Gebruik van de voorbereiding van afvalkool door briketteren van slib

Invoering

In termen van geologische reserves is de belangrijkste energiegrondstof in Oekraïne steenkool, waarvan de reserves ongeveer 120 miljard ton bedragen, inclusief onderzochte - ongeveer 50 miljard ton volgens verschillende schattingen tot 300-400 jaar. In Oekraïne is het aandeel van steenkoolreserves in de brandstof- en energiebalans respectievelijk 94,5%, olie - 2% en gas - 3,6%. []

Fig 1. - Chemische structuur van bruinkool

De ontwikkeling van de Oekraïense economie gaat gepaard met de intensivering van het energieverbruik, waarvan de belangrijkste, bij gebrek aan een eigen ontwikkelde gas- en olie-industrie, steenkool onbetwist wordt. Het is alleen mogelijk om de productie te verhogen door een radicale reconstructie en de bouw van nieuwe kolenmijnen, mijnen, dit vereist op zijn beurt een lange tijd en grote kapitaalinvesteringen.

Een van de manieren om dit probleem op te lossen, is door het gebruik van bruinkool in grote en kleine thermische centrales uit te breiden, wat tot op zekere hoogte zal bijdragen aan het stabiliseren van de brandstof- en energiebalans van het land en het creëren van tijdreserve voor de ontwikkeling van de kolen industrie.

Hoe verloopt het proces van steenkoolpyrolyse?

Zoals we eerder vermeldden, is het proces van pyrolyse van steenkool gebaseerd op het verhitten van steenkool tot een bepaalde temperatuur zonder toegang tot zuurstof om deze thermisch te vernietigen. Tijdens dit proces vinden de volgende groepen chemische reacties plaats:

• Depolymerisatie van de organische massa van steenkool met vorming van organische moleculen met een lager molecuulgewicht
• Secundaire reacties van transformaties van producten gevormd tijdens het pyrolyseproces, waaronder:
  • condensatie
  • polymerisatie
  • aromatisering
  • alkylering

Beide groepen chemische reacties verlopen zowel opeenvolgend als parallel. Het eindresultaat van het geheel van deze thermochemische transformaties is de vorming van vloeibare gasvormige en vaste producten.

Opgemerkt moet worden dat pyrolyse van steenkool in verschillende temperatuurbereiken wordt uitgevoerd. De keuze van de pyrolysetemperatuur hangt af van het soort producten dat uiteindelijk moet worden verkregen. Pyrolyse bij lage temperatuur (of semi-cokesvorming) wordt meestal uitgevoerd bij 500 - 600 graden Celsius en pyrolyse bij hoge temperatuur (of, zoals het ook wordt genoemd, cokesvorming) wordt uitgevoerd bij 900 - 1100 graden Celsius.

Belangrijkste producten van steenkool:

De meest conservatieve schattingen suggereren dat er 600 stuks steenkoolproducten zijn Wetenschappers hebben verschillende methoden ontwikkeld om steenkoolverwerkingsproducten te verkrijgen. De verwerkingswijze is afhankelijk van het gewenste eindproduct. Om bijvoorbeeld zuivere producten te verkrijgen, gebruiken dergelijke primaire producten van steenkoolverwerking - cokesovengas, ammoniak, tolueen, benzeen - vloeibare spoeloliën. In speciale apparaten worden producten verzegeld en beschermd tegen voortijdige vernietiging. De processen van primaire verwerking omvatten ook de methode van cokesvorming, waarbij steenkool wordt verwarmd tot een temperatuur van +1000 ° C met volledig geblokkeerde toegang tot zuurstof. Aan het einde van alle noodzakelijke procedures wordt elk primair product extra gereinigd. De belangrijkste producten van steenkoolverwerking:

• naftaleen
• fenol
• koolwaterstof
• salicylalcohol
• lood
• vanadium
• germanium
• zink.

Zonder al deze producten zou ons leven veel moeilijker zijn.Neem bijvoorbeeld de cosmetische industrie, het is het meest bruikbare gebied voor mensen om steenkoolverwerkingsproducten te gebruiken. Een dergelijk steenkoolverwerkingsproduct als zink wordt veel gebruikt om een ​​vette huid en acne te behandelen. Zink wordt, evenals zwavel, toegevoegd aan crèmes, serums, maskers, lotions en tonics.Zwavel elimineert bestaande ontstekingen en zink voorkomt het ontstaan ​​van nieuwe ontstekingen.Bovendien worden therapeutische zalven op basis van lood en zink gebruikt om brandwonden en verwondingen te behandelen. Een ideale assistent voor psoriasis is hetzelfde zink, evenals kleiproducten van steenkool. Steenkool is een grondstof voor het maken van uitstekende sorptiemiddelen die in de geneeskunde worden gebruikt voor de behandeling van darm- en maagaandoeningen. Absorptiemiddelen, die zink bevatten, worden gebruikt om roos en olieachtige seborroe te behandelen. Als gevolg van een proces zoals hydrogenering wordt vloeibare brandstof gewonnen uit kolen bij bedrijven. En de verbrandingsproducten die na dit proces overblijven, zijn een ideale grondstof voor allerlei bouwmaterialen met vuurvaste eigenschappen. Zo ontstaat bijvoorbeeld keramiek.

Gebruiksrichting	Merken, groepen en subgroepen
1. technologisch
1.1. laag cokes	Alle groepen en subgroepen van merken: DG, G, GZhO, GZh, Zh, KZh, K, KO, KSN, KS, OS, TS, SS
1.2. Speciale pre-cokesprocessen	Alle kolen die worden gebruikt voor gelaagde cokesvorming, evenals de soorten T en D (subgroep DV)
1.3. Producentgasproductie in stationaire gasgeneratoren:
gemengd gas	Merken KS, SS, groepen: ZB, 1GZhO, subgroepen - DGF, TSV, 1TV
watergas	Groep 2T, evenals antraciet
1.4. Productie van synthetische vloeibare brandstoffen	Merk GZh, groepen: 1B, 2G, subgroepen - 2BV, ZBV, DV, DGV, 1GV
1.5. semi-carbonisatie	Merk DG, groepen: 1B, 1G, subgroepen - 2BV, ZBV, DV
1.6. Productie van koolstofhoudend vulmiddel (thermoantraciet) voor elektrodeproducten en gieterijcokes	Groepen 2L, ZA, subgroepen - 2TF en 1AF
1.7. Productie van calciumcarbide, elektrokorund	Alle antracieten, evenals een subgroep van 2TF
2. Energie
2.1. Verpulverde en gelaagde verbranding in stationaire ketelinstallaties	Weeg bruinkool en athraciet, evenals harde kolen die niet voor cokes worden gebruikt, af. Antraciet wordt niet gebruikt voor flare-layer verbranding
2.2. Branden in galmovens	Merk DG, groep i - 1G, 1SS, 2SS
2.3. Verbranding in mobiele warmte-installaties en gebruik voor gemeenschappelijke en huishoudelijke behoeften	Soorten D, DG, G, SS, T, A, bruinkool, antraciet en steenkool niet gebruikt voor cokesvorming
3. Productie van bouwmaterialen
3.1. Limoen	Markeringen D, DG, SS, A, groepen 2B en ZB; rangen GZh, K en groepen 2G, 2Zh niet gebruikt voor cokesvorming
3.2. Cement	Grades B, DG, SS, TS, T, L, subgroep DV en grades KS, KSN, groepen 27, 1GZhO niet gebruikt voor cokesvorming
3.3. Steen	Kolen die niet voor cokes worden gebruikt
4. andere producties
4.1. Koolstof adsorbentia	Subgroepen: DV, 1GV, 1GZhOV, 2GZhOV
4.2. actieve koolstoffen	ZSS-groep, 2TF-subgroep
4.3. Erts agglomeratie	Subgroepen: 2TF, 1AB, 1AF, 2AB, ZAV

mijnbouw

Mensen hebben lang begrepen hoe belangrijk en onmisbaar, en het gebruik ervan was relatief recent in staat om op een dergelijke schaal te evalueren en aan te passen. Grootschalige ontwikkeling van steenkoolafzettingen begon pas in de XVI-XVII eeuw. in Engeland, en het gewonnen materiaal werd voornamelijk gebruikt voor het smelten van ijzer, nodig voor de vervaardiging van kanonnen. Maar de productie ervan was volgens de huidige normen zo onbeduidend dat het niet industrieel kan worden genoemd.

Grootschalige mijnbouw begon pas tegen het midden van de 19e eeuw, toen steenkool onmisbaar werd voor de zich ontwikkelende industrialisatie. Het gebruik ervan was in die tijd echter uitsluitend beperkt tot verbranding. Honderdduizenden mijnen zijn nu actief over de hele wereld en produceren meer per dag dan in een paar jaar tijd in de 19e eeuw.

Zwaartekrachtverrijking

De zwaartekrachtmethode van steenkoolverrijking is gebaseerd op de verschillende dichtheid en bewegingssnelheid in lucht of water.

Het zogenaamde natte verrijkingsproces kan worden uitgevoerd op concentratietafels, in zware media, wastroggen, hydrocyclonen of door middel van jigging op speciale machines.

De waskoker is een vlakke trog met lage zijkanten, die licht hellend is geplaatst.De pulp gaat door het apparaat, de bezonken kolendeeltjes komen vrij via de afvoerkamer van de stortkoker. Nu worden dergelijke apparaten zeer zelden gebruikt vanwege de lage productiviteit.

Concentratietabellen zijn meer geschikt voor de verrijking van hoogzwavelige cokeskolen en pyriet - soorten kolen die niet typisch zijn voor Rusland, daarom worden ze praktisch niet gebruikt in ons land.

Maar jigging-machines zijn wijdverbreid geworden. Ze scheiden het kolenmengsel in deeltjes met verschillende dichtheden met behulp van stijgende en dalende waterstromen die er met verschillende snelheden in bewegen. Jigging wordt gebruikt voor zowel kleine kolen (12-0,5 mm) als grote (10-12 mm).

Deze verrijkingsmethode is efficiënter dan andere natte methodes, behalve voor verrijking in zware vloeistoffen.

Zware vloeistoffen zijn waterige oplossingen van anorganische zouten en minerale suspensies. Hun dichtheid is hoger dan de dichtheid van steenkool, maar tegelijkertijd lager dan de dichtheid van het primaire gesteente. Daarom drijft steenkool, eenmaal in een oplossing of suspensie, naar de oppervlakte en overtollig materiaal zinkt.

Concentraten die zijn verkregen als gevolg van natte verrijking bevatten veel water en zijn daarom noodzakelijkerwijs onderhevig aan uitdroging.

Droge verrijking scheidt kolen in lucht met behulp van andere apparatuur zoals droge trays, pneumatische scheiders of machines.

Het materiaal wordt op het werkoppervlak van de apparatuur gevoerd en
gesorteerd onder invloed van een opwaartse of pulserende luchtstroom met
parallel schudden. Steenkoolkorrels afhankelijk van dichtheid en fijnheid
gescheiden door in verschillende richtingen te bewegen.

Door de verrijking verandert steenkool uit de primaire gesteentemassa in een primair concentraat, de overblijvende gesteenten worden afval.

Hydrotransport van steenkool toestand van het probleem

In de tweede helft van de twintigste eeuw is het hydraulisch transport van vaste bulkgoederen ontwikkeld. Momenteel is het transport via pijpleidingen van olie, aardgas en olieproducten wijdverbreid. Met behulp van de belangrijkste watertransportsystemen worden mineralen en bouwmaterialen, industrieel afval en chemische grondstoffen vervoerd.

Er zijn twee fundamenteel verschillende technologieën voor het hydraulisch transport van kolen.

De eerste technologie is transport in drijfmest met een massaconcentratie van C = 50%, gevolgd door uitdroging op de ontvangstterminal. Steenkool wordt gemalen tot een deeltjesgrootte van 0-1 (3-6) mm en gemengd met water (de verhouding tussen vloeistof en vaste stof is 1: 1).

Een van de eerste ter wereld is de belangrijkste kolenpijpleiding van de Black Mesa-mijn (Arizona, VS), 439 km lang en met een capaciteit van 5,8 miljoen ton / jaar. In 1964 tekende het energiebedrijf Peabody Energy een contract met de Navajo- en TAPI-stammen om hun waterbronnen te gebruiken om slurry te maken en dit naar de 790 MW Mohavi thermische centrale te transporteren.

Het proces vereiste grote hoeveelheden water, wat een ecologische crisis veroorzaakte in deze gebieden. Onder druk van sociale en etnisch-religieuze bewegingen werd de kolenpijpleiding, ondanks zijn technologische geschiktheid en economische efficiëntie, op 31 december 2005 stilgelegd. p>

Bij de ontwateringsinstallatie van de Black Mesa kolenpijpleiding werd de gehele pulpmassa verwarmd tot 70°C en vervolgens gedehydrateerd in centrifuges met een rotordiameter van 1000 mm en een rotatiesnelheid van 1000 min. De koek met een vochtgehalte van 20% werd onderworpen aan thermische droging in maaldrogers. Door de pulp te verwarmen vóór het centrifugeren, werd het vochtgehalte van de cake verlaagd van 28 naar 20%. Centrifugeer, dat was 6,5% van de kolen, of verbrand in de vorm van VVVS, of opgeslagen in een slibtank. Vanwege de moeilijkheid om HVVS te verkrijgen in de eerste jaren van exploitatie van de kolenleiding, werd een grote hoeveelheid van de vaste fase van centraat verzameld in de slibput, wat een gevaar voor het milieu vormde. P>

De tweede technologie van hydraulisch transport van steenkool is in de vorm van hooggeconcentreerde waterkoolsuspensies (HVVS). [] Op de ontvangstterminal wordt VVVS gebruikt als water-kolenbrandstof (VUT). P>

De klassieke methode voor het bereiden van BBVS bestaat uit drie hoofdfasen (Fig. 1.4):

1. Breken van run-of-mine kolen tot een fijnheid van 10 .. 20 mm;
2. Nat malen van steenkool (in aanwezigheid van water en weekmaker) tot 0,1-0,2 mm;

3. Homogenisatie, opslag, transport.

Rijst. 1.4 - Schema van voorbereiding van VUT

Voor het malen worden kogel- of staaftrommelmolens met een speciale set maallichamen gebruikt, die de gewenste binaire granulometrische samenstelling van de steenkoolfase oplevert. Deze fase is de belangrijkste bij de bereiding van CWF, aangezien deze de verdere kenmerken van CWF bepaalt (granulometrische samenstelling, viscositeit, stabiliteit, enz.). Bovendien is deze fase meestal het meest energie-intensief.

In het stadium van nat malen kunnen verschillende additieven in de samenstelling van de CWF worden opgenomen, die nodig zijn om de statische stabiliteit van de CWF te vergroten, de viscositeit te verlagen en andere.

Andere recyclingmethoden

Om te begrijpen waarom olie beter is dan steenkool, moet je uitzoeken aan welke andere behandelingen ze worden onderworpen. Olie wordt verwerkt door middel van kraken, dat wil zeggen de thermokatalytische transformatie van zijn onderdelen. Kraken kan een van de volgende soorten zijn:

• Thermisch. In dit geval wordt de splitsing van koolwaterstoffen onder invloed van verhoogde temperaturen uitgevoerd.
• Katalytisch. Het wordt uitgevoerd bij hoge temperatuur, maar er wordt ook een katalysator toegevoegd, waardoor je het proces kunt beheersen en in een bepaalde richting kunt sturen.

Als we het hebben over hoe olie beter is dan steenkool, dan moet worden gezegd dat tijdens het kraken organische stoffen worden gevormd die veel worden gebruikt in de industriële synthese.

Soorten steenkool

Afzettingen van steenkoollagen kunnen een diepte van enkele kilometers bereiken, tot in de dikte van de aarde, maar niet altijd en niet overal, omdat het zowel qua inhoud als qua uiterlijk heterogeen is.

Er zijn 3 hoofdtypen van dit fossiel: antraciet, bruinkool en turf, dat in de verste verte op steenkool lijkt.

Antraciet is de oudste formatie in zijn soort op aarde, de gemiddelde leeftijd van deze soort is 280.000.000 jaar. Het is erg hard, heeft een hoge dichtheid en het koolstofgehalte is 96-98%.

De hardheid en dichtheid zijn relatief laag, evenals het koolstofgehalte erin. Het heeft een onstabiele, losse structuur en is ook oververzadigd met water, waarvan het gehalte kan oplopen tot 20%.

Turf is ook geclassificeerd als een soort steenkool, maar nog niet gevormd, dus het heeft niets met steenkool te maken.

Kolenvoorbereiding

De mijnwerkers vervoeren het gesteente dat in de open groeve of in de mijn is gedolven naar speciale apparatuur, die het aflevert aan de mijnbouw- en verwerkingsfabriek. Daar passeert de rotsmassa de eerste fase van verrijking - voorbereiding.

Het primaire gesteente wordt in klassen gesorteerd op basis van de grootte van de stukken en de aanwezigheid van minerale insluitsels. De belangrijkste taak is het identificeren van koolstofhoudende componenten.

Om de steenkoolfracties van de GOF's te scheiden, worden zeef- en breekprocedures uitgevoerd op speciale apparatuur.

Scherm voor kolenverrijking. Foto: 150tonn.ru

Eerst wordt het gesteente in zeven geladen - apparaten in de vorm van een of meer dozen met zeven of zeven met gekalibreerde gaten. Stukken gesteente worden gezeefd en vervolgens gesorteerd in fracties in classifiers.

Alle classifiers werken ongeveer volgens hetzelfde schema: pulp (een mengsel van steenkool en vloeistof) stroomt continu in een vat gevuld met water. Grote steenkooldeeltjes bezinken snel naar de bodem van het vat en kleine "verlaten" samen met de pulp door de afvoerdrempel.

Vervolgens wordt het gesorteerde gesteente met behulp van brekers tot de gewenste grootte gebroken.

De standaardclassificatie van steenkoolafmetingen omvat de volgende soorten: plak (meer dan 100 mm), groot (50-100 mm), walnoot (26-50 mm), klein (13-25 mm), zaad (6-13 mm) , fijn (minder dan 6 mm). Er is ook de zogenaamde gewone steenkool, die onbeperkte afmetingen heeft.

Cokeskoolproducten

Cokeskolen zijn kolen die door industriële cokesvorming het mogelijk maken om cokes te verkrijgen, die van technische waarde is. Bij het cokeskolen wordt noodzakelijkerwijs rekening gehouden met hun technische samenstelling, cokescapaciteit, sintervermogen en andere kenmerken. Hoe verloopt het kolencokesproces? Cokesvorming is een technologisch proces dat specifieke fasen kent:

• voorbereiding voor cokes. In dit stadium wordt steenkool gemalen en gemengd om een ​​lading te vormen (mengsel voor cokesvorming)
• vercooksen. Dit proces wordt uitgevoerd in de kamers van een cokesoven met behulp van gasverwarming. Het mengsel wordt in een cokesoven geplaatst, waar gedurende 15 uur wordt verwarmd op een temperatuur van ongeveer 1000 °C.
• de vorming van een "cokescake".

Cokesvorming is een reeks processen die plaatsvinden in steenkool wanneer deze wordt verwarmd. Tegelijkertijd wordt ongeveer 650-750 kg cokes gewonnen uit een ton droge lading. Het wordt gebruikt in de metallurgie, gebruikt als reagens en brandstof in sommige takken van de chemische industrie. Bovendien wordt er calciumcarbide van gemaakt. Kwalitatieve kenmerken van cokes zijn ontvlambaarheid en reactiviteit. De belangrijkste producten van cokeskolen, naast cokes zelf:

• cokesgas. Uit een ton droge kolen wordt ongeveer 310-340 m3 gewonnen. De kwalitatieve en kwantitatieve samenstelling van cokesovengas bepaalt de cokestemperatuur. Direct cokesovengas komt uit de cokeskamer, die gasvormige producten, koolteerdampen, ruwe benzeen en water bevat. Als je de hars, ruwe benzeen, water en ammoniak eruit haalt, ontstaat er omgekeerd cokesovengas. Het is het dat wordt gebruikt als grondstof voor chemische synthese. Tegenwoordig wordt dit gas gebruikt als brandstof in metallurgische fabrieken, in openbare nutsbedrijven en als chemische grondstof.
• Koolteer is een stroperige zwartbruine vloeistof die ongeveer 300 verschillende stoffen bevat. De meest waardevolle componenten van deze hars zijn aromatische en heterocyclische verbindingen: benzeen, tolueen, xylenen, fenol, naftaleen. De hoeveelheid hars bereikt 3-4% van de massa verkooksingsgas. Uit koolteer worden ongeveer 60 verschillende producten gewonnen. Deze stoffen zijn grondstoffen voor de productie van kleurstoffen, chemische vezels, kunststoffen.
• ruwe benzeen is een mengsel waarin koolstofdisulfide, benzeen, tolueen, xylenen aanwezig zijn. De opbrengst aan ruwe benzeen bereikt slechts 1,1% van de massa steenkool. Bij het destillatieproces worden individuele aromatische koolwaterstoffen en mengsels van koolwaterstoffen geïsoleerd uit ruwe benzeen.
• concentraat van chemische (aromatische) stoffen (benzeen en zijn homologen) is ontworpen om pure producten te creëren die worden gebruikt in de chemische industrie, voor de productie van kunststoffen, oplosmiddelen, kleurstoffen
• teerwater is een laaggeconcentreerde waterige oplossing van ammoniak en ammoniumzouten, waarin fenol, pyridinebasen en enkele andere producten zijn vermengd. Tijdens de verwerking komt ammoniak vrij uit het teerwater, dat samen met ammoniak uit cokesgas wordt gebruikt om ammoniumsulfaat en geconcentreerd ammoniakwater te produceren.

	conventies	Limieten voor stukgrootte
variëteit
Groot (vuist)
Gecombineerd en eliminaties
Groot met plaat
Moer met grote
kleine walnoot
zaad met kleine
Zaad met een klontje
Klein met zaad en shtyb
Moer met klein, zaad en stronk

Lijst met bronnen

1. Smirnov V.O., Sergeev P.V., Biletsky V.S. Technologie van verrijking vugillya. Hoofd helper. - Donetsk: Skhidny vydavnichiy dіm, - 2011. - 476 d.
2. Chun-Zhu Li. Vooruitgang in de wetenschap van Victoriaanse bruinkool - Boek, 2004. - 459p.
3. Saranchuk VI, Ilyashov MO, Oshovsky V.V., Biletsky V.S. Grondbeginselen van scheikunde en natuurkunde van brandbare copalins. (Pidruchnik met de handtekeningstempel van het Ministerie van Hoger Onderwijs). - Donetsk: Skhidny vydavnichiy dіm, 2008. - 640 d.
4. Svitly Yu.G., Biletsky V.S. Hydraulisch transport (monografie).- Donetsk: Skhіdniy vydavnichiy dіm, Donetsk-afdeling van NTSH, "Redactionele staf van de encyclopedie", 2009. - 436 p.
5. Kleine handencyclopedie. v.1,2 / Uitg. V.S. Biletsky. - Donetsk: "Donbas", 2004, 2007.
6. Lipovich V.G., Kalabin GA, Kalechits IV Chemie en steenkoolverwerking - Moskou: Chemie, 1988. - 336 p.
7. Chistyakov A.N. Handboek over chemie en technologie van vaste fossiele brandstoffen. - St. Petersburg: uitgeverij. Synthese Bedrijf. - 1996. - 363 d.
8. Svyatec I.E., Agroskin A.A. Bruinkool als technologische grondstof. - M., Nedra, 1976. - 223 d.
9. Khodakov GS, Gorlov EG, Golovin GS. Productie en transport via pijpleidingen van gesuspendeerde water-kolenbrandstof// Chemie van vaste brandstof. - 2006. - Nr. 4. - S. 22-39
10. Krut OA - Kiev: Nauk. Dumka, 2002. - 172 p.
11. Trainis V.V. Hoofdpijpleidingen in de VS // Steenkool. - 1978 - nr. 11, p. 74-77.
12. Biletsky V.S., Sergeev PV, Papushin Yu.L. Theorie en praktijk van selectieve olie-aggregatie van Vugill. Donetsk: MCP Gran, 1996. - 264 d.
13. Gordeev GP, Fedotova VM Over het kritische vochtgehalte van bruinkool // Chemie van vaste brandstoffen. - 1989. - Nr. 6. – 76-78 blz.
14. Elishevich A.T., Ogloblin N.D., Beletsky V.S., Papushin Yu.L. Verrijking van ultrafijne kolen. - Donetsk, Donbas, 1986. - 64 p.
15. Tamko V.O., Biletsky V.S., Shendrik T., Krasіlov OO Injectie van mechanische detaillering van de bruine vug van de familie Oleksandrіysky op yoga pіrolіz / / Donetsk Bulletin van de Wetenschappelijke Vereniging IM. Sjevtsjenko. T. 21 - Donetsk: Skhіdny vydavnichiy dіm. - 2008. - S. 97-103.
16. Kalechisa I.V. Chemische stoffen uit steenkool. - M.: Chemie, 1980. - 616 p.
17. Tverdov AA, Zhura AV, Nikishichev SB Perspectief richtingen van kolengebruik // Globus. - 2009. - Nr. 2. - S.16-19.
18. Lebedev NN Chemie en technologie van organische en petrochemische basissynthese. - M.: Chemie, 1988. - 592 p.

19. Krylova A.Yu., Kozyukov EA De stand van de processen voor het verkrijgen van synthetische vloeibare brandstoffen op basis van de Fischer-Tropsch-synthese // Chemistry of Solid Fuels. - 2007. - Nr. 6. - S.16-25.

20. Energie- en milieuonderzoekscentrum (EERC). . – Toegangsmodus: http://www.undeerc.org/default.aspx
21. Boruk SD, Winkler IA, Makarova K.V. Gegoten in het oppervlak van de deeltjes van de gedispergeerde fase op de fysische en chemische kenmerken van in water gekookte suspensies op basis van bruine wol. - Wetenschap. Bulletin van ChNU. VIP. 453.: Chemie. – Tsjernivtsi, 2009, p. 40-45.
22. Kasatochkin VI, Larina N.K. Structuur en eigenschappen van natuurlijke kolen. – M.: Nedra, 1975. – 158 p.
23. Kegel K. Bruinkoolbriketteren. - M., Ugletekhizdat, 1957. - 659 d.

24. Saranchuk VI Supramoleculaire organisatie, structuur en eigenschappen van steenkool. - Kiev: Nauk. Dumka, 1988. - 190 p.

Het gebruik van steenkool in de moderne wereld

Verschillende toepassingen van mineralen. Steenkool was oorspronkelijk alleen een bron van warmte, toen energie (het veranderde water in stoom), maar nu zijn de mogelijkheden van steenkool in dit opzicht gewoon onbeperkt.

Thermische energie uit steenkoolverbranding wordt omgezet in elektrische energie, er worden cokes-chemische producten van gemaakt en vloeibare brandstof wordt gewonnen. Steenkool is het enige gesteente dat zeldzame metalen als germanium en gallium als onzuiverheden bevat. Hieruit wordt het geëxtraheerd, dat vervolgens wordt verwerkt tot benzeen, waaruit coumaronhars wordt geïsoleerd, dat wordt gebruikt om allerlei soorten verven, vernissen, linoleum en rubber te vervaardigen. Fenolen en pyridinebasen worden gewonnen uit steenkool. Tijdens de verwerking wordt steenkool gebruikt bij de productie van vanadium, grafiet, zwavel, molybdeen, zink, lood en nog veel meer waardevolle en nu onvervangbare producten.

Steenkool is belangrijk voor de nationale economie

Steenkool is een van de eerste mineralen die de mens als brandstof begon te gebruiken. Pas aan het einde van de 19e eeuw begonnen andere soorten brandstof het geleidelijk te vervangen: eerst olie, dan producten ervan, later gas (natuurlijk en verkregen uit steenkool en andere stoffen). Steenkool wordt veel gebruikt in de nationale economie. Allereerst als brandstof en chemische grondstof. Zo kan de metallurgische industrie bij het smelten van ruwijzer niet zonder cokes. Het wordt geproduceerd in cokes-chemische bedrijven uit steenkool.

Waar wordt nog meer steenkool gebruikt?

Krachtige thermische centrales in Rusland en Oekraïne (en niet alleen) werken op het afval van de kolenwinning (antracietslib).Het metaal werd voor het eerst verkregen met cokes uit ijzererts in de 18e eeuw in Engeland. Dit in de metallurgie was het begin van het gebruik van steenkool, meer bepaald cokes - een product van de verwerking ervan. Daarvoor werd ijzer gewonnen met houtskool, dus in Engeland werd in de 18e en 19e eeuw bijna het hele bos gekapt. De cokesindustrie gebruikt kolen, verwerkt het tot kolencokes en cokesovengas, en er worden tientallen soorten chemische producten geproduceerd (ethyleen, tolueen, xylenen, benzeen, cokesbenzine, harsen, oliën en nog veel meer). Op basis van deze chemische producten wordt een grote verscheidenheid aan kunststoffen, stikstof- en ammoniak-fosformeststoffen, waterige ammoniakoplossingen (meststoffen) en gewasbeschermingsmiddelen geproduceerd. Ze produceren ook wasmiddelen en waspoeders, medicijnen voor mens en dier, oplosmiddelen (oplosmiddelen), zwavel of zwavelzuur, coumaronharsen (voor verven, vernissen, linoleum- en rubberproducten), enz. Een volledige lijst van producten van cokes-chemische verwerking van steenkool neemt meerdere pagina's in beslag.

Hoe zijn de kosten van steenkool?

Kokoskool - wat is het?

Een soort houtskool is kokoshoutskool, die wordt gemaakt van de schillen van noten. Het kan worden gebruikt in barbecues, grills, barbecues. Het brandt veel langer dan andere houtskool, heeft geen geur, geen zwavel en ontbrandt niet door druipend vet. Gezuiverde kokoshoutskool kan worden gebruikt voor waterpijp, omdat het bij gebruik geur noch smaak heeft. Na een speciale behandeling (activering) neemt het werkoppervlak van elk stuk steenkool meerdere keren toe (en wordt het een uitstekend adsorbens). Het gebruik van kokoskool in waterzuiveringsfilters geeft uitstekende resultaten.

Eindproduct

Het resulterende primaire concentraat wordt geraffineerd - om een ​​materiaal te verkrijgen dat volledig voldoet aan de geaccepteerde normen. Het eindproduct met GOF wordt naar de consument gestuurd.

Hierdoor krijgen verrijkingsinstallaties een concentraat dat de grootste hoeveelheid brandbare massa bevat met een minimum aan overtollige onzuiverheden. Hierdoor neemt de belangrijkste kwaliteit van het concentraat toe - de verbrandingswarmte.

Zelfs tijdens het verrijkingsproces wordt het zogenaamde middelmatige product gevormd - een mengsel van vergroeiingen van steenkool en gesteentecomponenten. In de meeste gevallen wordt het verzonden voor herverrijking, maar soms wordt het verkocht als ketelbrandstof.

En het derde product van steenkoolbereiding, dat voornamelijk steenmineralen bevat, is verrijkingsafval (anders worden ze gemengd genoemd). Sommige afvalstoffen bevatten voldoende kolen voor verwerking, dus worden ze soms ook opgestuurd voor herverrijking.

In de regel slaan kolenbedrijven de resterende gemengde mengsels op in residuen. Maar gaandeweg wint in de kolenindustrie de verwerking van kolenhoudend afval (bijvoorbeeld het verkrijgen van briketten) terrein.

Tags:kolenverrijking
steenkool

3 Pyrolyse en vergassing

Pyrolyse

Pyrolyse is de ontleding van bruinkool bij verhitting zonder toegang tot lucht. Er zijn vier belangrijke pyrolyseprocessen:

1. semi-verkooksing tot 500-550 °С;
2. gemiddelde temperatuur verkooksing 700–750 °C;
3. cokesvorming bij hoge temperatuur tot 900-1100°С;

4. grafitisering 1300-3000 °С.

Bruinkool wordt niet zacht bij verhitting en er komen vluchtige stoffen vrij die gedeeltelijk uiteenvallen. In het residu wordt een min of meer monolithische semi-cokes gevormd, die een sterke krimp heeft ondergaan. Bij het semi-cokesen van bruinkool worden drie temperatuurzones onderscheiden []: p>

1. voorverwarmzone tot 100°С;
2. droogzone 100-125°C;

3. semi-verkooksingszone 225-500°C.

Tijdens pyrolyse treden onder invloed van temperatuur significante veranderingen op in steenkool. De eerste fase is de verdamping van vocht bij temperaturen tot 125-160 ° C, waarna de afbraak van de organische massa van bruinkool begint.Naarmate het proces vordert, worden zuurstof, waterstof en stikstof verwijderd en wordt het vaste residu verrijkt met koolstof. In de beginfase, bij temperaturen tot 200 °C, komt zuurstof voornamelijk vrij in de vorm van kooldioxide en pyrogenetisch water door de eliminatie van functionele groepen, vergezeld van condensatiereacties van achtergebleven radicalen.

Stikstof komt vrij in de vorm van ammoniak, andere stikstofverbindingen en in vrije toestand.

Bij een temperatuur van 200-350 ° C treedt een geleidelijke afname van het vaste residu op, de afgifte van dampen en gassen neemt slechts met 6-7% toe. De zone van 350 tot 450 °C wordt gekenmerkt door een toename van de afgiftesnelheid van de damp-gasfase en een scherpere afname van de opbrengst aan vast residu. In het temperatuurbereik van 450-550 °C zijn er kleine veranderingen in de opbrengst van zowel het vaste residu als het damp-gasmengsel.

Schematische weergave van het pyrolyseproces Figuur 1.3. []

Rijst. 1.3 - Blokschema van het pyrolyseproces

Vergassing

Het proces waarbij de organische massa van steenkool wordt omgezet in gasvormige stoffen wordt vergassing genoemd. Bij vergassing verandert koolstof vaker in koolmonoxide, waterstof in waterdamp en, samen met zwavel, dat in de organische massa van steenkool zit, in waterstofsulfide, stikstof in stikstofoxiden. Het minerale deel van steenkool gaat, afhankelijk van de vergassingstemperatuur, over in as of slak.

Steenkoolvergassing ligt ten grondslag aan veel technologische processen die verband houden met het gebruik ervan. De eerste vergassingsprocessen werden ontwikkeld om brandbare gassen te produceren uit steenkool, die werden gebruikt als huishoudbrandstof voor straatverlichting, als industriële brandstof voor verschillende hogetemperatuurprocessen.

Voorafgaand aan deze processen wordt bruinkool gemalen en zo nodig gedehydrateerd.

Het is erg belangrijk om bruinkool op de gewenste maat te brengen - het kan vergassing zijn van klonterig (> 3 mm), fijn (1-3 mm) en fijn (7]

Vereisten voor bruinkool, die wordt gebruikt voor pyrolyse en vergassing

Het rationele vochtgehalte van de initiële steenkool voor het pyrolyseproces is vocht (Wrt) tot 15%, asgehalte (Ad) tot 10%, steenkool moet een laag zwavelgehalte hebben. Voor het vergassingsproces - vocht (Wrt) tot 65%, asgehalte (Ad) tot 40%. p>

conclusies

Een van de richtingen van de technische vooruitgang is de ontwikkeling van het transport via pijpleidingen. Het industriële en belangrijkste hydrotransport van olie en bulkgoederen heeft de grootste perspectieven. Hydrotransport wordt gekenmerkt door continuïteit en uniformiteit van de goederenstroom, verhoogde betrouwbaarheid, de mogelijkheid van volledige automatisering, onafhankelijkheid van weersomstandigheden en heeft een economisch voordeel ten opzichte van spoorvervoer, vooral wanneer de mijnen zich in afgelegen gebieden bevinden; maakt minder lawaai, heeft beduidend minder transportverliezen en heeft een door de mens veroorzaakte impact op het milieu; korte bouwtijd.

Er zijn verschillende manieren om kolen hydraulisch te vervoeren:

1. drijfmestleiding met verdere uitdroging;
2. transport van hooggeconcentreerde waterkoolbrandstof.

De negatieve eigenschappen van bruinkool belemmeren het gebruik van hydrotransport; om dit probleem op te lossen, werd een technologie voorgesteld voor het behandelen van steenkool met apolaire reagentia - olie-aggregatie. P>

Onder olieaggregatie van steenkool wordt verstaan ​​een reeks processen voor het structureren van een dunne polydisperse steenkoolfase (korrelgrootte tot 3-5 mm) in een waterig medium met behulp van oliereagentia. Deze processen zijn gebaseerd op het mechanisme van adhesieve interactie van het oleofiele steenkooloppervlak met oliën, wat resulteert in de selectieve bevochtiging en aggregatie ervan in een turbulente waterstroom. Hydrofiele deeltjes worden niet bevochtigd door olie en worden niet opgenomen in aggregaten, waardoor ze kunnen worden geïsoleerd in de vorm van een gesteentesuspensie. P>

Op basis van het voorgaande hebben we voor het opwaarderen van bruinkool tijdens het hydrotransport gekozen voor de technologie van de aggregatie van oliekool, die goed is gecombineerd met de technologieën voor de verdere verwerking en het gebruik ervan: briketteren, vloeibaar maken, vergassing, pyrolyse. P>