Hulladékszén-előkészítés hasznosítása iszap brikettálásával

Bevezetés

Ami a geológiai készleteket illeti, Ukrajnában a fő energia-nyersanyag a szén, amelynek készletei körülbelül 120 milliárd tonna, beleértve a feltártakat is - körülbelül 50 milliárd tonna, különböző becslések szerint 300-400 évig. Ukrajnában a szénkészletek aránya az üzemanyag- és energiamérlegben 94,5%, az olajé 2%, a gázé pedig 3,6%. []

1. ábra - Barnaszén kémiai szerkezete

Az ukrán gazdaság fejlődése az energiafelhasználás felerősödésével függ össze, amelynek fő része saját fejlett gáz- és olajipar hiányában a szén vitathatatlanná válik. Termelésének növelése csak radikális rekonstrukcióval és új szénbányák, bányák építésével lehetséges, ez viszont hosszú időt és nagy tőkebefektetést igényel.

A probléma megoldásának egyik módja a barnaszén felhasználásának kiterjesztése a nagy és kis hőerőművekben, amely bizonyos mértékig hozzájárul az ország tüzelőanyag- és energiaegyensúlyának stabilizálásához, valamint időtartalék létrehozásához a termelés fejlesztéséhez. szénipar.

Hogyan zajlik a szénpirolízis folyamata?

Amint azt korábban említettük, a szén pirolízisének folyamata a szenek egy bizonyos hőmérsékletre történő felmelegítésén alapul, anélkül, hogy oxigénhez jutna, hogy termikusan megsemmisítse. A folyamat során a következő kémiai reakciócsoportok játszódnak le:

A szén szerves tömegének depolimerizálása kisebb molekulatömegű szerves molekulák képzésével
A pirolízis során keletkező termékek átalakulásának másodlagos reakciói, beleértve:
- páralecsapódás
- polimerizáció
- aromatizálás
- alkilezés

A kémiai reakciók mindkét csoportja egymás után és párhuzamosan megy végbe. Ezen termokémiai átalakulások összességének végeredménye folyékony gáznemű és szilárd termékek keletkezése.

Meg kell említeni, hogy a szénpirolízist különböző hőmérsékleti tartományokban végzik. A pirolízis hőmérsékletének megválasztása attól függ, hogy milyen típusú termékeket kell végül előállítani. Az alacsony hőmérsékletű pirolízist (vagy félkokszolást) általában 500-600 Celsius-fokon, a magas hőmérsékletű pirolízist (vagy más néven kokszolást) 900-1100 Celsius-fokon végzik.

A szén főbb termékei

A legóvatosabb becslések szerint 600 darab széntermék létezik.A tudósok különféle módszereket dolgoztak ki a szénfeldolgozási termékek előállítására. A feldolgozás módja a kívánt végterméktől függ. Például tiszta termékek előállításához a szénfeldolgozás ilyen elsődleges termékei - kokszolókemencegáz, ammónia, toluol, benzol - folyékony öblítőolajokat használnak. A speciális eszközökben a termékeket lezárják és védik az idő előtti megsemmisüléstől. Az elsődleges feldolgozási folyamatok magukban foglalják a kokszolás módszerét is, amelyben a szenet +1000 ° C-ra melegítik, és teljesen blokkolják az oxigénhez való hozzáférést. Az összes szükséges eljárás végén minden elsődleges terméket megtisztítanak. A szénfeldolgozás fő termékei:

naftalin
fenol
szénhidrogén
szalicil-alkohol
vezet
vanádium
germánium
cink.

Mindezen termékek nélkül sokkal nehezebb lenne az életünk.Vegyük például a kozmetikai ipart, ez a leghasznosabb terület az emberek számára a szénfeldolgozó termékek használatában. Az ilyen szénfeldolgozási terméket, mint a cinket, széles körben használják zsíros bőr és akne kezelésére. A cinket, valamint a ként adják a krémekhez, szérumokhoz, maszkokhoz, testápolókhoz és tonikokhoz.A kén megszünteti a meglévő gyulladásokat, a cink pedig megakadályozza az újabb gyulladások kialakulását, emellett az ólom és cink alapú terápiás kenőcsöket égési sérülések és sérülések kezelésére használják. A pikkelysömör ideális asszisztense ugyanaz a cink, valamint a szénből készült agyagtermékek. A szén kiváló szorbensek előállításának alapanyaga, amelyeket a gyógyászatban a bél- és gyomorbetegségek kezelésére használnak. A korpásodás és az olajos seborrhea kezelésére cinket tartalmazó szorbenseket használnak, amelyek során a hidrogénezés során a szénből folyékony tüzelőanyagot nyernek a vállalkozásoknál. Az e folyamat után visszamaradt égéstermékek pedig ideális alapanyagok különféle tűzálló tulajdonságokkal rendelkező építőanyagokhoz. Például így jön létre a kerámia.

Használati irány	Márkák, csoportok és alcsoportok
1. Technikai
1.1. Réteg kokszolás	Minden márkacsoport és alcsoport: DG, G, GZhO, GZh, Zh, KZh, K, KO, KSN, KS, OS, TS, SS
1.2. Speciális előkokszolási eljárások	A rétegelt kokszoláshoz használt összes szén, valamint a T és D fokozat (DV alcsoport)
1.3. Termelői gáz termelés helyhez kötött gázgenerátorokban:
kevert gáz	KS, SS márkák, csoportok: ZB, 1GZhO, alcsoportok - DGF, TSV, 1TV
vízáttörés	2T csoport, valamint antracit
1.4. Szintetikus folyékony tüzelőanyagok gyártása	GZh márka, csoportok: 1B, 2G, alcsoportok - 2BV, ZBV, DV, DGV, 1GV
1.5. félig karbonizáció	Márka DG, csoportok: 1B, 1G, alcsoportok - 2BV, ZBV, DV
1.6. Széntartalmú töltőanyag (termoantracit) gyártása elektródatermékekhez és öntödei kokszhoz	Csoportok 2L, ZA, alcsoportok - 2TF és 1AF
1.7. Kalcium-karbid, elektrokorund gyártása	Minden antracit, valamint a 2TF egy alcsoportja
2. Energia
2.1. Por alakú és rétegtüzelés álló kazántelepeken	A barnaszeneket és az atracitokat, valamint a kokszoláshoz nem használt kőszeneket kell súlyozni. Az antracitokat nem használják fáklyás rétegű égetésre
2.2. Égetés visszhangos kemencékben	DG márka, i csoport - 1G, 1SS, 2SS
2.3. Tüzelés mobil fűtőberendezésekben, valamint kommunális és háztartási felhasználás	D, DG, G, SS, T, A fokozat, barnaszén, antracit és nem kokszolásra használt kőszén
3. Építőanyagok gyártása
3.1. Mész	D, DG, SS, A jelek, 2B és ZB csoport; a GZh, K osztályokat és a 2G, 2Zh csoportokat nem használják kokszolásra
3.2. Cement	B, DG, SS, TS, T, L, DV alcsoport és KS, KSN, 27, 1GZhO osztályok, nem használják a kokszoláshoz
3.3. Tégla	Kokszolásra nem használt szén
4. Egyéb produkciók
4.1. Szén adszorbensek	Alcsoportok: DV, 1GV, 1GZhOV, 2GZhOV
4.2. aktív szenek	ZSS csoport, 2TF alcsoport
4.3. Ércagglomeráció	Alcsoportok: 2TF, 1AB, 1AF, 2AB, ZAV

Szénbányászat

Az emberek már régóta megértették, hogy mennyire fontos és nélkülözhetetlen, és a használata viszonylag nemrégiben volt képes ilyen léptékben értékelni és alkalmazkodni. A szénlelőhelyek nagyarányú fejlesztése csak a XVI-XVII. században kezdődött. Angliában, a kitermelt anyagot pedig főleg az ágyúk gyártásához szükséges vas olvasztására használták fel. De gyártása a mai mércével mérve olyan jelentéktelen volt, hogy nem nevezhető iparinak.

A nagyüzemi bányászat csak a 19. század közepe felé indult meg, amikor a szén a fejlődő iparosítás nélkülözhetetlenné vált. Alkalmazása azonban akkoriban kizárólag az égetésre korlátozódott. Ma már bányák százezrei működnek szerte a világon, és naponta többet termelnek, mint néhány év alatt a 19. században.

Gravitációs dúsítás

A széndúsítás gravitációs módszere a levegőben vagy vízben való eltérő sűrűségén és mozgási sebességén alapul.

Az ún. nedves dúsítási eljárás végrehajtható koncentráló asztalokon, nehéz közegben, mosóvályúban, hidrociklonban, vagy speciális gépeken végzett dúsítással.

A mosócsatorna egy lapos, alacsony oldalú vályú, amely enyhe lejtőn van elhelyezve.A cellulóz áthalad a berendezésen, a leülepedett szénszemcsék a csúszda ürítőkamráján keresztül szabadulnak fel. Most az ilyen eszközöket nagyon ritkán használják az alacsony termelékenység miatt.

A koncentrációs táblázatok alkalmasabbak a magas kéntartalmú kokszszének és a pirit dúsítására - Oroszországra nem jellemző szénfajták, ezért hazánkban gyakorlatilag nem használják őket.

De a jigging gépek széles körben elterjedtek. Különböző sűrűségű részecskékre választják szét a szénkeveréket a bennük különböző sebességgel mozgó felszálló és leszálló vízáramok segítségével. Kisméretű (12-0,5 mm) és nagy (10-12 mm) szénhez egyaránt alkalmazzák.

Ez a dúsítási módszer hatékonyabb, mint más nedves eljárások, kivéve a nehéz folyadékokban történő dúsítást.

A nehéz folyadékok szervetlen sók és ásványi szuszpenziók vizes oldatai. Sűrűségük nagyobb, mint a szén sűrűsége, ugyanakkor kisebb, mint az elsődleges kőzet sűrűsége. Ezért a szén oldatban vagy szuszpenzióban a felszínre úszik, és a felesleges anyagok lesüllyednek.

A nedves dúsítás eredményeként kapott koncentrátumok sok vizet tartalmaznak, ezért szükségszerűen kiszáradnak.

A száraz dúsítás más berendezések, például száraztálcák, pneumatikus szeparátorok vagy gépek segítségével választja le a szenet a levegőben.

Az anyagot a berendezés munkafelületére tápláljuk és
felfelé irányuló vagy pulzáló légáramlás hatására válogatva
párhuzamos rázás. Szénszemcsék sűrűségtől és finomságtól függően
különböző irányú mozgással elválasztva.

A dúsításnak köszönhetően az elsődleges kőzettömegből a szén primer koncentrátummá alakul, a megmaradt kőzetek hulladékká válnak.

Hidrotranszport szén állapota a probléma

A 20. század második felében fejlesztették ki a szilárd ömlesztett anyagok hidraulikus szállítását. Jelenleg az olaj, földgáz és olajtermékek vezetékes szállítása terjedt el. A fő vízi szállítórendszerek segítségével ásványokat és építőanyagokat, ipari hulladékokat és vegyi alapanyagokat szállítanak el.

A szén hidraulikus szállítására két alapvetően eltérő technológia létezik.

Az első technológia a C = 50% tömegkoncentrációjú iszapban történő szállítás, amelyet a fogadó terminálon történő dehidratálás követ. A szenet 0-1 (3-6) mm szemcseméretűre zúzzák, és vízzel keverik (a folyadék és a szilárd anyag aránya 1:1).

Az egyik első a világon a Black Mesa bánya (Arizona, USA) fő szénvezetéke, 439 km hosszú és 5,8 millió tonna/év kapacitással. 1964-ben a Peabody Energy energiavállalat szerződést írt alá a navajo és a TAPI törzsekkel, hogy vízkészleteiket hígtrágya előállítására használják fel, és azt a 790 MW-os mohavi hőerőműbe szállítsák.

A folyamat nagy mennyiségű vizet igényelt, ami ökológiai válságot okozott ezeken a területeken. A társadalmi és etno-vallási mozgalmak nyomására a szénvezetéket technológiai alkalmassága és gazdasági hatékonysága ellenére 2005. december 31-én molylepkezték. p>

A Black Mesa széncsővezeték víztelenítő üzemében a teljes péptömeget 70 °C-ra melegítették, majd 1000 mm-es rotorátmérőjű és 1000 perces forgási sebességű centrifugákban dehidratálták. A 20%-os nedvességtartalmú süteményt malom-szárítókban termikus szárításnak vetettük alá. A cellulóz centrifugálás előtti melegítése 28-ról 20%-ra csökkentette a sütemény nedvességtartalmát. Centrifuga, ami a szén 6,5%-a volt, vagy VVVS formájában elégetett, vagy iszaptartályban tárolva. A szénvezeték első éveiben a HVVS beszerzésének nehézségei miatt az iszapaknában nagy mennyiségben gyűlt össze a centrátum szilárd fázisa, amely veszélyt jelentett a környezetre. P>

A szén hidraulikus szállításának második technológiája erősen koncentrált víz-szén szuszpenziók (HVVS) formájában valósul meg. [] A fogadó terminálon a VVVS-t víz-szén üzemanyagként (VUT) használják. P>

A BBVS elkészítésének klasszikus módja három fő szakaszból áll (1.4. ábra):

A kifutó szén aprítása 10 .. 20 mm finomságúra;
Szén nedves őrlése (víz és lágyító jelenlétében) 0,1-0,2 mm-ig;
Homogenizálás, tárolás, szállítás.

Rizs. 1.4 - A VUT elkészítésének sémája

Az őrléshez speciális őrlőtest-készlettel ellátott golyós vagy rúddob malmot használnak, amely biztosítja a szénfázis kívánt bináris granulometrikus összetételét. Ez a szakasz kulcsfontosságú a CWF elkészítésében, mivel ez határozza meg a CWF további jellemzőit (granulometrikus összetétel, viszkozitás, stabilitás stb.). Ráadásul ez a szakasz általában a legenergiaigényesebb.

A nedves őrlés szakaszában a CWF összetételébe különféle adalékanyagokat lehet beépíteni, amelyek szükségesek a CWF statikus stabilitásának növeléséhez, a viszkozitás csökkentéséhez és másokhoz.

Egyéb újrahasznosítási módszerek

Ahhoz, hogy megértsük, miért jobb az olaj, mint a szén, ki kell derítenünk, milyen egyéb kezeléseknek vetik alá. Az olaj feldolgozása krakkoláson, azaz részeinek termokatalitikus átalakulásán keresztül történik. A repedés a következő típusok egyike lehet:

Termikus. Ebben az esetben a szénhidrogének felosztását megemelt hőmérséklet hatására hajtják végre.
Katalitikus. Magas hőmérsékleten hajtják végre, de katalizátort is adnak hozzá, aminek köszönhetően szabályozhatja a folyamatot, valamint egy bizonyos irányba vezetheti.

Ha arról beszélünk, hogy az olaj jobb, mint a szén, akkor azt kell mondani, hogy a repedés során olyan szerves anyagok képződnek, amelyeket széles körben használnak az ipari szintézisben.

A kőszén fajtái

A széntelepek több kilométeres mélységet is elérhetnek a föld vastagságába, de nem mindig és nem mindenhol, mert mind tartalmilag, mind megjelenésükben heterogén.

Ennek a kövületnek 3 fő típusa van: antracit, barnaszén és tőzeg, amely nagyon távolról hasonlít a szénre.

Az antracit a legrégebbi ilyen képződmény a bolygón, ennek a fajnak az átlagéletkora 280 000 000 év. Nagyon kemény, nagy sűrűségű, széntartalma 96-98%.

A keménység és a sűrűség viszonylag alacsony, csakúgy, mint a széntartalom benne. Instabil, laza szerkezetű és vízzel is túltelített, melynek tartalma elérheti a 20%-ot is.

A tőzeget is a szénfajták közé sorolják, de még nem képződtek, tehát semmi köze a szénhez.

Szén előkészítése

A bányászok a külszínben vagy a bányában bányászott kőzetet speciális berendezésbe szállítják, amely a bányászati és feldolgozó üzembe szállítja. Ott a kőzettömeg átmegy a dúsítás - előkészítés - kezdeti szakaszán.

Az elsődleges kőzetet a darabok nagysága és az ásványi zárványok jelenléte alapján osztályokba sorolják. A fő feladat a széntartalmú komponensek azonosítása.

A GOF-ok szénfrakcióinak elkülönítésére speciális berendezéseken szűrési és zúzási eljárásokat végeznek.

Szita széndúsításhoz. Fotó: 150tonn.ru

Először a kőzetet szitákba töltik - egy vagy több doboz formájában, szitákkal vagy kalibrált lyukakkal ellátott szitákba. A kőzetdarabokat szitálják, majd az osztályozókban frakciókra válogatják.

Minden osztályozó megközelítőleg ugyanazon séma szerint működik: a pép (szén és folyadék keveréke) folyamatosan áramlik egy vízzel teli edénybe. A nagy szénrészecskék gyorsan leülepednek az edény aljára, a kicsik pedig a péppel együtt „eltávoznak” a leeresztő küszöbön keresztül.

Ezután a szétválogatott kőzetet aprítógépekkel a kívánt méretre zúzzák.

A szén méretének szabványos besorolása a következő típusokat tartalmazza: lemez (több mint 100 mm), nagy (50-100 mm), dió (26-50 mm), kicsi (13-25 mm), mag (6-13 mm) , finom (6 mm-nél kisebb). Van még az úgynevezett közönséges szén is, amelynek korlátlan méretei vannak.

Szén kokszoló termékek

A kokszszén olyan szén, amely ipari kokszolás révén műszaki értékű koksz előállítását teszi lehetővé. A szén kokszolása során szükségszerűen figyelembe kell venni azok műszaki összetételét, kokszolóképességét, szintereződési képességét és egyéb jellemzőit. Hogyan zajlik a szén kokszolási folyamata? A kokszolás egy technológiai folyamat, amelynek meghatározott szakaszai vannak:

kokszolás előkészítése. Ebben a szakaszban a szenet összetörik és összekeverik, hogy töltetet képezzenek (kokszos keverék)
kokszolás. Ezt a folyamatot egy kokszolókemence kamráiban hajtják végre gázfűtéssel. A keveréket kokszolókemencébe helyezzük, ahol 15 órán keresztül körülbelül 1000 °C hőmérsékleten melegítjük.
"kólás torta" kialakulása.

A kokszolás olyan folyamatok összessége, amelyek a szénben hevítés közben mennek végbe. Ugyanakkor egy tonna száraz töltetből körülbelül 650-750 kg koksz nyerhető. A kohászatban használják, reagensként és üzemanyagként használják a vegyipar egyes ágaiban. Ezenkívül kalcium-karbid keletkezik belőle. A koksz minőségi jellemzői a gyúlékonyság és a reakciókészség. A szénkokszolás fő termékei a koksz mellett:

kokszgáz. Egy tonna száraz szénből körülbelül 310-340 m3 nyerhető. A kokszolókemence-gáz minőségi és mennyiségi összetétele határozza meg a kokszolási hőmérsékletet. A kokszkamrából direkt kokszgáz jön ki, amely gáznemű termékeket, kőszénkátrány gőzöket, nyers benzolt és vizet tartalmaz. Ha eltávolítja belőle a gyantát, a nyers benzolt, a vizet és az ammóniát, fordított kokszolókemence gáz keletkezik. Ezt használják nyersanyagként a kémiai szintézishez. Ma ezt a gázt kohászati üzemekben tüzelőanyagként, közművekben és vegyi alapanyagként használják.
A kőszénkátrány viszkózus fekete-barna folyadék, amely körülbelül 300 különböző anyagot tartalmaz. A gyanta legértékesebb összetevői az aromás és heterociklusos vegyületek: benzol, toluol, xilol, fenol, naftalin. A gyanta mennyisége eléri a kokszológáz tömegének 3-4%-át. Körülbelül 60 különböző terméket állítanak elő kőszénkátrányból. Ezek az anyagok színezékek, vegyi rostok, műanyagok előállításának alapanyagai.
A nyers benzol olyan keverék, amelyben szén-diszulfid, benzol, toluol, xilolok vannak jelen. A nyers benzol hozama csak a szén tömegének 1,1%-át éri el. A desztillációs eljárás során a nyers benzolból egyedi aromás szénhidrogéneket és szénhidrogének keverékeit izolálják.
a vegyi (aromás) anyagok koncentrátuma (benzol és homológjai) tiszta termékek előállítására szolgál, amelyeket a vegyiparban, műanyagok, oldószerek, színezékek előállítására használnak.
A kátrányvíz ammónia és ammóniumsók alacsony töménységű vizes oldata, amelyben fenol, piridin bázisok és néhány egyéb termék keveréke van. A kátrányvízből a feldolgozás során ammónia szabadul fel, amelyet a kokszgázból származó ammóniával együtt ammónium-szulfát és tömény ammóniavíz előállítására használnak fel.

	egyezmények	Darabméret korlátozások

Fajtaszerű

nagy (ököl)




Kombinált és megszüntetések
Nagy, födém
Dió nagy
kis dió
mag kis
Mag egy csomóval
Kicsi maggal és shtybbel
Dió kicsivel, maggal és csonkkal

Források listája

Szmirnov V. O., Szergejev P. V., Biletszkij V. S. Technológia dúsítás vugillya. Fej segítő. - Donyeck: Skhidny vydavnichiy dіm, - 2011. - 476 p.
Chun – Zhu Li. Előrelépések a viktoriánus barnaszén tudományában - Könyv, 2004. - 459p.
Saranchuk V.I., Ilyashov M.O., Oshovsky V.V., Biletsky V.S. Az éghető kopalinok kémiájának és fizikájának alapjai. (Pidruchnik a Felsőoktatási Minisztérium aláírási bélyegzőjével). - Donyeck: Skhidny vydavnichiy dіm, 2008. - 640 p.
Svitly Yu.G., Biletsky V.S. Hidraulikus szállítás (monográfia).- Donyeck: Skhіdniy vydavnichiy dіm, az NTSH donyecki fiókja, "Az enciklopédia szerkesztősége", 2009. - 436 p.
Kis kézi enciklopédia. v.1,2 / Szerk. V. S. Biletsky. - Donyeck: "Donbas", 2004, 2007.
Lipovich V.G., Kalabin G.A., Kalechits I.V. Kémia és szénfeldolgozás - Moszkva: Kémia, 1988. - 336 p.
Chistyakov A.N. Kézikönyv a szilárd fosszilis tüzelőanyagok kémiájáról és technológiájáról. - Szentpétervár: kiadó. Szintézis Társaság. - 1996. - 363 p.
Svyatec I.E., Agroskin A.A. Barnaszén, mint technológiai nyersanyag. - M., Nedra, 1976. - 223 p.
Khodakov G.S., Gorlov E.G., Golovin G.S. Szuszpenziós víz-szén üzemanyag gyártása és csővezetékes szállítása// Szilárd tüzelőanyag kémiája. - 2006. - 4. sz. - S. 22-39
Krut O.A. - Kijev: Nauk. Dumka, 2002. - 172 p.
Trainis V.V. Fővezetékek az USA-ban // Szén. - 1978 - 11. szám, p. 74-77.
Biletsky V.S., Szergejev P.V., Papushin Yu.L. A Vugill szelektív olajaggregációjának elmélete és gyakorlata. Donyeck: MCP Gran, 1996. - 264 p.
Gordeev G.P., Fedotova V.M. A barnaszén kritikus nedvességtartalmáról// Szilárd tüzelőanyagok kémiája. - 1989. - 6. sz. – 76-78 p.
Elishevics A.T., Ogloblin N.D., Beletsky V.S., Papushin Yu.L. Ultrafinom szenek dúsítása. - Donyeck, Donbas, 1986. - 64 p.
Tamko V.O., Biletsky V.S., Shendrik T., Krasіlov O.O. Az Oleksandrіysky család barna vugának mechanikai részletezése a yoga pіrolіz / / Donyeck Bulletin of the Scientific Association IM. Sevcsenko. T. 21 - Donyeck: Skhіdny vydavnichiy dіm. - 2008. - S. 97-103.
Kalechitsa IV. Vegyi anyagok szénből. - M.: Kémia, 1980. - 616 p.
Tverdov A.A., Zhura A.V., Nikishichev S.B. A szénhasználat perspektivikus irányai// Globus. - 2009. - 2. sz. - S. 16-19.
Lebedev NN Az alapvető szerves és petrolkémiai szintézis kémiája és technológiája. - M.: Kémia, 1988. - 592 p.
Krylova A.Yu., Kozyukov E.A. A szintetikus folyékony üzemanyagok előállítási folyamatainak állapota a Fischer-Tropsch szintézis alapján // Szilárd tüzelőanyagok kémiája. - 2007. - 6. sz. - S. 16-25.
Energy & Environmental Research Center (EERC). . – Hozzáférési mód: http://www.undeerc.org/default.aspx
Boruk S.D., Winkler I.A., Makarova K.V. A diszpergált fázis részecskéinek felületére öntve a barna gyapjú alapú vízben forralt szuszpenziók fizikai és kémiai tulajdonságait. - Tudomány. A ChNU közleménye. Vip. 453.: Kémia. – Csernyivci, 2009, p. 40-45.
Kasatochkin V.I., Larina N.K. A természetes szén felépítése és tulajdonságai. – M.: Nedra, 1975. – 158 p.
Kegel K. Barnaszén brikettálás. - M., Ugletekhizdat, 1957. - 659 p.
Saranchuk V.I. A szén szupramolekuláris felépítése, szerkezete és tulajdonságai. - Kijev: Nauk. Dumka, 1988. - 190 p.

A szén felhasználása a modern világban

Az ásványok különféle felhasználási területei. A szén eredetileg csak hő-, majd energiaforrás volt (a vizet gőzzé változtatta), mára azonban e tekintetben a szén lehetőségei egyszerűen korlátlanok.

A széntüzelésből származó hőenergiát elektromos energiává alakítják, koksz-kémiai termékeket állítanak elő belőle, folyékony tüzelőanyagot nyernek ki. A kőszén az egyetlen olyan kőzet, amely szennyeződésként olyan ritka fémeket tartalmaz, mint a germánium és a gallium. Belőle kivonják, majd benzollá dolgozzák fel, amiből kumarongyantát izolálnak, amiből mindenféle festéket, lakkot, linóleumot és gumit gyártanak. A fenolokat és a piridinbázisokat szénből nyerik. A feldolgozás során a szenet vanádium, grafit, kén, molibdén, cink, ólom és még sok más értékes és ma már pótolhatatlan termék előállítására használják fel.

A szén fontos a nemzetgazdaság számára

A szén az egyik első ásvány, amelyet az ember elkezdett üzemanyagként használni. Csak a 19. század végén kezdték fokozatosan felváltani más típusú üzemanyagok: először az olaj, majd az abból származó termékek, később a gáz (természetes és szénből és egyéb anyagokból nyert). A szenet széles körben használják a nemzetgazdaságban. Mindenekelőtt üzemanyagként és vegyi alapanyagként. Például a nyersvas olvasztó kohászata nem nélkülözheti a kokszot. Kokszkémiai üzemekben állítják elő szénből.

Hol használnak még szenet?

Erőteljes hőerőművek Oroszországban és Ukrajnában (és nem csak) a szénbányászat hulladékán (antracitiszap) működnek.A fémet először vasércből származó koksz felhasználásával nyerték ki a 18. században Angliában. Ez volt a kohászatban a szén, pontosabban a koksz – a feldolgozás terméke – használatának kezdete. Ezt megelőzően a vasat szén felhasználásával nyerték, így Angliában a 18. és 19. században szinte az egész erdőt kivágták. A kokszipar szenet használ, szénkokszsá és kokszolókemence-gázzá dolgozza fel, és tucatnyi vegyi terméket állítanak elő (etilén, toluol, xilol, benzol, kokszbenzin, gyanták, olajok és még sok más). Ezekből a vegyszerekből a legkülönfélébb műanyagok, nitrogén- és ammónia-foszfor műtrágyák, vizes ammóniaoldatok (műtrágyák), növényvédőszerek készülnek. Mosó- és mosóporokat, embereknek és állatoknak szánt gyógyszereket, oldószereket (oldószereket), ként vagy kénsavat, kumarongyantákat (festékekhez, lakkokhoz, linóleumhoz és gumitermékekhez) stb. gyártanak. A koksz-kémiai feldolgozás termékeinek teljes listája a szén több oldalt foglal el.

Mennyibe kerül a szén ára?

Kókuszszén – mi az?

A szén egyik fajtája a kókuszszén, amelyet dióhéjból állítanak elő. Használható grillezéshez, grillezéshez, grillezéshez. Sokkal tovább ég, mint a többi szén, nincs szaga, nincs kénes, és nem gyullad meg a lecsepegő zsírtól. A tisztított kókuszszén használható vízipipa készítéséhez, mert felhasználva nincs se szaga, se íze. Speciális kezelés (aktiválás) után az egyes széndarabok munkafelülete többszörösére nő (és kiváló adszorbenssé válik). A kókuszszén víztisztító szűrőkben való használata kiváló eredményeket ad.

Végtermék

A kapott elsődleges koncentrátumot finomításnak vetik alá - annak érdekében, hogy olyan anyagot kapjanak, amely teljes mértékben megfelel az elfogadott szabványoknak. A GOF-val ellátott végterméket elküldik a fogyasztóknak.

Ennek eredményeként a dúsító üzemek olyan koncentrátumot kapnak, amely a legnagyobb mennyiségű éghető tömeget tartalmazza minimális számú felesleges szennyeződéssel. Ennek köszönhetően nő a koncentrátum legfontosabb minősége - az égéshő.

Még a dúsítás során is keletkezik az úgynevezett középtermék - a szén és a kőzetkomponensek egymásba szaporodásának keveréke. A legtöbb esetben újradúsításra küldik, de néha kazántüzelőanyagként adják el.

A szén-előkészítés harmadik, főleg kőzetásványokat tartalmazó terméke pedig a dúsítási hulladék (egyébként vegyesnek nevezik). Egyes hulladékok elegendő szenet tartalmaznak a feldolgozáshoz, ezért néha újradúsításra is elküldik.

A szénipari vállalkozások a maradék vegyes keveréket általában zagyban tárolják. De fokozatosan a széniparban egyre nagyobb teret hódít a széntartalmú hulladékok feldolgozása (például brikett gyártása).

Címkék: széndúsítás
szén

3 Pirolízis és gázosítás

Pirolízis

A pirolízis a barnaszén lebomlása, amikor levegő hozzáférése nélkül hevítik. Négy fő pirolízis folyamat létezik:

félkokszolás 500–550 °С-ig;
közepes hőmérsékletű kokszolás 700–750 °C;
magas hőmérsékletű kokszolás 900-1100°С-ig;
grafitizálás 1300–3000 °С.

A barnaszén hevítéskor nem puhul meg, illékony anyagok szabadulnak fel, amelyek részben lebomlanak. A maradékban többé-kevésbé monolitikus félkoksz képződik, amely erősen zsugorodott. A barnaszén félkokszolásánál három hőmérsékleti zónát különböztetünk meg []: p>

előmelegítő zóna 100°С-ig;
szárítózóna 100-125 °C;
félkokszzóna 225-500°C.

A pirolízis során a hőmérséklet hatására jelentős változások mennek végbe a szénben. Az első szakasz a nedvesség elpárologtatása 125-160 ° C-ig, majd megkezdődik a barnaszén szerves tömegének bomlása.A folyamat előrehaladtával az oxigént, a hidrogént és a nitrogént eltávolítják, és a szilárd maradékot szénnel dúsítják. A kezdeti szakaszban, 200 ° C-ig terjedő hőmérsékleten, az oxigén főként szén-dioxid és pirogenetikus víz formájában szabadul fel a funkciós csoportok eltávolítása miatt, amelyet a megmaradt gyökök kondenzációs reakciói kísérnek.

A nitrogén ammónia, egyéb nitrogéntartalmú vegyületek formájában és szabad állapotban szabadul fel.

200-350 ° C hőmérsékleten a szilárd maradék fokozatos csökkenése következik be, a gőzök és gázok felszabadulása csak 6-7% -kal nő. A 350-450 °C közötti zónát a gőz-gáz fázis felszabadulási sebességének növekedése és a szilárd maradék hozamának erőteljesebb csökkenése jellemzi. A 450-550 °C hőmérsékleti tartományban mind a szilárd maradék, mind a gőz-gáz keverék hozama kismértékben változik.

A pirolízis folyamatának sematikus ábrázolása 1.3. ábra. []

Rizs. 1.3 - A pirolízis folyamatának blokkvázlata

Elgázosítás

A szén szerves tömegének gázhalmazállapotú anyagokká történő átalakítását gázosításnak nevezzük. Az elgázosítás során a szén gyakrabban alakul szén-monoxiddá, a hidrogén vízgőzné és a szén szerves tömegében lévő kénnel együtt kénhidrogénné, a nitrogén nitrogén-oxidokká. A szén ásványi része az elgázosítási hőmérséklettől függően hamuvá vagy salakká alakul.

A szén elgázosítása számos, a használatához kapcsolódó technológiai folyamat hátterében áll. Az első elgázosítási eljárásokat arra fejlesztették ki, hogy szénből éghető gázokat állítsanak elő, amelyeket háztartási tüzelőanyagként használtak utcai világításhoz, ipari tüzelőanyagként különféle magas hőmérsékletű folyamatokhoz.

E folyamatok előtt a barnaszenet zúzzák, és ha szükséges, víztelenítik.

Nagyon fontos, hogy a barnaszenet a kívánt méretre hozzuk - ez lehet csomós (> 3 mm), finom (1-3 mm) és finom (7) gázosítás.

A pirolízishez és gázosításhoz betáplált barnaszénre vonatkozó követelmények

A pirolízis folyamatában a kezdeti szén racionális nedvességtartalma legfeljebb 15%, hamutartalom (Ad) legfeljebb 10%, a szénnek alacsony kéntartalmúnak kell lennie. Az elgázosítási folyamathoz - nedvesség (Wrt) legfeljebb 65%, hamutartalom (Ad) legfeljebb 40%. p>

következtetéseket

A műszaki haladás egyik iránya a vezetékes szállítás fejlesztése. A legnagyobb kilátások az olaj és az ömlesztett anyagok ipari és fő vízi szállítása előtt állnak. A vízi szállítást a rakományáramlás folytonossága és egységessége, fokozott megbízhatóság, a teljes automatizálás lehetősége, az időjárási viszonyoktól való függetlenség jellemzi, és gazdasági előnye van a vasúti szállítással szemben, különösen, ha a bányák távoli területeken találhatók; kevesebb zajt kelt, lényegesen kisebb a szállítási veszteség és az ember okozta környezeti hatás; rövid építési idő.

A szén hidraulikus szállításának többféle módja van:

hígtrágya csővezeték további dehidratálással;
erősen koncentrált víz-szén tüzelőanyag szállítása.

A barnaszén negatív tulajdonságai akadályozzák a hidrotranszport alkalmazását, ennek megoldására javasolták a szén apoláris reagensekkel történő kezelésének technológiáját - olajaggregációt. P>

A szén olajos aggregációja alatt egy vékony polidiszperz szénfázis (akár 3-5 mm szemcseméret) strukturálására szolgáló eljárások összességét értjük vizes közegben olajreagensek felhasználásával. Ezek a folyamatok az oleofil szénfelület és az olajok tapadó kölcsönhatásának mechanizmusán alapulnak, ami szelektív nedvesítést és aggregációt eredményez turbulens vízáramlásban. A hidrofil részecskéket nem nedvesíti meg az olaj, és nem szerepelnek az aggregátumokban, ami lehetővé teszi, hogy kőzetszuszpenzió formájában izolálják őket. P>

A fentiek alapján a barnaszén hidrotranszportja során történő korszerűsítésére az olajszén aggregáció technológiáját választottuk, amely jól kombinálható a további feldolgozási és felhasználási technológiákkal: brikettálás, cseppfolyósítás, gázosítás, pirolízis. P>