.
Svitly Yu.G., Biletsky V.S. Hidraulički transport (monografija).- Donjeck: Skhídniy vydavnichiy dím, Donjecka podružnica NTSH, "Uređivačko osoblje enciklopedije", 2009. - 436 str.
Mala ručna enciklopedija. v.1,2 / Ed. V. S. Biletsky. - Donjeck: "Donbas", 2004, 2007.
Lipovich V.G., Kalabin G.A., Kalechits I.V. Kemija i prerada ugljena - Moskva: Kemija, 1988. - 336 str.
Čistjakov A.N. Priručnik o kemiji i tehnologiji čvrstih fosilnih goriva. - Sankt Peterburg: izdavačka kuća. Tvrtka za sintezu. - 1996. - 363 str.
Svyatec I.E., Agroskin A.A. Mrki ugljen kao tehnološka sirovina. - M., Nedra, 1976. - 223 str.
Khodakov G.S., Gorlov E.G., Golovin G.S. Proizvodnja i cjevovodni transport suspenzijskog vode-ugljen goriva// Kemija krutog goriva. - 2006. - Broj 4. - S. 22-39
Krut O.A. - Kijev: Nauk. Dumka, 2002. - 172 str.
Trainis V.V. Glavni cjevovodi u SAD-u // Coal. - 1978. - br. 11, str. 74-77 (prikaz, stručni).
Biletsky V.S., Sergejev P.V., Papushin Yu.L. Teorija i praksa selektivne agregacije ulja Vugilla. Donjeck: MCP Gran, 1996. - 264 str.
Gordeev G.P., Fedotova V.M. O kritičnom sadržaju vlage smeđeg ugljena // Kemija krutih goriva. - 1989. - br. 6. – 76-78 str.
Elishevich A.T., Ogloblin N.D., Beletsky V.S., Papushin Yu.L. Obogaćivanje ultrafinog ugljena. - Donjeck, Donbas, 1986. - 64 str.
Tamko V.O., Biletsky V.S., Shendrik T., Krasílov O.O. Injekcija mehaničkih detalja smeđeg vuga obitelji Oleksandríysky na yoga pírolíz / / Donjeck Bulletin of the Scientific Association IM. Ševčenko. T. 21 - Donjeck: Skhídny vydavnichiy dím. - 2008. - S. 97-103.
Kalechitsa I.V. Kemijske tvari iz ugljena. - M.: Kemija, 1980. - 616 str.
Tverdov A.A., Zhura A.V., Nikishichev S.B. Perspektivni pravci upotrebe ugljena // Globus. - 2009. - Broj 2. - S. 16-19.
Lebedev NN Kemija i tehnologija osnovne organske i petrokemijske sinteze. - M.: Kemija, 1988. - 592 str.
Krylova A.Yu., Kozyukov E.A. Stanje procesa za dobivanje sintetskih tekućih goriva na temelju Fischer-Tropsch sinteze // Kemija čvrstih goriva. - 2007. - Broj 6. - S. 16-25.
Centar za istraživanje energije i okoliša (EERC). . – Način pristupa: http://www.undeerc.org/default.aspx
Boruk S.D., Winkler I.A., Makarova K.V. Nakon izlijevanja na površinu čestica dispergirane faze na fizikalne i kemijske karakteristike vode kuhanih suspenzija na bazi smeđe vune. - Znanost. Bilten ChNU-a. Vip. 453.: Kemija. – Chernivtsi, 2009., str. 40-45 (prikaz, stručni).
Kasatočkin V.I., Larina N.K. Struktura i svojstva prirodnog ugljena. – M.: Nedra, 1975. – 158 str.
Kegel K. Briketiranje mrkog ugljena. - M., Ugletekhizdat, 1957. - 659 str.
Saranchuk V.I. Supramolekularna organizacija, struktura i svojstva ugljena. - Kijev: Nauk. Dumka, 1988. - 190 str.

Upotreba ugljena u suvremenom svijetu

Različite primjene minerala. Ugljen je izvorno bio samo izvor topline, zatim energije (pretvorio je vodu u paru), ali sada su u tom pogledu mogućnosti ugljena jednostavno neograničene.

Toplinska energija iz izgaranja ugljena pretvara se u električnu energiju, iz nje se proizvode koksno-kemijski proizvodi, a izvlači se tekuće gorivo. Kameni ugljen je jedina stijena koja sadrži tako rijetke metale kao što su germanij i galij kao nečistoće. Iz njega se ekstrahira, a zatim se prerađuje u benzol iz kojeg se izolira kumaronska smola koja se koristi za proizvodnju svih vrsta boja, lakova, linoleuma i gume. Fenoli i piridinske baze dobivaju se iz ugljena. Ugljen se tijekom prerade koristi u proizvodnji vanadija, grafita, sumpora, molibdena, cinka, olova i mnogih drugih vrijednih i danas nezamjenjivih proizvoda.

Ugljen je važan za nacionalnu ekonomiju

Ugljen je jedan od prvih minerala koji je čovjek počeo koristiti kao gorivo. Tek krajem 19. stoljeća počele su ga postupno zamjenjivati druge vrste goriva: prvo nafta, zatim proizvodi iz nje, kasnije plin (prirodni i dobiven od ugljena i drugih tvari). Ugljen se široko koristi u nacionalnom gospodarstvu. Prije svega, kao gorivo i kemijske sirovine. Na primjer, metalurška industrija u topljenju sirovog željeza ne može bez koksa. Proizvodi se u koksokemijskim poduzećima od ugljena.

Gdje se još koristi ugljen?

Moćne termoelektrane u Rusiji i Ukrajini (i ne samo) rade na otpadu iz vađenja ugljena (antracitni mulj).Prvi put metal je dobiven korištenjem koksa iz željezne rude u 18. stoljeću u Engleskoj. To je u metalurgiji bio početak upotrebe ugljena, točnije, koksa - proizvoda njegove prerade. Prije toga željezo se dobivalo pomoću drvenog ugljena, pa je u Engleskoj u 18. i 19. stoljeću posječena gotovo cijela šuma. Industrija koksanja koristi ugljen, prerađuje ga u ugljen koks i koksni plin, a proizvode se deseci vrsta kemijskih proizvoda (etilen, toluen, ksileni, benzol, koksni benzin, smole, ulja i još mnogo toga). Na temelju ovih kemijskih proizvoda proizvodi se širok izbor plastičnih, dušičnih i amonijačno-fosfornih gnojiva, vodenih otopina amonijaka (gnojiva) i kemikalija za zaštitu bilja. Također proizvode deterdžente i praškove za pranje rublja, lijekove za ljude i životinje, otapala (otapala), sumpornu ili sumpornu kiselinu, kumaronske smole (za boje, lakove, linoleum i proizvode od gume) itd. Potpuna lista proizvoda koks-kemijske prerade ugljena zauzima nekoliko stranica.

Kakva je cijena ugljena?

Kokosov ugljen - što je to?

Jedna vrsta drvenog ugljena je kokosov ugljen, koji se pravi od ljuske orašastih plodova. Može se koristiti u roštiljima, roštiljima, roštiljima. Gori puno dulje od drugog drvenog ugljena, nema miris, nema sumpora i ne pali se od kapanja masti. Za nargilu se može koristiti pročišćeni kokosov ugljen, jer kada se koristi nema ni miris ni okus. Nakon posebne obrade (aktivacije), radna površina svakog komada ugljena se povećava nekoliko puta (i postaje izvrstan adsorbens). Korištenje kokosovog ugljena u filterima za pročišćavanje vode daje izvrsne rezultate.

Finalni proizvod

Dobiveni primarni koncentrat se podvrgava rafiniranju - kako bi se dobio materijal koji će u potpunosti odgovarati prihvaćenim standardima. Konačni proizvod s GOF-om šalje se potrošačima.

Kao rezultat, postrojenja za obogaćivanje dobivaju koncentrat koji sadrži najveću količinu zapaljive mase s minimalnim brojem suvišnih nečistoća. Zbog toga se povećava najvažnija kvaliteta koncentrata, toplina izgaranja.

Čak iu procesu obogaćivanja nastaje takozvani srednji produkt - mješavina izraslina ugljenih i kamenih komponenti. U većini slučajeva šalje se na ponovno obogaćivanje, ali ponekad se prodaje kao gorivo za kotlove.

I treći proizvod pripreme ugljena, koji sadrži uglavnom minerale kamena, je otpad od obogaćivanja (inače se nazivaju miješani). Neki otpad sadrži dovoljno ugljena za preradu, pa se ponekad šalje i na ponovno obogaćivanje.

U pravilu, ugljena poduzeća pohranjuju preostale miješane mješavine u jalovinu. Ali postupno, u industriji ugljena, prerada otpada koji sadrži ugljen (na primjer, dobivanje briketa) sve više dobiva na umu.

Oznake:obogaćivanje ugljena
ugljen

3 Piroliza i rasplinjavanje

Piroliza

Piroliza je razgradnja mrkog ugljena kada se zagrijava bez pristupa zraka. Postoje četiri glavna procesa pirolize:

polukoksiranje do 500-550 °S;
srednje temperatura koksiranja 700–750 °C;
visokotemperaturno koksiranje do 900-1100°S;
grafitizacija 1300–3000 °S.

Smeđi ugljen pri zagrijavanju ne omekšava, a oslobađaju se hlapljive tvari koje se djelomično razgrađuju. U ostatku nastaje više ili manje monolitni polukoks koji je pretrpio snažno skupljanje. Kod polukoksiranja mrkog ugljena razlikuju se tri temperaturne zone []: p>

zona predgrijavanja do 100°S;
zona sušenja 100-125°C;
zona polukoksiranja 225-500°C.

Tijekom pirolize, pod utjecajem temperature, dolazi do značajnih promjena u ugljenu. Prva faza je isparavanje vlage na temperaturama do 125-160 ° C, zatim počinje razgradnja organske mase smeđeg ugljena.Kako se proces odvija, uklanjaju se kisik, vodik i dušik, a kruti ostatak se obogaćuje ugljikom. U početnim fazama, pri temperaturama do 200 °C, kisik se oslobađa uglavnom u obliku ugljičnog dioksida i pirogenske vode zbog eliminacije funkcionalnih skupina, praćenih reakcijama kondenzacije preostalih radikala.

Dušik se oslobađa u obliku amonijaka, drugih dušičnih spojeva i u slobodnom stanju.

Na temperaturi od 200-350 ° C dolazi do postupnog smanjenja krutog ostatka, oslobađanje para i plinova povećava se samo za 6-7%. Zonu od 350 do 450 °C karakterizira povećanje brzine oslobađanja parno-plinovite faze i oštrije smanjenje prinosa krutog ostatka. U temperaturnom području od 450-550 °C dolazi do malih promjena u prinosu i krutog ostatka i smjese para i plina.

Shematski prikaz procesa pirolize Slika 1.3. []

Riža. 1.3 - Blok dijagram procesa pirolize

Plinjenje

Proces pretvaranja organske mase ugljena u plinovite tvari naziva se rasplinjavanje. U procesu rasplinjavanja ugljik se češće pretvara u ugljični monoksid, vodik u vodenu paru i zajedno sa sumporom, koji se nalazi u organskoj masi ugljena, u sumporovodik, dušik u dušikove okside. Mineralni dio ugljena, ovisno o temperaturi rasplinjavanja, prelazi u pepeo ili trosku.

Rasplinjavanje ugljena je temelj mnogih tehnoloških procesa povezanih s njegovom upotrebom. Prvi procesi rasplinjavanja razvijeni su za proizvodnju zapaljivih plinova iz ugljena, koji su se koristili kao gorivo za kućanstvo za uličnu rasvjetu, kao industrijsko gorivo za različite visokotemperaturne procese.

Prije ovih procesa mrki ugljen se drobi i po potrebi dehidrira.

Vrlo je važno dovesti mrki ugljen do željene veličine - to može biti rasplinjavanje grudastih (>3mm), sitnog (1-3mm) i finog (7)

Zahtjevi za mrki ugljen, koji se napaja za pirolizu i rasplinjavanje

Racionalni sadržaj vlage početnog ugljena za proces pirolize je vlaga (Wrt) do 15%, udio pepela (Ad) do 10%, ugljen bi trebao biti nisko sumporni. Za proces rasplinjavanja - vlaga (Wrt) do 65%, sadržaj pepela (Ad) do 40%. p>

zaključke

Jedan od pravaca tehničkog napretka je razvoj cjevovodnog transporta. Najveću perspektivu ima industrijski i glavni hidrotransport nafte i rasutih materijala. Hidrotransport se odlikuje kontinuitetom i ujednačenošću protoka tereta, povećanom pouzdanošću, mogućnošću potpune automatizacije, neovisnošću od vremenskih uvjeta, te ima ekonomsku prednost u odnosu na željeznički promet, posebno kada se rudnici nalaze u udaljenim područjima; stvara manje buke, ima znatno manje gubitke u transportu i utjecaj čovjeka na okoliš; kratko vrijeme izgradnje.

Postoji nekoliko načina za hidraulički transport ugljena:

cjevovod za gnojnicu s daljnjom dehidracijom;
transport visoko koncentriranog vodeno-ugljenog goriva.

Negativna svojstva mrkog ugljena otežavaju korištenje hidrotransporta, a za rješavanje ovog problema predložena je tehnologija obrade ugljena apolarnim reagensima - agregacija nafte. P>

Uljna agregacija ugljena podrazumijeva se kao skup procesa za strukturiranje tanke polidisperzne faze ugljena (veličine zrna do 3-5 mm) u vodenom mediju korištenjem uljnih reagensa. Ovi se procesi temelje na mehanizmu adhezivne interakcije površine oleofilnog ugljena s uljima, što rezultira njezinim selektivnim vlaženjem i agregacijom u turbulentnom vodenom toku. Hidrofilne čestice nisu vlažene uljem i nisu uključene u agregate, što im omogućuje izolaciju u obliku suspenzije stijena. P>

Slijedom navedenog, za nadogradnju mrkog ugljena tijekom njegovog hidrotransporta, odabrali smo tehnologiju agregacije naftnog ugljena, koja je dobro kombinirana s tehnologijama za njegovu daljnju preradu i korištenje: briketiranje, ukapljivanje, rasplinjavanje, piroliza. P>