ניצול של הכנת פסולת פחם על ידי הכנת בוצה לבריקט

מבוא

מבחינת עתודות גיאולוגיות, חומר הגלם האנרגטי העיקרי באוקראינה הוא פחם שמאגריו עומדים על כ-120 מיליארד טון, כולל חקרו - כ-50 מיליארד טון. לפי הערכות שונות עד 300-400 שנה. באוקראינה, חלקם של עתודות הפחם במאזן הדלק והאנרגיה הוא 94.5%, בהתאמה, נפט - 2% וגז - 3.6%. []

איור 1. - מבנה כימי של פחם חום

התפתחות הכלכלה האוקראינית קשורה להתעצמות צריכת האנרגיה, שהעיקרית שבה, בהיעדר תעשיית גז ונפט מפותחת משלה, פחם הופך ללא עוררין. אפשר להגדיל את הייצור שלו רק באמצעות בנייה מחדש ובנייה רדיקלית של מכרות פחם חדשים, מכרות, בתורו, זה דורש זמן רב והשקעות הון גדולות.

אחת הדרכים לפתור בעיה זו היא הרחבת השימוש בפחם חום בתחנות כוח תרמיות גדולות וקטנות, אשר יתרמו במידה מסוימת לייצוב מאזן הדלק והאנרגיה במדינה וליצירת עתודת זמן לפיתוח תעשיית הפחם.

כיצד מתקדם תהליך פירוליזה של פחם?

כפי שהזכרנו קודם, תהליך פירוליזה של פחם מבוסס על חימום פחמים לטמפרטורה מסוימת ללא גישה לחמצן על מנת להרוס אותו תרמית. במהלך תהליך זה מתרחשות הקבוצות הבאות של תגובות כימיות:

• דה-פולימריזציה של המסה האורגנית של פחם עם היווצרות של מולקולות אורגניות עם משקל מולקולרי נמוך יותר
• תגובות משניות של טרנספורמציות של מוצרים שנוצרו בתהליך פירוליזה, כולל:
  • הִתְעַבּוּת
  • פילמור
  • בִּשׁוּם
  • אלקילציה

שתי קבוצות התגובות הכימיות מתרחשות הן ברצף והן במקביל. התוצאה הסופית של מכלול התמורות התרמוכימיות הללו היא היווצרות של תוצרים נוזליים גזים ומוצקים.

יש להזכיר כי פירוליזה פחם מתבצעת בטווחי טמפרטורות שונים. בחירת טמפרטורת הפירוליזה תלויה בסוג המוצרים שיתקבלו בסופו של דבר. פירוליזה בטמפרטורה נמוכה (או חצי קוקינג) מתבצעת בדרך כלל ב-500 - 600 מעלות צלזיוס, ופירוליזה בטמפרטורה גבוהה (או, כפי שהיא נקראת גם, coking) מתבצעת ב-900 - 1100 מעלות צלזיוס.

מוצרים עיקריים של פחם

ההערכות השמרניות ביותר מצביעות על כך שיש 600 פריטים של מוצרי פחם.מדענים פיתחו שיטות שונות להשגת מוצרי עיבוד פחם. שיטת העיבוד תלויה בתוצר הסופי הרצוי. לדוגמה, על מנת להשיג מוצרים טהורים, מוצרים ראשוניים כאלה של עיבוד פחם - גז תנורי קוק, אמוניה, טולואן, בנזן - משתמשים בשמני שטיפה נוזליים. במכשירים מיוחדים, מוצרים אטומים ומוגנים מפני הרס בטרם עת. תהליכי העיבוד הראשוני כוללים גם את שיטת הקוקינג, שבה הפחם מחומם לטמפרטורה של + 1000 מעלות צלזיוס עם גישה חסומה לחלוטין לחמצן. בתום כל ההליכים הדרושים, כל מוצר ראשוני מנוקה בנוסף. המוצרים העיקריים של עיבוד פחם:

• נפתלין
• פנול
• פַּחמֵימָן
• אלכוהול סליצילי
• עוֹפֶרֶת
• ונדיום
• גרמניום
• אָבָץ.

ללא כל המוצרים הללו, החיים שלנו יהיו הרבה יותר קשים. קחו למשל את תעשיית הקוסמטיקה, זה התחום הכי שימושי עבור אנשים להשתמש במוצרי עיבוד פחם. מוצר כזה לעיבוד פחם כמו אבץ נמצא בשימוש נרחב לטיפול בעור שמן ואקנה. אבץ, כמו גם גופרית, מתווסף לקרמים, סרומים, מסכות, קרמים וטוניקים.גופרית מסלקת דלקת קיימת, ואבץ מונע התפתחות של דלקות חדשות, בנוסף, משחות טיפוליות על בסיס עופרת ואבץ משמשות לטיפול בכוויות ופציעות. עוזר אידיאלי לפסוריאזיס הוא אותו אבץ, כמו גם מוצרי חימר של פחם. פחם הוא חומר גלם ליצירת חומרי ספיגה מצוינים המשמשים ברפואה לטיפול במחלות מעיים וקיבה. סורבנטים המכילים אבץ משמשים לטיפול בקשקשים ובסבוריאה שומנית, כתוצאה מתהליך כמו הידרוגנציה מתקבל דלק נוזלי מפחם במפעלים. ותוצרי הבעירה שנותרו לאחר תהליך זה הם חומר גלם אידיאלי למגוון חומרי בניין בעלי תכונות עקשן. כך למשל נוצרת קרמיקה.

כיוון השימוש	מותגים, קבוצות ותתי קבוצות
1. טֶכנוֹלוֹגִי
1.1. קוקינג שכבה	כל הקבוצות ותתי הקבוצות של המותגים: DG, G, GZhO, GZh, Zh, KZh, K, KO, KSN, KS, OS, TS, SS
1.2. תהליכי טרום בישול מיוחדים	כל הפחמים המשמשים לקוקינג שכבות, כמו גם דרגות T ו-D (תת-קבוצה DV)
1.3. ייצור גז יצרן במחוללי גז מסוג נייח:
גז מעורב	מותגים KS, SS, קבוצות: ZB, 1GZhO, תת-קבוצות - DHF, TSV, 1TV
גז מים	קבוצה 2T, כמו גם אנתרציט
1.4. ייצור דלקים נוזליים סינתטיים	מותג GZh, קבוצות: 1B, 2G, תת-קבוצות - 2BV, ZBV, DV, DGV, 1GV
1.5. פחמול למחצה	Brand DG, קבוצות: 1B, 1G, תת-קבוצות - 2BV, ZBV, DV
1.6. ייצור חומר מילוי פחמי (תרמונתרציט) למוצרי אלקטרודות וקולה ליציקה	קבוצות 2L, ZA, תת קבוצות - 2TF ו-1AF
1.7. ייצור סידן קרביד, אלקטרוקורונדום	כל האנתרציטים, כמו גם תת-קבוצה של 2TF
2. אֵנֶרְגִיָה
2.1. בעירה פרוסת ושכבתית במפעלי דוודים נייחים	משקל גחלים חומות ואטרציטים, כמו גם גחלים קשות שאינן משמשות לקוקינג. אנתרציטים אינם משמשים לבעירה בשכבת התלקחות
2.2. שריפה בתנורי הדהוד	Brand DG, group i - 1G, 1SS, 2SS
2.3. בעירה במתקני חום ניידים ושימוש לצרכים קהילתיים וביתיים	דרגות D, DG, G, SS, T, A, פחם חום, אנתרציטים ופחם קשה שאינם משמשים לקוקינג
3. ייצור חומרי בניין
3.1. ליים	סימנים D, DG, SS, A, קבוצות 2B ו-ZB; כיתות GZh, K וקבוצות 2G, 2Zh לא משמשות לקוקינג
3.2. בטון	כיתות B, DG, SS, TS, T, L, תת-קבוצה DV וכיתות KS, KSN, קבוצות 27, 1GZhO לא משמשות לקוקינג
3.3. לְבֵנָה	גחלים לא משמשות לקוקינג
4. הפקות אחרות
4.1. סופחי פחמן	תת קבוצות: DV, 1GV, 1GZhOV, 2GZhOV
4.2. פחמנים פעילים	קבוצת ZSS, תת-קבוצת 2TF
4.3. צבירת עפרות	תת קבוצות: 2TF, 1AB, 1AF, 2AB, ZAV

כריית פחם

אנשים הבינו מזמן כמה חשוב וחיוני, והשימוש בו הצליח להעריך ולהתאים בקנה מידה כזה לאחרונה יחסית. פיתוח בקנה מידה גדול של מרבצי פחם החל רק במאות XVI-XVII. באנגליה, והחומר המופק שימש בעיקר להתכה של ברזל חזיר, הכרחי לייצור תותחים. אבל הייצור שלו לפי הסטנדרטים של היום היה כל כך חסר חשיבות עד שאי אפשר לקרוא לו תעשייתי.

כרייה בקנה מידה גדול החלה רק לקראת אמצע המאה ה-19, כאשר הפחם הפך הכרחי לתיעוש המתפתח. השימוש בו, לעומת זאת, באותה תקופה הוגבל אך ורק לשריפה. מאות אלפי מכרות פועלים כיום בכל רחבי העולם, ומייצרים יותר ביום מאשר בשנים ספורות במאה ה-19.

העשרת כוח הכבידה

שיטת הכבידה של העשרת פחם מבוססת על צפיפותו ומהירות התנועה השונות שלו באוויר או במים.

תהליך העשרה רטוב כביכול יכול להתבצע על שולחנות ריכוז, במדיות כבדות, שקתות שטיפה, הידרוציקלונים או באמצעות ג'יג'ינג במכונות מיוחדות.

מצנח הכביסה הוא שוקת שטוחה עם דפנות נמוכות, המוצבת בשיפוע קל.העיסה עוברת דרך המנגנון, חלקיקי הפחם המשוקעים משתחררים דרך תא הפריקה של המצנח. עכשיו מכשירים כאלה משמשים לעתים רחוקות מאוד בגלל פרודוקטיביות נמוכה.

טבלאות ריכוז מתאימות יותר להטבה של פחמי קוקינג ופיריט עתירי גופרית - סוגי פחם שאינם אופייניים לרוסיה, ולכן הם כמעט ואינם בשימוש בארצנו.

אבל מכונות ג'יג'ינג הפכו נפוצות. הם מפרידים את תערובת הפחם לחלקיקים בעלי צפיפות שונה בעזרת זרמי מים עולים ויורדים הנעים בהם במהירויות שונות. גחלים משמשים הן לגחלים קטנות (12-0.5 מ"מ) והן לגחלים גדולות (10-12 מ"מ).

שיטת העשרה זו יעילה יותר משיטות רטובות אחרות, למעט העשרה בנוזלים כבדים.

נוזלים כבדים הם תמיסות מימיות של מלחים אנאורגניים ותרחיפים מינרלים. הצפיפות שלהם גבוהה מצפיפות הפחם, אך בה בעת פחותה מצפיפות הסלע הראשוני. לכן, פחם, פעם בתמיסה או תרחיף, צף אל פני השטח, וחומרים עודפים שוקעים.

תרכיזים המתקבלים כתוצאה מהעשרה רטובה מכילים הרבה מים, ולכן הם נתונים בהכרח להתייבשות.

הטבה יבשה מפרידה פחם באוויר באמצעות ציוד אחר כגון מגשים יבשים, מפרידים פניאומטיים או מכונות.

החומר מוזן על משטח העבודה של הציוד ו
ממוין תחת פעולת זרימת אוויר כלפי מעלה או פועם עם
ניעור מקביל. גרגרי פחם בהתאם לצפיפות ועדינות
מופרדים על ידי תנועה לכיוונים שונים.

הודות להעשרה, פחם ממסת הסלע הראשונית הופך לרכז ראשוני, הסלעים הנותרים הופכים לפסולת.

הידרוטרנספורט של פחם מצב הבעיה

הובלה הידראולית של חומרים בצובר מוצקים פותחה במחצית השנייה של המאה העשרים. כיום, הובלת צינורות של נפט, גז טבעי ומוצרי נפט הפכה לנפוצה. בעזרת מערכות הידרוטרנספורט ראשיות, מינרלים וחומרי בניין, מועברים פסולת תעשייתית וחומרי גלם כימיים.

ישנן שתי טכנולוגיות שונות מהותית להובלה הידראולית של פחם.

הטכנולוגיה הראשונה היא הובלה בתרחיץ עם ריכוז מסה של C = 50%, ולאחר מכן התייבשות במסוף הקולט. פחם נמעך לגודל חלקיקים של 0-1 (3-6) מ"מ ומערבבים עם מים (היחס בין נוזל למוצק הוא 1: 1).

אחד הראשונים בעולם הוא צינור הפחם הראשי של מכרה Black Mesa (אריזונה, ארה"ב), באורך 439 ק"מ ובקיבולת של 5.8 מיליון טון לשנה. בשנת 1964, חברת האנרגיה Peabody Energy חתמה על חוזה עם שבטי נאואג'ו ו-TAPI להשתמש במשאבי המים שלהם כדי ליצור חומרי גלם ולהעבירו לתחנת הכוח התרמית של מוהבי בנפח 790 מגה-וואט.

התהליך דרש כמויות גדולות של מים, מה שגרם למשבר אקולוגי באזורים אלו. בלחץ התנועות החברתיות והאתנו-דתיות, צינור הפחם, למרות התאמתו הטכנולוגית ויעילותו הכלכלית, נדפק ב-31 בדצמבר 2005. p>

במפעל ההתייבשות של צינור הפחם Black Mesa, כל מסת העיסה חוממה ל-70 מעלות צלזיוס, ולאחר מכן התייבשה בצנטריפוגות בקוטר רוטור של 1000 מ"מ ומהירות סיבוב של 1000 דקות. העוגה עם תכולת לחות של 20% עברה ייבוש תרמי במייבשי טחינה. חימום העיסה לפני הצנטריפוגה הפחית את תכולת הלחות של העוגה מ-28 ל-20%. צנטריפוגה, שהיה 6.5% מהפחם, או נשרף בצורה של VVVS, או מאוחסן במיכל בוצה. עקב הקושי להשיג HVVS בשנים הראשונות להפעלתו של צינור הפחם, נאספה בבור הבוצה כמות גדולה מהפאזה המוצקה של התרכז, שהיווה סכנה לסביבה. P>

הטכנולוגיה השנייה של הובלה הידראולית של פחם היא בצורה של מתלי מים-פחם מרוכזים ביותר (HVVS). [] במסוף הקולט, VVVS משמש כדלק מים-פחם (VUT). P>

השיטה הקלאסית להכנת BBVS מורכבת משלושה שלבים עיקריים (איור 1.4):

1. ריסוק של פחם נגר לעדינות של 10 .. 20 מ"מ;
2. טחינה רטובה של פחם (בנוכחות מים ופלסטיק) עד 0.1-0.2 מ"מ;

3. הומוגניזציה, אחסון, הובלה.

אורז. 1.4 - תוכנית הכנת VUT

לטחינה נעשה שימוש בטחנות כדורים או מוטות עם סט מיוחד של גופי טחינה, המספקים את ההרכב הגרנולומטרי הבינארי הרצוי של שלב הפחם. שלב זה הוא המפתח בהכנת CWF, שכן הוא קובע את המאפיינים הנוספים של CWF (הרכב גרנולומטרי, צמיגות, יציבות וכו'). בנוסף, שלב זה הוא בדרך כלל עתיר האנרגיה.

בשלב הטחינה הרטובה ניתן לכלול בהרכב ה-CWF תוספים שונים הנחוצים להגברת היציבות הסטטית של ה-CWF, להפחית את הצמיגות ועוד.

שיטות מיחזור אחרות

כדי להבין מדוע שמן עדיף על פחם, אתה צריך להבין לאילו טיפולים אחרים הם נתונים. שמן מעובד באמצעות פיצוח, כלומר, טרנספורמציה תרמוקטליטית של חלקיו. פיצוח יכול להיות אחד מהסוגים הבאים:

• תֶרמִי. במקרה זה, פיצול פחמימנים בהשפעת טמפרטורות גבוהות מתבצע.
• מְזַרֵז. זה מתבצע בטמפרטורה גבוהה, אך מתווסף גם זרז, שבזכותו אתה יכול לשלוט בתהליך, כמו גם להוביל אותו לכיוון מסוים.

אם אנחנו מדברים על איך שמן עדיף על פחם, אז יש לומר שבתהליך הפיצוח נוצרים חומרים אורגניים שנמצאים בשימוש נרחב בסינתזה התעשייתית.

זנים של פחם קשה

משקעי פחם יכולים להגיע לעומק של כמה קילומטרים, להיכנס לעובי כדור הארץ, אבל לא תמיד ולא בכל מקום, כי הוא הטרוגני הן בתוכן והן במראה.

ישנם 3 סוגים עיקריים של מאובן זה: אנתרציט, פחם חום וכבול, המזכיר במידה רבה פחם.

אנתרציט היא התצורה העתיקה ביותר מסוגה על פני כדור הארץ, הגיל הממוצע של מין זה הוא 280,000,000 שנים. הוא קשה מאוד, בעל צפיפות גבוהה ותכולת הפחמן שלו היא 96-98%.

הקשיות והצפיפות נמוכים יחסית, וכך גם תכולת הפחמן שבו. יש לו מבנה לא יציב ורופף והוא גם רווי יתר במים, שתכולתם בו יכולה להגיע עד 20%.

כבול מסווג גם כסוג של פחם, אך עדיין לא נוצר, כך שאין לו שום קשר לפחם.

הכנת פחם

הכורים שולחים את הסלע שנכרה בבור הפתוח או במכרה לציוד מיוחד, המעביר אותו למפעל הכרייה והעיבוד. שם, מסת הסלע עוברת את השלב הראשוני של העשרה - הכנה.

הסלע הראשוני ממוין למחלקות לפי גודל החתיכות ונוכחות תכלילי מינרלים. המשימה העיקרית היא לזהות רכיבים המכילים פחמן.

כדי להפריד את חלקי הפחם של ה-GOF, מתבצעים הליכי סינון וריסוק בציוד מיוחד.

מסך להעשרת פחם. צילום: 150tonn.ru

ראשית, הסלע מוטען למסכים - מכשירים בצורת קופסה אחת או יותר עם נפות או נפות עם חורים מכוילים. חלקי סלע מנופים, ולאחר מכן ממוינים לשברים במסווגים.

כל המסווגים עובדים בערך לפי אותה תכנית: עיסת (תערובת של פחם ונוזל) נכנסת ללא הרף לכלי מלא במים. חלקיקי פחם גדולים מתיישבים במהירות לתחתית הכלי, וקטנים "יוצאים" יחד עם העיסה דרך סף הניקוז.

לאחר מכן, הסלע הממוין נמעך לגודל הדרוש באמצעות מגרסה.

הסיווג הסטנדרטי של גודל הפחם כולל את הסוגים הבאים: לוח (יותר מ-100 מ"מ), גדול (50-100 מ"מ), אגוז (26-50 מ"מ), קטן (13-25 מ"מ), זרע (6-13 מ"מ) , בסדר (פחות מ-6 מ"מ). יש גם את מה שנקרא פחם רגיל, שיש לו מימדים בלתי מוגבלים.

מוצרי קוקינג פחם

פחם קוקינג הוא פחם שבאמצעות קוקינג תעשייתי מאפשר להשיג קוקי קולה בעל ערך טכני. בתהליך של פחם קוקי, נלקחים בהכרח בחשבון ההרכב הטכני שלהם, יכולת הקוקינג, יכולת הסינטר ומאפיינים אחרים. כיצד מתקדם תהליך בישול הפחם? קוקינג הוא תהליך טכנולוגי שיש לו שלבים ספציפיים:

• הכנה לקוקינג. בשלב זה כותשים ומערבבים פחם ליצירת מטען (תערובת לקוקינג)
• לבשל. תהליך זה מתבצע בחדרי תנור קולה באמצעות חימום בגז. את התערובת מכניסים לתנור קולה, שם מתבצע חימום במשך 15 שעות בטמפרטורה של כ-1000 מעלות צלזיוס.
• היווצרות של "עוגת קולה".

קוקינג הוא קבוצה של תהליכים המתרחשים בפחם כאשר הוא מחומם. במקביל מתקבלים כ-650-750 ק"ג קולה מטון מטען יבש. הוא משמש במטלורגיה, משמש כמגיב וכדלק בכמה ענפים של התעשייה הכימית. בנוסף, נוצר ממנו סידן קרביד. מאפיינים איכותיים של קוק הם דליקות ותגובתיות. המוצרים העיקריים של קוקינג פחם, בנוסף לקוקס עצמו:

• גז קולה. כ-310-340 מ"ק מתקבלים מטון פחם יבש. ההרכב האיכותי והכמותי של גז תנור קוק קובע את טמפרטורת הקוקס. גז תנור קוק ישיר יוצא מתא הקוקס, המכיל מוצרים גזים, אדי זפת פחם, בנזן גולמי ומים. אם מסירים ממנו את השרף, הבנזן הגולמי, המים והאמוניה, נוצר גז תנור קוק הפוך. זה המשמש כחומר גלם לסינתזה כימית. כיום, גז זה משמש כדלק במפעלים מתכות, בשירותים ציבוריים וכחומר גלם כימי.
• זפת פחם היא נוזל צמיג שחור-חום המכיל כ-300 חומרים שונים. הרכיבים היקרים ביותר של שרף זה הם תרכובות ארומטיות והטרוציקליות: בנזן, טולואן, קסילנים, פנול, נפתלין. כמות השרף מגיעה ל-3-4% ממסת גז הקוקינג. כ-60 מוצרים שונים מתקבלים מזפת פחם. חומרים אלו הם חומרי גלם לייצור צבעים, סיבים כימיים, פלסטיק.
• בנזן גולמי הוא תערובת שבה נמצאים פחמן דיסולפיד, בנזן, טולואן, קסילנים. התפוקה של בנזן גולמי מגיעה רק ל-1.1% ממסת הפחם. בתהליך הזיקוק מבודדים פחמימנים ארומטיים בודדים ותערובות של פחמימנים מבנזן גולמי.
• תרכיז של חומרים כימיים (ארומטיים) (בנזן והומולוגים שלו) נועד ליצור מוצרים טהורים המשמשים בתעשייה הכימית, לייצור פלסטיק, ממיסים, צבעים
• מי זפת הם תמיסה מימית מרוכזת נמוכה של מלחי אמוניה ואמוניום, שבה יש תערובת של פנול, בסיסי פירידין ועוד כמה מוצרים. ממי הזפת משתחררת אמוניה במהלך העיבוד, המשמשת יחד עם אמוניה מגז קוקה לייצור אמוניום גופרתי ומי אמוניה מרוכזים.

	אמנות	מגבלות גודל החתיכה
זני
גדול (אגרוף)
משולבים וחיסולים
גדול עם לוח
אגוז עם גדול
אגוז קטן
זרע עם קטן
זרע עם גוש
קטן עם זרע ושטיב
אגוז עם קטן, זרע וגדם

רשימת מקורות

1. סמירנוב V. O., Sergeev P. V., Biletsky V. S. טכנולוגיה של העשרה vugillya. עוזר ראש. - דונייצק: Skhidny vydavnichiy dіm, - 2011. - 476 עמ'.
2. צ'ון - ג'ו לי. התקדמות המדע של פחם חום ויקטוריאני - ספר, 2004. - 459p.
3. Saranchuk V.I., Ilyashov M.O., Oshovsky V.V., Biletsky V.S. יסודות הכימיה והפיזיקה של קופלין דליקים. (פידרוצ'ניק עם חותמת החתימה של משרד ההשכלה הגבוהה). - דונייצק: Skhidny vydavnichiy dіm, 2008. - 640 עמ'.
4. Svitly Yu.G., Biletsky V.S. הובלה הידראולית (מונוגרפיה).- דונייצק: Skhіdniy vydavnichiy dіm, סניף דונייצק של NTSH, "צוות המערכת של האנציקלופדיה", 2009. - 436 עמ'.
5. אנציקלופדיית יד קטנה. v.1,2 / Ed. V. S. Biletsky. - דונייצק: "דונבאס", 2004, 2007.
6. Lipovich V.G., Kalabin G.A., Kalechits I.V. Chemistry and coal processing - Moscow: Chemistry, 1988. - 336 p.
7. צ'יסטיאקוב א.נ. מדריך לכימיה וטכנולוגיה של דלקים מאובנים מוצקים. - סנט פטרסבורג: הוצאה לאור. חברת סינתזה. - 1996. - 363 עמ'.
8. Svyatec I.E., Agroskin A.A. פחמים חומים כחומר גלם טכנולוגי. - מ., נדרה, 1976. - 223 עמ'.
9. חודקוב ג.ס., Gorlov E.G., גולובין ג.ס. ייצור והובלת צנרת של דלק מים-פחם מתלה// כימיה של דלק מוצק. - 2006. - מס' 4. - ש' 22-39
10. קרוט או.א. - קייב: נאוק. דומקה, 2002. - 172 עמ'.
11. Trainis V.V. צינורות ראשיים בארה"ב // פחם. - 1978 - מס' 11, עמ'. 74-77.
12. Biletsky V.S., Sergeev P.V., Papushin Yu.L. תיאוריה ופרקטיקה של צבירת שמן סלקטיבית של וגיל. דונייצק: MCP Gran, 1996. - 264 עמ'.
13. Gordeev G.P., Fedotova V.M. על תכולת הלחות הקריטית של גחלים חומות// כימיה של דלקים מוצקים. - 1989. - מס' 6. – 76-78 עמ'.
14. Elishevich A.T., Ogloblin N.D., Beletsky V.S., Papushin Yu.L. העשרת פחמים עדינים במיוחד. - דונייצק, דונבאס, 1986. - 64 עמ'.
15. Tamko V.O., Biletsky V.S., Shendrik T., Krasіlov O.O. הזרקת פירוט מכני של ה-Vug החום של משפחת Oleksandrіysky על יוגה pіrolіz / / עלון דונייצק של האגודה המדעית IM. שבצ'נקו. ט' 21 - דונייצק: Skhіdny vydavnichiy dіm. - 2008. - ש' 97-103.
16. Kalechitsa I.V. חומרים כימיים מפחם. - מ.: כימיה, 1980. - 616 עמ'.
17. Tverdov A.A., Zhura A.V., Nikishichev S.B. פרספקטיבה של הוראות שימוש בפחם// גלובוס. - 2009. - מס' 2. - ש' 16-19.
18. Lebedev NN כימיה וטכנולוגיה של סינתזה אורגנית ופטרוכימית בסיסית. - מ.: כימיה, 1988. - 592 עמ'.

19. Krylova A.Yu., Kozyukov E.A. מצב התהליכים להשגת דלקים נוזליים סינתטיים המבוססים על סינתזת Fischer-Tropsch // Chemistry of Solid Fuels. - 2007. - מס' 6. - ש' 16-25.

20. מרכז מחקר אנרגיה וסביבה (EERC). . – מצב גישה: http://www.undeerc.org/default.aspx
21. Boruk S.D., Winkler I.A., Makarova K.V. לאחר שפכו לתוך פני השטח של חלקיקי השלב המפוזר על המאפיינים הפיזיקליים והכימיים של תרחיפים מבושלים במים המבוססים על צמר חום. - מדע. עלון של ChNU. Vip. 453.: כימיה. – צ'רנוביץ, 2009, עמ'. 40-45.
22. Kasatochkin V.I., לרינה נ.ק. מבנה ותכונות של פחמים טבעיים. – מ.: נדרה, 1975. – 158 עמ'.
23. קיגל ק. בריקט פחם חום. - מ., Ugletekhizdat, 1957. - 659 עמ'.

24. Saranchuk V.I. ארגון על-מולקולרי, מבנה ותכונות של פחם. - קייב: נאוק. דומקה, 1988. - 190 עמ'.

השימוש בפחם בעולם המודרני

שימושים שונים במינרלים. פחם במקור היה רק ​​מקור חום, ואז אנרגיה (הוא הפך מים לקיטור), אבל עכשיו, בהקשר זה, האפשרויות של פחם פשוט בלתי מוגבלות.

אנרגיה תרמית משריפת פחם מומרת לאנרגיה חשמלית, מכינים ממנה מוצרים כימיים-קוקים ומופקים דלק נוזלי. פחם קשה הוא הסלע היחיד שמכיל מתכות נדירות כמו גרמניום וגליום כזיהומים. ממנו מחלצים אותו, שמעובדים לאחר מכן לבנזן, ממנו מבודד שרף קומרון, המשמש לייצור כל מיני צבעים, לכות, לינוליאום וגומי. פנולים ובסיסי פירידין מתקבלים מפחם. במהלך העיבוד, נעשה שימוש בפחם לייצור ונדיום, גרפיט, גופרית, מוליבדן, אבץ, עופרת ועוד מוצרים רבים ובעלי ערך רב וכעת שאין להם תחליף.

פחם חשוב לכלכלה הלאומית

פחם הוא אחד המינרלים הראשונים שהאדם החל להשתמש בהם כדלק. רק בסוף המאה ה-19 החלו להחליף אותו בהדרגה סוגים אחרים של דלק: תחילה נפט, אחר כך מוצרים ממנו, אחר כך גז (טבעי ומתקבל מפחם וחומרים נוספים). פחם נמצא בשימוש נרחב בכלכלה הלאומית. קודם כל, כדלק וחומרי גלם כימיים. לדוגמה, תעשיית המתכות בהתכת ברזל חזיר אינה יכולה להסתדר בלי קולה. הוא מיוצר במפעלים כימיים קוקים מפחם.

איפה עוד משתמשים בפחם?

תחנות כוח תרמיות חזקות ברוסיה ובאוקראינה (ולא רק) פועלות על פסולת של כריית פחם (בוצת אנתרציט).המתכת הושגה לראשונה באמצעות קולה מעפרת ברזל במאה ה-18 באנגליה. זה במטלורגיה היה תחילת השימוש בפחם, ליתר דיוק, קוק - תוצר של עיבודו. לפני כן, הברזל הושג באמצעות פחם, ולכן באנגליה במאות ה-18 וה-19 נכרת כמעט כל היער. תעשיית הקוקינג משתמשת בפחם, מעבדת אותו לקוקס פחם ולגז תנורי קוק, ומיוצרים עשרות סוגים של מוצרים כימיים (אתילן, טולואן, קסילנים, בנזן, בנזין קוקינג, שרפים, שמנים ועוד ועוד). על בסיס מוצרים כימיים אלו מיוצרים מגוון רחב של פלסטיק, דשני חנקן ואמוניה-זרחן, תמיסות אמוניה מימיות (דשנים) וכימיקלים להגנת הצומח. הם גם מייצרים חומרי ניקוי ואבקות כביסה, תרופות לאנשים ובעלי חיים, ממיסים (ממסים), גופרית או חומצה גופרתית, שרפי קומרון (לצבעים, לכות, מוצרי לינוליאום וגומי) ועוד. רשימה מלאה של מוצרים לעיבוד קוק כימי. של פחם תופס כמה עמודים.

איך עלות הפחם?

פחם קוקוס - מה זה?

סוג אחד של פחמים הוא פחם קוקוס, שעשוי מקליפות של אגוזים. זה יכול לשמש ברביקיו, גריל, ברביקיו. הוא נשרף הרבה יותר מפחם אחר, אין לו ריח, אין לו גופרית, ואינו מתלקח מטפטוף שומן. ניתן להשתמש בפחם קוקוס מטוהר לנרגילה, כי בשימוש אין לו לא ריח ולא טעם. לאחר טיפול מיוחד (הפעלה), משטח העבודה של כל פיסת פחם גדל פי כמה (והוא הופך לספח מצוין). השימוש בפחם קוקוס במסננים לטיהור מים נותן תוצאות מצוינות.

מוצר סופי

התרכיז הראשוני המתקבל עובר עידון - על מנת לקבל חומר שיעמוד במלואו בתקנים המקובלים. המוצר הסופי עם GOF נשלח לצרכנים.

כתוצאה מכך, מפעלי העשרה מקבלים תרכיז המכיל את הכמות הגדולה ביותר של מסה בעירה עם מספר מינימלי של עודפי זיהומים. בשל כך עולה האיכות החשובה ביותר של התרכיז - חום הבעירה.

גם בתהליך העשרה נוצר מה שנקרא מוצר בינוני - תערובת של שילובים של מרכיבי פחם וסלע. ברוב המקרים הוא נשלח להעשרה מחדש, אך לעיתים הוא נמכר כדלק לדודים.

והמוצר השלישי של הכנת פחם, המכיל בעיקר מינרלים סלעיים, הוא פסולת העשרה (אחרת הם נקראים מעורבים). חלק מהפסולת מכילה מספיק פחם לעיבוד, ולכן היא גם נשלחת לפעמים להעשרה מחדש.

ככלל, מפעלי פחם מאחסנים את יתר התערובות המעורבות בזנב. אבל בהדרגה, בתעשיית הפחם, העיבוד של פסולת המכילה פחם (למשל, השגת לבנים) הולך ותופס מקום.

תגיות:העשרת פחם
פֶּחָם

3 פירוליזה וגיזוז

פירוליזה

פירוליזה היא פירוק של פחם חום כאשר הוא מחומם ללא גישה לאוויר. ישנם ארבעה תהליכי פירוליזה עיקריים:

1. בישול למחצה עד 500-550 מעלות צלזיוס;
2. קוקינג בטמפרטורה בינונית 700-750 מעלות צלזיוס;
3. קוקינג בטמפרטורה גבוהה עד 900-1100 מעלות צלזיוס;

4. גרפיטיזציה 1300–3000 מעלות צלזיוס.

פחם חום אינו מתרכך בחימום, ומשתחררים חומרים נדיפים שמתפרקים חלקית. בשאריות נוצר חצי קוק מונוליטי פחות או יותר, שעבר הצטמקות חזקה. כאשר פחם חום חום למחצה, שלושה אזורי טמפרטורה מובחנים []: p>

1. אזור חימום מוקדם עד 100 מעלות צלזיוס;
2. אזור ייבוש 100-125 מעלות צלזיוס;

3. אזור בישול למחצה 225-500 מעלות צלזיוס.

במהלך פירוליזה, בהשפעת הטמפרטורה, מתרחשים שינויים משמעותיים בפחם. השלב הראשון הוא אידוי של לחות בטמפרטורות של עד 125-160 מעלות צלזיוס, ואז מתחיל הפירוק של המסה האורגנית של פחם חום.ככל שהתהליך מתקדם, חמצן, מימן וחנקן מוסרים, והשאריות המוצקות מועשרות בפחמן. בשלבים הראשונים, בטמפרטורות של עד 200 מעלות צלזיוס, משתחרר חמצן בעיקר בצורת פחמן דו חמצני ומים פירוגנטיים עקב סילוק קבוצות פונקציונליות, המלווה בתגובות עיבוי של רדיקלים שנותרו.

חנקן משתחרר בצורה של אמוניה, תרכובות חנקניות אחרות ובמצב חופשי.

בטמפרטורה של 200-350 מעלות צלזיוס, מתרחשת ירידה הדרגתית בשאריות המוצקות, שחרור האדים והגזים עולה רק ב-6-7%. האזור מ-350 ל-450 מעלות צלזיוס מאופיין בעלייה בקצב השחרור של שלב הגז האדים וירידה חדה יותר בתפוקת שאריות מוצקות. בטווח הטמפרטורות של 450-550 מעלות צלזיוס, ישנם שינויים קטנים בתפוקה הן של שאריות המוצק והן של תערובת האדים-גז.

ייצוג סכמטי של תהליך הפירוליזה איור 1.3. []

אורז. 1.3 - דיאגרמת בלוקים של תהליך הפירוליזה

גזיפיקציה

תהליך המרת המסה האורגנית של פחם לחומרים גזים נקרא גיזוז. בתהליך הגיזוז, פחמן הופך לעתים קרובות יותר לפחמן חד חמצני, מימן לאדי מים ויחד עם גופרית שנמצאת במסה האורגנית של פחם למימן גופרתי, חנקן לתחמוצות חנקן. החלק המינרלי של הפחם, בהתאם לטמפרטורת הגיזוז, עובר לאפר או סיגים.

גיזוז הפחם עומד בבסיס תהליכים טכנולוגיים רבים הקשורים לשימוש בו. תהליכי הגיזוז הראשונים פותחו להפקת גזים דליקים מפחם, ששימשו כדלק ביתי לתאורת רחוב, כדלק תעשייתי לתהליכים שונים בטמפרטורה גבוהה.

לפני תהליכים אלו, כותשים פחם חום ובמידת הצורך מייבשים אותו.

חשוב מאוד להביא פחם חום לגודל הנדרש - זה יכול להיות גיזוז של גושי (> 3 מ"מ), עדין (1-3 מ"מ) ועדין (7]

דרישות לפחם חום, המוזן לפירוליזה וגיזוז

תכולת הלחות הרציונלית של הפחם הראשוני לתהליך הפירוליזה היא לחות (Wrt) עד 15%, תכולת אפר (Ad) עד 10%, פחם צריך להיות דל גופרית. לתהליך הגיזוז - לחות (Wrt) עד 65%, תכולת אפר (Ad) עד 40%. p>

מסקנות

אחד מכיווני ההתקדמות הטכנית הוא פיתוח הובלת צינורות. ההידרו-הובלה התעשייתית והעיקרית של נפט וחומרים בתפזורת היא בעלת הסיכויים הגדולים ביותר. הידרוטרנספורט מתאפיין בהמשכיות ואחידות של זרימת המטען, אמינות מוגברת, אפשרות לאוטומציה מלאה, עצמאות מתנאי מזג האוויר, ובעלת יתרון כלכלי על פני תחבורה מסילתית, במיוחד כאשר המוקשים ממוקמים באזורים מרוחקים; יוצר פחות רעש, יש לו הפסדי תחבורה נמוכים משמעותית והשפעה מעשה ידי אדם על הסביבה; זמן בנייה קצר.

ישנן מספר דרכים להובלה הידראולית של פחם:

1. צינור סלרי עם התייבשות נוספת;
2. הובלה של דלק מים-פחם בריכוז גבוה.

התכונות השליליות של פחם חום מונעות את השימוש בהידרוטרנספורט; כדי לפתור בעיה זו, הוצעה טכנולוגיה לטיפול בפחם עם ריאגנטים אפולאריים - צבירת שמן. P>

צבירת שמן של פחם מובנת כמערכת של תהליכים לבניית שלב פחם פולי-דיספרס דק (גודל גרגר עד 3-5 מ"מ) בתווך מימי באמצעות ריאגנטים שמן. תהליכים אלו מבוססים על מנגנון האינטראקציה ההדבקה של משטח הפחם האולאופילי עם שמנים, מה שגורם להרטבה סלקטיבית והצטברות שלו בזרימת מים סוערת. חלקיקים הידרופיליים אינם נרטבים על ידי שמן ואינם נכללים באגרגטים, מה שמאפשר לבודד אותם בצורה של תרחיף סלע. P>

בהתבסס על האמור לעיל, לשדרוג הפחם החום במהלך ההובלה ההידרופלית שלו, בחרנו בטכנולוגיה של צבירה של פחם נפט, המשולבת היטב עם הטכנולוגיות להמשך עיבודו ושימושו: בריקט, הנזלה, גיזוז, פירוליזה. P>