Zagospodarowanie przeróbki węgla odpadowego przez brykietowanie osadu

Wstęp

Pod względem zasobów geologicznych głównym surowcem energetycznym na Ukrainie jest węgiel, którego zasoby wynoszą ok. 120 mld ton, w tym rozpoznane ok. 50 mld t. według różnych szacunków do 300-400 lat. Na Ukrainie udział zapasów węgla w bilansie paliwowo-energetycznym wynosi odpowiednio 94,5%, ropy naftowej 2%, a gazu 3,6%. []

Rys 1. - Struktura chemiczna węgla brunatnego

Rozwój ukraińskiej gospodarki wiąże się z intensyfikacją energochłonności, z której główna przy braku własnego rozwiniętego przemysłu gazowniczego i naftowego nie kwestionuje węgla. Zwiększenie jego wydobycia możliwe jest tylko poprzez radykalną przebudowę i budowę nowych kopalń, co z kolei wymaga długiego czasu i dużych inwestycji kapitałowych.

Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest rozszerzenie wykorzystania węgla brunatnego w dużych i małych elektrociepłowniach, co w pewnym stopniu przyczyni się do ustabilizowania bilansu paliwowo-energetycznego kraju i stworzenia rezerwy czasu na rozwój przemysł węglowy.

Jak przebiega proces pirolizy węgla?

Jak wspomnieliśmy wcześniej, proces pirolizy węgla polega na podgrzaniu węgla do określonej temperatury bez dostępu do tlenu w celu jego termicznego zniszczenia. Podczas tego procesu zachodzą następujące grupy reakcji chemicznych:

Depolimeryzacja masy organicznej węgla z wytworzeniem cząsteczek organicznych o mniejszej masie cząsteczkowej
Reakcje wtórne przemian produktów powstałych w procesie pirolizy, w tym:
- kondensacja
- polimeryzacja
- aromatyzacja
- alkilacja

Obie grupy reakcji chemicznych przebiegają zarówno sekwencyjnie, jak i równolegle. Ostatecznym rezultatem całości tych przemian termochemicznych jest powstawanie ciekłych produktów gazowych i stałych.

Należy wspomnieć, że piroliza węgla prowadzona jest w różnych zakresach temperatur. Wybór temperatury pirolizy zależy od rodzaju produktów, które mają być ostatecznie otrzymane. Piroliza niskotemperaturowa (lub półkoksowanie) jest zwykle przeprowadzana w temperaturze 500 - 600 stopni Celsjusza, a piroliza wysokotemperaturowa (lub, jak to się nazywa, koksowanie) przeprowadza się w temperaturze 900 - 1100 stopni Celsjusza.

Główne produkty węgla

Najbardziej ostrożne szacunki wskazują, że produktów węglowych jest 600. Naukowcy opracowali różne metody otrzymywania produktów przeróbki węgla. Metoda przetwarzania zależy od pożądanego produktu końcowego. Np. w celu uzyskania czystych produktów takie podstawowe produkty przeróbki węgla - gaz koksowniczy, amoniak, toluen, benzen - należy stosować płynne oleje płuczące. W specjalnych urządzeniach produkty są uszczelnione i zabezpieczone przed przedwczesnym zniszczeniem. Procesy przeróbki pierwotnej obejmują również metodę koksowania, w której węgiel jest podgrzewany do temperatury +1000 C z całkowicie zablokowanym dostępem do tlenu.Na koniec wszystkich niezbędnych procedur, każdy produkt pierwotny jest dodatkowo oczyszczany. Główne produkty przeróbki węgla:

naftalen
fenol
węglowodór
spirytus salicylowy
Ołów
wanad
german
cynk.

Bez tych wszystkich produktów nasze życie byłoby znacznie trudniejsze.Weźmy na przykład przemysł kosmetyczny, jest to najbardziej użyteczny obszar, w którym ludzie korzystają z produktów przetwarzania węgla. Taki produkt przetwarzania węgla, jak cynk, jest szeroko stosowany w leczeniu skóry tłustej i trądzikowej. Cynk i siarkę dodaje się do kremów, serum, maseczek, balsamów i toników.Siarka likwiduje istniejące stany zapalne, a cynk zapobiega powstawaniu nowych stanów zapalnych.Ponadto lecznicze maści na bazie ołowiu i cynku stosuje się w leczeniu oparzeń i urazów. Idealnym pomocnikiem przy łuszczycy jest ten sam cynk, a także gliniane produkty węglowe. Węgiel jest surowcem do tworzenia doskonałych sorbentów, które są wykorzystywane w medycynie do leczenia chorób jelit i żołądka. Sorbenty zawierające cynk są stosowane w leczeniu łupieżu i tłustego łojotoku.W wyniku procesu, takiego jak uwodornienie, z węgla otrzymuje się w przedsiębiorstwach paliwo płynne. A produkty spalania, które pozostają po tym procesie, są idealnym surowcem dla różnych materiałów budowlanych o właściwościach ogniotrwałych. Na przykład tak powstaje ceramika.

Kierunek użytkowania	Marki, grupy i podgrupy
1. Techniczny
1.1. Koksowanie warstwowe	Wszystkie grupy i podgrupy marek: DG, G, GZhO, GZh, Zh, KZh, K, KO, KSN, KS, OS, TS, SS
1.2. Specjalne procesy wstępnego koksowania	Wszystkie węgle stosowane do koksowania warstwowego, a także gatunki T i D (podgrupa DV)
1.3. Produkcja gazu generatorowego w stacjonarnych generatorach gazu:
mieszany gaz	Marki KS, SS, grupy: ZB, 1GZhO, podgrupy - DGF, TSV, 1TV
gaz wodny	Grupa 2T, a także antracyt
1.4. Produkcja syntetycznych paliw płynnych	Marka GZh, grupy: 1B, 2G, podgrupy - 2BV, ZBV, DV, DGV, 1GV
1.5. półkarbonizacja	Marka DG, grupy: 1B, 1G, podgrupy - 2BV, ZBV, DV
1.6. Produkcja wypełniacza węglowego (termoantracyt) do wyrobów elektrodowych i koksu odlewniczego	Grupy 2L, ZA, podgrupy - 2TF i 1AF
1.7. Produkcja węglika wapnia, elektrokorund	Wszystkie antracyty, a także podgrupa 2TF
2. Energia
2.1. Spalanie pyłowe i warstwowe w kotłowniach stacjonarnych	Masowe węgle brunatne i atracytowe oraz węgle kamienne nie używane do koksowania. Antracyty nie są używane do spalania w pochodni
2.2. Spalanie w piecach płomieniowych	Marka DG, grupa i - 1G, 1SS, 2SS
2.3. Spalanie w mobilnych instalacjach ciepłowniczych i wykorzystanie na potrzeby komunalne i domowe	Gatunki D, DG, G, SS, T, A, węgiel brunatny, antracyt i węgiel kamienny niewykorzystany do koksowania
3. Produkcja materiałów budowlanych
3.1. Limonka	Znaki D, DG, SS, A, grupy 2B i ZB; gatunki GZh, K i grupy 2G, 2Zh nie używane do koksowania
3.2. Cement	Gatunki B, DG, SS, TS, T, L, podgrupa DV oraz gatunki KS, KSN, grupy 27, 1GZhO nie używane do koksowania
3.3. Cegła	Węgle niewykorzystane do koksowania
4. Inne produkcje
4.1. Adsorbenty węglowe	Podgrupy: DV, 1GV, 1GZhOV, 2GZhOV
4.2. węgle aktywne	grupa ZSS, podgrupa 2TF
4.3. Aglomeracja rudy	Podgrupy: 2TF, 1AB, 1AF, 2AB, ZAV

Wydobywanie węgla

Ludzie od dawna rozumieją, jak ważne i niezbędne, a korzystanie z nich było w stanie ocenić i dostosować na taką skalę stosunkowo niedawno. Rozwój złóż węgla na dużą skalę rozpoczął się dopiero w XVI-XVII wieku. w Anglii, a wydobyty materiał był używany głównie do wytopu surówki, niezbędnej do produkcji armat. Ale jego produkcja według dzisiejszych standardów była tak nieznaczna, że nie można jej nazwać przemysłową.

Wydobycie na wielką skalę rozpoczęło się dopiero w połowie XIX wieku, kiedy węgiel stał się niezbędny dla rozwijającej się industrializacji. Jego zastosowanie jednak w tym czasie ograniczało się wyłącznie do spalania. Setki tysięcy kopalń działają obecnie na całym świecie, produkując dziennie więcej niż w ciągu kilku lat w XIX wieku.

Wzbogacanie grawitacyjne

Grawitacyjna metoda wzbogacania węgla opiera się na jego różnej gęstości i prędkości poruszania się w powietrzu lub wodzie.

Tak zwany proces wzbogacania na mokro może być realizowany na stołach zagęszczających, w ciężkich mediach, rynnach myjących, hydrocyklonach lub za pomocą jigowania na specjalnych maszynach.

Rynna myjąca to płaskie koryto z niskimi bokami, które jest umieszczone pod lekkim spadkiem.Miazga przechodzi przez aparat, osiadłe cząstki węgla są uwalniane przez komorę wyładowczą rynny. Teraz takie urządzenia są używane bardzo rzadko ze względu na niską wydajność.

Tabele stężeń są bardziej odpowiednie do wzbogacania wysokosiarkowych węgli koksowych i pirytu - rodzajów węgla nietypowych dla Rosji, dlatego praktycznie nie są stosowane w naszym kraju.

Ale maszyny jigujące stały się powszechne. Rozdzielają mieszankę węglową na cząstki o różnej gęstości za pomocą wznoszących się i opadających strumieni wody poruszających się w nich z różnymi prędkościami. Jigging stosuje się zarówno do małych węgli (12-0,5 mm), jak i dużych (10-12 mm).

Ta metoda wzbogacania jest bardziej wydajna niż inne metody mokre, z wyjątkiem wzbogacania w ciężkich cieczach.

Ciecze ciężkie to wodne roztwory soli nieorganicznych i zawiesiny mineralne. Ich gęstość jest większa niż gęstość węgla, ale jednocześnie mniejsza niż gęstość skały pierwotnej. Dlatego węgiel raz w roztworze lub zawiesinie wypływa na powierzchnię, a nadmiar materiałów opada.

Koncentraty uzyskane w wyniku wzbogacania na mokro zawierają dużo wody, dlatego z konieczności podlegają odwodnieniu.

Wzbogacanie na sucho oddziela węgiel w powietrzu za pomocą innych urządzeń, takich jak suche tace, separatory pneumatyczne lub maszyny.

Materiał podawany jest na powierzchnię roboczą sprzętu i
posortowane pod działaniem skierowanego w górę lub pulsującego przepływu powietrza z
wstrząs równoległy. Ziarna węgla w zależności od gęstości i miałkości
oddzielone przez poruszanie się w różnych kierunkach.

Dzięki wzbogaceniu węgiel z górotworu pierwotnego zamienia się w koncentrat pierwotny, pozostałe skały stają się odpadami.

Hydrotransport węgla stan problemu

Transport hydrauliczny stałych materiałów sypkich został opracowany w drugiej połowie XX wieku. Obecnie transport rurociągowy ropy naftowej, gazu ziemnego i produktów naftowych stał się powszechny. Za pomocą głównych systemów hydrotransportu transportowane są minerały i materiały budowlane, odpady przemysłowe i surowce chemiczne.

Istnieją dwie zasadniczo różne technologie hydraulicznego transportu węgla.

Pierwsza technologia to transport w gnojowicy o stężeniu masowym C=50%, a następnie odwodnienie w terminalu odbiorczym. Węgiel jest kruszony do wielkości cząstek 0-1 (3-6) mm i mieszany z wodą (stosunek cieczy do ciała stałego wynosi 1:1).

Jednym z pierwszych na świecie jest główny rurociąg węglowy kopalni Black Mesa (Arizona, USA) o długości 439 km i przepustowości 5,8 mln ton/rok. W 1964 roku firma energetyczna Peabody Energy podpisała kontrakt z plemionami Navajo i TAPI na wykorzystanie ich zasobów wodnych do wytwarzania gnojowicy i transportu jej do elektrowni cieplnej Mohavi o mocy 790 MW.

Proces ten wymagał dużych ilości wody, co spowodowało kryzys ekologiczny na tych terenach. Pod presją ruchów społecznych i etniczno-religijnych rurociąg węglowy, mimo swojej przydatności technologicznej i ekonomicznej, został wstrzymany 31 grudnia 2005 r. p>

W instalacji odwadniania rurociągu węglowego Black Mesa cała masa celulozowa została podgrzana do 70 °C, a następnie odwodniona w wirówkach o średnicy wirnika 1000 mm i prędkości obrotowej 1000 min. Ciasto o wilgotności 20% poddano suszeniu termicznemu w suszarniach młynarskich. Podgrzanie miazgi przed odwirowaniem obniżyło zawartość wilgoci w ciastku z 28 do 20%. Wirówka, w której znajdowało się 6,5% węgla lub spalana w postaci VVVS lub składowana w zbiorniku osadowym. Ze względu na trudność uzyskania HVVS w pierwszych latach eksploatacji gazociągu węglowego, w wyrobisku osadowym zebrano dużą ilość fazy stałej nadsączu, co stanowiło zagrożenie dla środowiska. P>

Druga technologia hydraulicznego transportu węgla to wysokoskoncentrowane zawiesiny wodno-węglowe (HVVS). [] W terminalu odbiorczym VVVS jest używany jako paliwo wodno-węglowe (VUT). P>

Klasyczna metoda przygotowania BBVS składa się z trzech głównych etapów (ryc. 1.4):

Kruszenie węgla kamiennego do miałkości 10 .. 20 mm;
Mielenie węgla na mokro (w obecności wody i plastyfikatora) do 0,1-0,2 mm;
Homogenizacja, przechowywanie, transport.

Ryż. 1.4 - Schemat przygotowania VUT

Do mielenia stosuje się młyny bębnowe kulowe lub prętowe ze specjalnym zestawem korpusów mielących, które zapewniają pożądany dwuskładnikowy skład granulometryczny fazy węglowej. Ten etap jest kluczowy w przygotowaniu CWF, ponieważ określa dalsze cechy CWF (skład granulometryczny, lepkość, stabilność itp.). Ponadto ten etap jest zwykle najbardziej energochłonny.

Na etapie mielenia na mokro w skład CWF można włączyć różne dodatki, które są niezbędne do zwiększenia stabilności statycznej CWF, zmniejszenia lepkości i innych.

Inne metody recyklingu

Aby zrozumieć, dlaczego ropa jest lepsza niż węgiel, musisz dowiedzieć się, jakim innym zabiegom są poddawane. Olej przetwarzany jest poprzez kraking, czyli termokatalityczną przemianę jej części. Pękanie może być jednym z następujących typów:

Termiczny. W tym przypadku przeprowadza się rozszczepianie węglowodorów pod wpływem podwyższonych temperatur.
Katalityczny. Przeprowadzany jest w wysokiej temperaturze, ale dodawany jest również katalizator, dzięki któremu można kontrolować proces, a także poprowadzić go w określonym kierunku.

Jeśli mówimy o tym, jak ropa jest lepsza niż węgiel, to należy powiedzieć, że w procesie krakingu powstają substancje organiczne, które są szeroko stosowane w syntezie przemysłowej.

Odmiany węgla kamiennego

Złoża pokładów węgla mogą sięgać głębokości kilku kilometrów, wnikając w grubość ziemi, ale nie zawsze i nie wszędzie, ponieważ jest niejednorodny zarówno pod względem zawartości, jak i wyglądu.

Istnieją 3 główne rodzaje tej skamieniałości: antracyt, węgiel brunatny i torf, który bardzo przypomina węgiel.

Antracyt to najstarsza tego typu formacja na świecie, średni wiek tego gatunku to 280 000 000 lat. Jest bardzo twardy, ma dużą gęstość, a jego zawartość węgla wynosi 96-98%.

Twardość i gęstość są stosunkowo niskie, podobnie jak zawartość węgla. Ma niestabilną, luźną strukturę, a także jest przesycony wodą, której zawartość w nim może sięgać nawet 20%.

Torf jest również klasyfikowany jako rodzaj węgla, ale jeszcze nie uformowany, więc nie ma nic wspólnego z węglem.

Przygotowanie węgla

Górnicy wysyłają skałę wydobywaną na odkrywce lub w kopalni na specjalny sprzęt, który dostarcza ją do zakładu wydobywczego i przeróbczego. Tam górotwór przechodzi wstępny etap wzbogacania - przygotowania.

Skała pierwotna jest sortowana na klasy według wielkości kawałków i obecności wtrąceń mineralnych. Głównym zadaniem jest identyfikacja składników zawierających węgiel.

Aby oddzielić frakcje węglowe GOF, procedury przesiewania i kruszenia są przeprowadzane na specjalnym sprzęcie.

Sito do wzbogacania węgla. Zdjęcie: 150tonn.ru

Najpierw skała jest ładowana na sita – urządzenia w postaci jednego lub więcej pudełek z sitami lub sita z kalibrowanymi otworami. Kawałki skały są przesiewane, a następnie sortowane na frakcje w klasyfikatorach.

Wszystkie klasyfikatory działają w przybliżeniu według tego samego schematu: miazga (mieszanina węgla i cieczy) w sposób ciągły wchodzi do naczynia wypełnionego wodą. Duże cząstki węgla szybko osadzają się na dnie naczynia, a małe „wylatują” wraz z pulpą przez próg odpływowy.

Następnie posortowana skała jest kruszona do wymaganej wielkości za pomocą kruszarek.

Standardowa klasyfikacja uziarnienia węgla obejmuje następujące typy: płyta (powyżej 100 mm), duża (50-100 mm), orzech (26-50 mm), mała (13-25 mm), nasiona (6-13 mm) , cienka (mniej niż 6 mm). Istnieje również tzw. węgiel zwykły, który ma nieograniczone wymiary.

Węglowe produkty koksownicze

Węgiel koksowy to węgiel, który poprzez koksowanie przemysłowe umożliwia otrzymanie koksu, który ma wartość techniczną. W procesie koksowania węgla konieczne jest uwzględnienie ich składu technicznego, zdolności koksowania, spiekania i innych cech. Jak przebiega proces koksowania węgla? Koksowanie to proces technologiczny, który składa się z określonych etapów:

przygotowanie do koksowania. Na tym etapie węgiel jest kruszony i mieszany na wsad (mieszanka do koksowania)
spiekanie. Proces ten realizowany jest w komorach pieca koksowniczego z wykorzystaniem ogrzewania gazowego. Mieszaninę umieszcza się w piecu koksowniczym, gdzie ogrzewanie prowadzi się przez 15 godzin w temperaturze około 1000°C.
tworzenie „ciasta koksowego”.

Koksowanie to zespół procesów zachodzących w węglu podczas jego podgrzewania. Jednocześnie z tony suchego wsadu uzyskuje się około 650-750 kg koksu. Znajduje zastosowanie w metalurgii, jako odczynnik i paliwo w niektórych gałęziach przemysłu chemicznego. Ponadto powstaje z niego węglik wapnia. Cechy jakościowe koksu to palność i reaktywność. Główne produkty koksowania węgla, oprócz samego koksu:

gaz koksowniczy. Z tony suchego węgla uzyskuje się około 310-340 m3. Skład jakościowy i ilościowy gazu koksowniczego determinuje temperaturę koksowania. Bezpośrednio z komory koksowniczej wydobywa się gaz koksowniczy, który zawiera produkty gazowe, opary smoły węglowej, surowy benzen i wodę. Jeśli usuniesz z niej żywicę, surowy benzen, wodę i amoniak, powstaje gaz koksowniczy. To właśnie jest wykorzystywany jako surowiec do syntezy chemicznej. Obecnie gaz ten wykorzystywany jest jako paliwo w zakładach metalurgicznych, w obiektach użyteczności publicznej oraz jako surowiec chemiczny.
Smoła węglowa to lepka, czarno-brązowa ciecz zawierająca około 300 różnych substancji. Najcenniejszymi składnikami tej żywicy są związki aromatyczne i heterocykliczne: benzen, toluen, ksyleny, fenol, naftalen. Ilość żywicy sięga 3-4% masy gazu koksowniczego. Ze smoły węglowej uzyskuje się około 60 różnych produktów. Substancje te są surowcami do produkcji barwników, włókien chemicznych, tworzyw sztucznych.
surowy benzen to mieszanina, w której występuje dwusiarczek węgla, benzen, toluen, ksyleny. Uzysk surowego benzenu sięga zaledwie 1,1% masy węgla. W procesie destylacji z surowego benzenu wyodrębniane są poszczególne węglowodory aromatyczne oraz mieszaniny węglowodorów.
koncentrat substancji chemicznych (aromatycznych) (benzen i jego homologi) przeznaczony jest do tworzenia czystych produktów, które znajdują zastosowanie w przemyśle chemicznym, do produkcji tworzyw sztucznych, rozpuszczalników, barwników
woda smołowa jest nisko stężonym wodnym roztworem amoniaku i soli amonowych, w którym znajduje się domieszka fenolu, zasad pirydynowych i kilku innych produktów. Podczas przetwarzania z wody smołowej uwalniany jest amoniak, który wraz z amoniakiem z gazu koksowniczego jest wykorzystywany do produkcji siarczanu amonu i stężonej wody amoniakalnej.

	Konwencje	Limity wielkości sztuk

Odmiana

Duża (pięść)




Połączone i eliminacje
Duży z płytą
Orzech z dużym
mały orzech
nasiona z małymi
Nasiona z grudką
Mały z nasionami i shtyb
Orzech z małym, nasionkiem i kikutem

Lista źródeł

Smirnov V. O., Sergeev P. V., Biletsky V. S. Technologia wzbogacania vugillya. Główny pomocnik. - Donieck: Skhidny vydavnichiy dіm, - 2011. - 476 s.
Chun - Zhu Li. Postępy w nauce wiktoriańskiego węgla brunatnego - Książka, 2004. - 459p.
Saranchuk V.I., Ilyashov M.O., Oshovsky V.V., Biletsky V.S. Podstawy chemii i fizyki palnych kopalin. (Pidruchnik z sygnaturą Ministerstwa Szkolnictwa Wyższego). - Donieck: Skhidny vydavnichiy dіm, 2008. - 640 pkt.
Svitly Yu.G., Biletsky V.S. Transport hydrauliczny (monografia).- Donieck: Skhіdniy vydavnichiy dіm, Donieck oddział NTSH, „Redakcja encyklopedii”, 2009. - 436 s.
Mała encyklopedia dłoni. w.1,2 / Wyd. V. S. Biletsky. - Donieck: „Donbas”, 2004, 2007.
Lipovich V.G., Kalabin G.A., Kalechits IV Chemia i przetwarzanie węgla - Moskwa: Chemia, 1988. - 336 str.
Czystyakow A.N. Podręcznik chemii i technologii stałych paliw kopalnych. - Petersburg: wydawnictwo. Firma Syntezy. - 1996r. - 363 s.
Svyatec IE, Agrokin AA Węgiel brunatny jako surowiec technologiczny. - M., Nedra, 1976. - 223 s.
Khodakov G.S., Gorlov E.G., Golovin G.S. Produkcja i transport rurociągowy zawiesiny wodno-węglowej// Chemia paliw stałych. - 2006r. - nr 4. - S. 22-39
Krut O.A. - Kijów: Nauk. Dumka, 2002. - 172 s.
Trainis V.V. Główne rurociągi w USA // Węgiel. - 1978 - nr 11, s. 74-77.
Biletsky V.S., Sergeev P.V., Papuchin Yu.L. Teoria i praktyka selektywnej agregacji oleju Vugill. Donieck: MCP Gran, 1996. - 264 s.
Gordeev G.P., Fedotova V.M. O krytycznej zawartości wilgoci w węglu brunatnym// Chemia paliw stałych. - 1989. - nr 6. – 76-78 s.
Eliszewicz A.T., Ogloblin N.D., Beletsky V.S., Papushin Yu.L. Wzbogacanie węgli najdrobniejszych. - Donieck, Donbas, 1986. - 64 pkt.
Tamko V.O., Biletsky V.S., Shendrik T., Krasіlov O.O. Wstrzyknięcie mechanicznego detalowania brązowego vug rodziny Oleksandrіysky na jogi pіrolіz / / Biuletyn Donieckiego Stowarzyszenia Naukowego IM. Szewczenko. T. 21 - Donieck: Skhіdny vydavnichiy dіm. - 2008r. - S. 97-103.
Kalechitsa IV Substancje chemiczne z węgla. - M.: Chemia, 1980. - 616 s.
Tverdov A.A., Zhura A.V., Nikishichev S.B. Perspektywiczne kierunki wykorzystania węgla// Globus. - 2009r. - nr 2. - S. 16-19.
Lebedev NN Chemia i technologia podstawowej syntezy organicznej i petrochemicznej. - M.: Chemia, 1988. - 592 s.
Krylova A.Yu., Kozyukov E.A. Stan procesów otrzymywania syntetycznych paliw ciekłych na podstawie syntezy Fischera-Tropscha // Chemia paliw stałych. - 2007r. - nr 6. - S. 16-25.
Centrum Badań Energetycznych i Środowiskowych (EERC). . – Tryb dostępu: http://www.undeerc.org/default.aspx
Boruk S.D., Winkler I.A., Makarova K.V. Po wylaniu na powierzchnię cząstek fazy zdyspergowanej o właściwościach fizycznych i chemicznych gotowanych w wodzie zawiesin opartych na brązowej wełnie. - Nauka. Biuletyn ChNU. VIP. 453.: Chemia. – Czerniowce, 2009, s. 40-45.
Kasatochkin V.I., Larina N.K. Budowa i właściwości węgli naturalnych. – M.: Nedra, 1975. – 158 s.
Kegel K. Brykietowanie węgla brunatnego. - M., Ugletekhizdat, 1957. - 659 s.
Saranczuk W.I. Organizacja supramolekularna, struktura i właściwości węgla. - Kijów: Nauk. Dumka, 1988. - 190 s.

Wykorzystanie węgla we współczesnym świecie

Różne zastosowania minerałów. Węgiel był pierwotnie tylko źródłem ciepła, potem energii (zamieniał wodę w parę), ale teraz pod tym względem możliwości węgla są po prostu nieograniczone.

Energia cieplna ze spalania węgla jest zamieniana na energię elektryczną, wytwarzane z niej produkty koksowo-chemiczne i wydobywane jest paliwo płynne. Węgiel kamienny jest jedyną skałą, która zawiera jako zanieczyszczenia tak rzadkie metale, jak german i gal. Z niej jest ekstrahowany, który następnie przetwarzany jest na benzen, z którego wyodrębnia się żywicę kumaronową, z której produkuje się wszelkiego rodzaju farby, lakiery, linoleum i gumę. Z węgla otrzymuje się fenole i zasady pirydynowe. W trakcie przerobu węgiel wykorzystywany jest do produkcji wanadu, grafitu, siarki, molibdenu, cynku, ołowiu i wielu innych wartościowych, a dziś niezastąpionych produktów.

Węgiel jest ważny dla gospodarki narodowej

Węgiel jest jednym z pierwszych minerałów, które człowiek zaczął wykorzystywać jako paliwo. Dopiero pod koniec XIX wieku zaczęły go stopniowo zastępować inne rodzaje paliw: najpierw ropa, potem produkty z niej, później gaz (naturalny i otrzymywany z węgla i innych substancji). Węgiel ma szerokie zastosowanie w gospodarce narodowej. Przede wszystkim jako paliwo i surowce chemiczne. Na przykład przemysł metalurgiczny w wytopie surówki nie może obejść się bez koksu. Jest produkowany w zakładach koksowo-chemicznych z węgla.

Gdzie jeszcze jest używany węgiel?

Na odpadach z wydobycia węgla (szlam antracytowy) pracują potężne elektrociepłownie w Rosji i na Ukrainie (i nie tylko).Metal po raz pierwszy uzyskano przy użyciu koksu z rudy żelaza w XVIII wieku w Anglii. To w metalurgii zapoczątkowało zastosowanie węgla, a dokładniej koksu – produktu jego przeróbki. Wcześniej żelazo pozyskiwano z węgla drzewnego, więc w Anglii w XVIII i XIX wieku prawie cały las został wycięty. Przemysł koksowniczy wykorzystuje węgiel, przetwarzając go na koks węglowy i gaz koksowniczy, wytwarzając dziesiątki rodzajów produktów chemicznych (etylen, toluen, ksyleny, benzen, benzyna koksująca, żywice, oleje i wiele innych). W oparciu o te produkty chemiczne produkowane są różnorodne tworzywa sztuczne, nawozy azotowe i amoniakalno-fosforowe, wodne roztwory amoniaku (nawozy) oraz środki ochrony roślin. Produkują również detergenty i proszki do prania, leki dla ludzi i zwierząt, rozpuszczalniki (rozpuszczalniki), siarkę lub kwas siarkowy, żywice kumaronowe (do farb, lakierów, linoleum i wyrobów gumowych) itp. Pełna lista produktów przetwórstwa koksowo-chemicznego węgla zajmuje kilka stron.

Jaki jest koszt węgla?

Węgiel kokosowy - co to jest?

Jednym z rodzajów węgla drzewnego jest węgiel kokosowy, który jest wytwarzany z łupin orzechów. Może być stosowany w grillach, grillach, grillach. Spala się znacznie dłużej niż inny węgiel drzewny, nie ma zapachu, nie zawiera siarki i nie zapala się od kapiącego tłuszczu. Oczyszczony węgiel kokosowy może być użyty do fajki wodnej, ponieważ użyty nie ma zapachu ani smaku. Po specjalnej obróbce (aktywacji) powierzchnia robocza każdego kawałka węgla zwiększa się kilkukrotnie (i staje się doskonałym adsorbentem). Zastosowanie węgla kokosowego w filtrach do oczyszczania wody daje doskonałe rezultaty.

Produkt finalny

Powstały koncentrat pierwotny poddawany jest rafinacji - w celu uzyskania materiału, który będzie w pełni zgodny z przyjętymi normami. Produkt finalny z GOF wysyłany jest do konsumentów.

W efekcie zakłady wzbogacania otrzymują koncentrat, który zawiera największą ilość masy palnej przy minimalnej ilości nadmiaru zanieczyszczeń. Dzięki temu wzrasta najważniejsza jakość koncentratu - ciepło spalania.

Już w procesie wzbogacania powstaje tzw. produkt pośredni - mieszanina przerostów składników węgla i skał. W większości przypadków jest wysyłany do ponownego wzbogacenia, ale czasami jest sprzedawany jako paliwo kotłowe.

A trzecim produktem przeróbki węgla, który zawiera głównie minerały skalne, są odpady po wzbogacaniu (inaczej nazywane mieszanymi). Niektóre odpady zawierają wystarczającą ilość węgla do przetworzenia, więc czasami są również wysyłane do ponownego wzbogacenia.

Z reguły przedsiębiorstwa węglowe przechowują pozostałe mieszanki mieszane w odpadach. Ale stopniowo w przemyśle węglowym na znaczeniu zyskuje przetwarzanie odpadów zawierających węgiel (np. pozyskiwanie brykietów).

Tagi:wzbogacanie węgla
węgiel

3 Piroliza i zgazowanie

Piroliza

Piroliza to rozkład węgla brunatnego po podgrzaniu bez dostępu powietrza. Istnieją cztery główne procesy pirolizy:

półkoksowanie do 500–550 °С;
koksowanie średniotemperaturowe 700–750 °C;
koksowanie wysokotemperaturowe do 900–1100°С;
grafityzacja 1300–3000 °С.

Węgiel brunatny nie mięknie po podgrzaniu i uwalniają się substancje lotne, które częściowo się rozkładają. W pozostałej części powstaje mniej lub bardziej monolityczny półkoks, który uległ silnemu skurczeniu. W przypadku węgla brunatnego półkoksującego wyróżnia się trzy strefy temperaturowe [1]: p>

strefa podgrzewania do 100°С;
strefa suszenia 100-125°C;
strefa półkoksowania 225-500°C.

Podczas pirolizy w węglu pod wpływem temperatury zachodzą znaczne zmiany. Pierwszym etapem jest odparowanie wilgoci w temperaturach do 125-160 °C, następnie rozpoczyna się rozkład masy organicznej węgla brunatnego.W miarę postępu procesu tlen, wodór i azot są usuwane, a stała pozostałość jest wzbogacana w węgiel. Na początkowych etapach, w temperaturach do 200 °C, tlen uwalniany jest głównie w postaci dwutlenku węgla i wody pirogenicznej w wyniku eliminacji grup funkcyjnych, czemu towarzyszą reakcje kondensacji pozostałych rodników.

Azot uwalniany jest w postaci amoniaku, innych związków azotowych oraz w stanie wolnym.

W temperaturze 200-350 ° C następuje stopniowy spadek stałej pozostałości, uwalnianie par i gazów wzrasta tylko o 6-7%. Strefa od 350 do 450°C charakteryzuje się wzrostem szybkości uwalniania fazy gazowo-parowej i wyraźniejszym spadkiem wydajności stałej pozostałości. W zakresie temperatur 450-550 °C zachodzą niewielkie zmiany wydajności zarówno stałej pozostałości, jak i mieszaniny para-gaz.

Schematyczne przedstawienie procesu pirolizy Rysunek 1.3. []

Ryż. 1.3 - Schemat blokowy procesu pirolizy

Gazyfikacja

Proces przekształcania masy organicznej węgla w substancje gazowe nazywa się zgazowaniem. W procesie zgazowania węgiel częściej zamienia się w tlenek węgla, wodór w parę wodną, a wraz z siarką znajdującą się w organicznej masie węgla w siarkowodór, azot w tlenki azotu. Część mineralna węgla w zależności od temperatury zgazowania przechodzi w popiół lub żużel.

Zgazowanie węgla jest podstawą wielu procesów technologicznych związanych z jego wykorzystaniem. Opracowano pierwsze procesy zgazowania w celu wytworzenia gazów palnych z węgla, które były wykorzystywane jako paliwo domowe do oświetlenia ulicznego, jako paliwo przemysłowe do różnych procesów wysokotemperaturowych.

Przed tymi procesami węgiel brunatny jest rozdrabniany iw razie potrzeby odwadniany.

Bardzo ważne jest doprowadzenie węgla brunatnego do wymaganej wielkości - może to być zgazowanie kawałka (>3mm), miału (1-3mm) i miał (7]

Wymagania dla węgla brunatnego podawanego do pirolizy i zgazowania

Racjonalna wilgotność węgla wyjściowego do procesu pirolizy to wilgotność (Wrt) do 15%, zawartość popiołu (Ad) do 10%, węgiel powinien być niskosiarkowy. Do procesu zgazowania - wilgotność (Wrt) do 65%, zawartość popiołu (Ad) do 40%. p>

wnioski

Jednym z kierunków postępu technicznego jest rozwój transportu rurociągowego. Największe perspektywy ma przemysłowy i główny hydrotransport ropy naftowej i materiałów sypkich. Hydrotransport charakteryzuje się ciągłością i równomiernością przepływu ładunków, zwiększoną niezawodnością, możliwością pełnej automatyzacji, niezależnością od warunków atmosferycznych oraz posiada przewagę ekonomiczną nad transportem kolejowym, zwłaszcza gdy kopalnie zlokalizowane są na odległych terenach; wytwarza mniej hałasu, ma znacznie mniejsze straty transportowe i wpływ człowieka na środowisko; krótki czas budowy.

Istnieje kilka sposobów na hydrauliczny transport węgla:

rurociąg gnojowicy z dalszym odwodnieniem;
transport wysokoskoncentrowanego paliwa wodno-węglowego.

Negatywne właściwości węgla brunatnego utrudniają wykorzystanie hydrotransportu, aby rozwiązać ten problem zaproponowano technologię obróbki węgla odczynnikami apolarnymi - agregacją olejową. P>

Agregacja olejowa węgla rozumiana jest jako zespół procesów strukturyzowania cienkiej polidyspersyjnej fazy węglowej (wielkość ziarna do 3-5 mm) w środowisku wodnym przy użyciu odczynników olejowych. Procesy te opierają się na mechanizmie adhezyjnego oddziaływania oleofilowej powierzchni węgla z olejami, co skutkuje jej selektywnym zwilżaniem i agregacją w turbulentnym przepływie wody. Cząstki hydrofilowe nie są zwilżane olejem i nie wchodzą w skład agregatów, co pozwala na ich izolację w postaci zawiesiny skalnej. P>

W związku z powyższym do uszlachetniania węgla brunatnego podczas jego hydrotransportu wybraliśmy technologię agregacji węgla naftowego, która jest dobrze połączona z technologiami jego dalszego przerobu i wykorzystania: brykietowania, upłynniania, zgazowania, pirolizy. P>