Využitie úpravy odpadového uhlia briketovaním kalu

Úvod

Z hľadiska geologických zásob je hlavnou energetickou surovinou na Ukrajine uhlie, ktorého zásoby sú okolo 120 miliárd ton vrátane preskúmaných - okolo 50 miliárd ton.podľa rôznych odhadov až 300-400 rokov. Na Ukrajine je podiel zásob uhlia na palivovej a energetickej bilancii 94,5 %, ropa – 2 % a plyn – 3,6 %. []

Obr 1. - Chemická štruktúra hnedého uhlia

Rozvoj ukrajinského hospodárstva je spojený so zintenzívnením spotreby energie, z ktorej hlavná časť sa pri absencii vlastného rozvinutého plynárenského a ropného priemyslu stáva nesporným. Zvýšiť jeho produkciu je možné len radikálnou rekonštrukciou a výstavbou nových uhoľných baní, baní si to zase vyžaduje dlhý čas a veľké kapitálové investície.

Jedným zo spôsobov riešenia tohto problému je rozšírenie využívania hnedého uhlia vo veľkých a malých tepelných elektrárňach, čo do určitej miery prispeje k stabilizácii palivovej a energetickej bilancie krajiny a vytvoreniu časovej rezervy pre rozvoj uhoľný priemysel.

Ako prebieha proces pyrolýzy uhlia?

Ako sme už spomenuli, proces pyrolýzy uhlia je založený na zahrievaní uhlia na určitú teplotu bez prístupu kyslíka, aby sa tepelne zničilo. Počas tohto procesu prebiehajú tieto skupiny chemických reakcií:

Depolymerizácia organickej hmoty uhlia za vzniku organických molekúl s nižšou molekulovou hmotnosťou
Sekundárne reakcie premien produktov vznikajúcich v procese pyrolýzy, vrátane:
- kondenzácii
- polymerizácia
- aromatizácia
- alkylácia

Obe skupiny chemických reakcií prebiehajú sekvenčne aj paralelne. Konečným výsledkom súhrnu týchto termochemických premien je tvorba kvapalných plynných a pevných produktov.

Malo by sa spomenúť, že pyrolýza uhlia sa vykonáva v rôznych teplotných rozsahoch. Voľba teploty pyrolýzy závisí od typu produktov, ktoré sa majú nakoniec získať. Nízkoteplotná pyrolýza (alebo polokoksovanie) sa zvyčajne vykonáva pri 500 - 600 stupňoch Celzia a vysokoteplotná pyrolýza (alebo, ako sa tiež nazýva koksovanie) sa vykonáva pri 900 - 1100 stupňoch Celzia.

Hlavné produkty uhlia

Najkonzervatívnejšie odhady uvádzajú, že produktov z uhlia je 600. Vedci vyvinuli rôzne metódy na získanie produktov spracovania uhlia. Spôsob spracovania závisí od požadovaného konečného produktu. Napríklad na získanie čistých produktov sa v primárnych produktoch spracovania uhlia - koksárenský plyn, amoniak, toluén, benzén - používajú tekuté preplachovacie oleje. V špeciálnych zariadeniach sú výrobky zapečatené a chránené pred predčasným zničením. Procesy primárneho spracovania zahŕňajú aj metódu koksovania, pri ktorej sa uhlie zahrieva na teplotu +1000 ° C s úplne zablokovaným prístupom kyslíka.Na konci všetkých potrebných postupov sa dodatočne čistí prípadný primárny produkt. Hlavné produkty spracovania uhlia:

naftalén
fenol
uhľovodík
salicylový alkohol
viesť
vanád
germánium
zinok.

Bez všetkých týchto produktov by bol náš život oveľa ťažší.Vezmime si napríklad kozmetický priemysel, ktorý je pre ľudí najužitočnejšou oblasťou používania produktov na spracovanie uhlia. Takýto produkt na spracovanie uhlia ako zinok sa široko používa na liečbu mastnej pleti a akné. Zinok, rovnako ako síra, sa pridáva do krémov, sér, masiek, pleťových vôd a tonikov.Síra odstraňuje existujúce zápaly a zinok zabraňuje vzniku nových zápalov.Okrem toho sa terapeutické masti na báze olova a zinku používajú na liečbu popálenín a poranení. Ideálnym asistentom pre psoriázu je rovnaký zinok, ako aj hlinené produkty z uhlia. Uhlie je surovinou na výrobu vynikajúcich sorbentov, ktoré sa používajú v medicíne na liečbu chorôb čriev a žalúdka. Sorbenty, ktoré obsahujú zinok, sa používajú na liečbu lupín a mastnej seborey.V dôsledku procesu, akým je hydrogenácia, sa v podnikoch získava kvapalné palivo z uhlia. A produkty spaľovania, ktoré po tomto procese zostanú, sú ideálnou surovinou pre rôzne stavebné materiály so žiaruvzdornými vlastnosťami. Napríklad takto vzniká keramika.

Smer použitia	Značky, skupiny a podskupiny
1. Technologické
1.1. Vrstvené koksovanie	Všetky skupiny a podskupiny značiek: DG, G, GZhO, GZh, Zh, KZh, K, KO, KSN, KS, OS, TS, SS
1.2. Špeciálne procesy predkoksovania	Všetky uhlie používané na vrstvené koksovanie, ako aj triedy T a D (podskupina DV)
1.3. Výroba generátorového plynu v plynových generátoroch stacionárneho typu:
zmesový plyn	Značky KS, SS, skupiny: ZB, 1GZhO, podskupiny - DGF, TSV, 1TV
vodný plyn	Skupina 2T, ako aj antracit
1.4. Výroba syntetických kvapalných palív	Značka GZh, skupiny: 1B, 2G, podskupiny - 2BV, ZBV, DV, DGV, 1GV
1.5. polokarbonizácia	Značka DG, skupiny: 1B, 1G, podskupiny - 2BV, ZBV, DV
1.6. Výroba uhlíkatého plniva (termoantracitu) do elektródových výrobkov a zlievarenského koksu	Skupiny 2L, ZA, podskupiny - 2TF a 1AF
1.7. Výroba karbidu vápnika, elektrokorundu	Všetky antracit, ako aj podskupina 2TF
2. energie
2.1. Práškové a vrstvené spaľovanie v stacionárnych kotolniach	Zavážte hnedé uhlie a atracit, ako aj čierne uhlie, ktoré sa nepoužíva na koksovanie. Antracity sa nepoužívajú na spaľovanie vo fláme
2.2. Spaľovanie v dozvukových peciach	Značka DG, skupina i - 1G, 1SS, 2SS
2.3. Spaľovanie v mobilných tepelných zariadeniach a využitie pre komunálne a domáce potreby	Triedy D, DG, G, SS, T, A, hnedé uhlie, antracit a čierne uhlie nepoužívané na koksovanie
3. Výroba stavebných materiálov
3.1. Limetka	Značky D, DG, SS, A, skupiny 2B a ZB; triedy GZh, K a skupiny 2G, 2Zh sa nepoužívajú na koksovanie
3.2. Cement	Stupne B, DG, SS, TS, T, L, podskupina DV a stupne KS, KSN, skupiny 27, 1GZhO nepoužívané na koksovanie
3.3. Tehla	Uhlie sa nepoužíva na koksovanie
4. Ostatné produkcie
4.1. Uhlíkové adsorbenty	Podskupiny: DV, 1GV, 1GZhOV, 2GZhOV
4.2. aktívne uhlie	skupina ZSS, podskupina 2TF
4.3. Aglomerácia rudy	Podskupiny: 2TF, 1AB, 1AF, 2AB, ZAV

Ťažba uhlia

Ľudia už dávno pochopili, aké dôležité a nepostrádateľné, a jeho využitie dokázalo v takomto meradle vyhodnotiť a adaptovať pomerne nedávno. Veľký rozvoj uhoľných ložísk sa začal až v XVI-XVII storočí. v Anglicku a vyťažený materiál sa používal najmä na tavenie železa, potrebného na výrobu kanónov. Ale jeho výroba podľa dnešných štandardov bola taká zanedbateľná, že ju nemožno nazvať priemyselnou.

Ťažba vo veľkom začala až v polovici 19. storočia, keď sa uhlie stalo nevyhnutným pre rozvíjajúcu sa industrializáciu. Jeho využitie sa však v tom čase obmedzovalo výlučne na spaľovanie. Po celom svete teraz fungujú státisíce baní, ktoré denne produkujú viac ako za pár rokov v 19. storočí.

Gravitačné obohatenie

Gravitačný spôsob obohacovania uhlia je založený na jeho rozdielnej hustote a rýchlosti pohybu vo vzduchu alebo vo vode.

Takzvaný proces mokrého obohacovania sa môže uskutočňovať na koncentračných stoloch, v ťažkých médiách, premývacích žľaboch, hydrocyklónoch alebo pomocou unášania na špeciálnych strojoch.

Umývací žľab je plochý žľab s nízkymi stenami, ktorý je umiestnený v miernom sklone.Buničina prechádza zariadením, usadené častice uhlia sa uvoľňujú cez vypúšťaciu komoru žľabu. Teraz sa takéto zariadenia používajú veľmi zriedkavo kvôli nízkej produktivite.

Koncentračné tabuľky sú vhodnejšie na zušľachťovanie vysokosírneho koksovateľného uhlia a pyritu - druhov uhlia netypických pre Rusko, preto sa u nás prakticky nepoužívajú.

Stroje na šmýkanie sa však rozšírili. Rozdeľujú uhoľnú zmes na častice s rôznou hustotou pomocou stúpajúcich a klesajúcich vodných tokov pohybujúcich sa v nich rôznymi rýchlosťami. Jigging sa používa ako pre malé uhlie (12-0,5 mm), tak pre veľké (10-12 mm).

Táto metóda obohacovania je účinnejšia ako iné mokré metódy, s výnimkou obohacovania ťažkými kvapalinami.

Ťažké kvapaliny sú vodné roztoky anorganických solí a minerálne suspenzie. Ich hustota je vyššia ako hustota uhlia, no zároveň menšia ako hustota primárnej horniny. Preto uhlie, akonáhle je v roztoku alebo suspenzii, pláva na povrch a prebytočné materiály klesajú.

Koncentráty získané v dôsledku mokrého obohacovania obsahujú veľa vody, preto nevyhnutne podliehajú dehydratácii.

Suché zušľachťovanie separuje uhlie zo vzduchu pomocou iných zariadení, ako sú suché zásobníky, pneumatické separátory alebo stroje.

Materiál sa privádza na pracovnú plochu zariadenia a
triedené pôsobením vzostupného alebo pulzujúceho prúdu vzduchu s
paralelné trasenie. Zrná uhlia v závislosti od hustoty a jemnosti
oddelené pohybom v rôznych smeroch.

Vďaka obohateniu sa uhlie z primárneho horninového masívu mení na primárny koncentrát, zvyšné horniny sa stávajú odpadom.

Hydrotransportácia uhlia stav problému

Hydraulická doprava pevných sypkých materiálov bola vyvinutá v druhej polovici dvadsiateho storočia. V súčasnosti sa rozšírila potrubná preprava ropy, zemného plynu a ropných produktov. Pomocou hlavných hydrodopravných systémov sa presúvajú nerasty a stavebné materiály, priemyselný odpad a chemické suroviny.

Existujú dve zásadne odlišné technológie pre hydraulickú dopravu uhlia.

Prvou technológiou je preprava v suspenzii s hmotnostnou koncentráciou C = 50 %, po ktorej nasleduje dehydratácia na prijímacom termináli. Uhlie sa rozdrví na častice s veľkosťou 0-1 (3-6) mm a zmieša sa s vodou (pomer kvapaliny a tuhej látky je 1:1).

Jedným z prvých na svete je hlavný uhoľný ropovod bane Black Mesa (Arizona, USA), dlhý 439 km a s kapacitou 5,8 milióna ton/rok. V roku 1964 energetická spoločnosť Peabody Energy podpísala zmluvu s kmeňmi Navajo a TAPI o využití ich vodných zdrojov na vytvorenie kalu a jeho prepravu do tepelnej elektrárne Mohavi s výkonom 790 MW.

Proces si vyžadoval veľké množstvo vody, čo spôsobilo v týchto oblastiach ekologickú krízu. Pod tlakom sociálnych a etnicko-náboženských hnutí bol uhoľný ropovod, napriek jeho technologickej vhodnosti a ekonomickej efektívnosti, 31. decembra 2005 zastavený. p>

Na odvodňovacej stanici uhoľného ropovodu Black Mesa bola celá hmota buničiny zahriata na 70 °C, následne dehydratovaná v odstredivkách s priemerom rotora 1000 mm a rýchlosťou otáčania 1000 min. Koláč s obsahom vlhkosti 20 % bol podrobený tepelnému sušeniu v mlynských sušiarňach. Zahriatie buničiny pred odstredením znížilo obsah vlhkosti v koláči z 28 na 20 %. Odstredivka, v ktorej bolo 6,5 % uhlia, alebo spaľovaná formou VVVS, alebo skladovaná v odkalovacej nádrži. Z dôvodu náročnosti získavania HVVS v prvých rokoch prevádzky uhoľného ropovodu sa v odkalisku zachytávalo veľké množstvo tuhej fázy centrátu, čo predstavovalo nebezpečenstvo pre životné prostredie. P>

Druhá technológia hydraulickej dopravy uhlia je vo forme vysoko koncentrovaných vodno-uhoľných suspenzií (HVVS). [] Na prijímacom termináli sa VVVS využíva ako palivo-uhoľné palivo (VUT). P>

Klasický spôsob prípravy BBVS pozostáva z troch hlavných etáp (obr. 1.4):

Drvenie ťažobného uhlia na jemnosť 10 .. 20 mm;
Mokré mletie uhlia (v prítomnosti vody a zmäkčovadla) do 0,1-0,2 mm;
Homogenizácia, skladovanie, doprava.

Ryža. 1.4 - Schéma prípravy VUT

Na mletie sa používajú guľové alebo tyčové bubnové mlyny so špeciálnou sadou mlecích telies, ktorá zabezpečuje požadované binárne granulometrické zloženie uhoľnej fázy. Táto fáza je kľúčová pri príprave CWF, pretože určuje ďalšie charakteristiky CWF (granulometrické zloženie, viskozita, stabilita atď.). Okrem toho je táto etapa zvyčajne energeticky najnáročnejšia.

V štádiu mokrého mletia môžu byť do zloženia CWF zahrnuté rôzne prísady, ktoré sú potrebné na zvýšenie statickej stability CWF, zníženie viskozity a iné.

Iné spôsoby recyklácie

Aby ste pochopili, prečo je ropa lepšia ako uhlie, musíte zistiť, akým ďalším úpravám sú vystavené. Ropa sa spracováva krakovaním, teda termokatalytickou premenou jej častí. Krakovanie môže byť jedným z nasledujúcich typov:

Termálne. V tomto prípade sa uskutočňuje štiepenie uhľovodíkov pod vplyvom zvýšených teplôt.
Katalytický. Vykonáva sa pri vysokej teplote, ale pridáva sa aj katalyzátor, vďaka ktorému môžete proces riadiť, ako aj viesť určitým smerom.

Ak hovoríme o tom, že ropa je lepšia ako uhlie, potom by sa malo povedať, že v procese krakovania sa tvoria organické látky, ktoré sa široko používajú v priemyselnej syntéze.

Odrody čierneho uhlia

Ložiská uhoľných slojov môžu dosahovať hĺbku niekoľkých kilometrov, siahajú do hrúbky zeme, ale nie vždy a nie všade, pretože sú heterogénne z hľadiska obsahu aj vzhľadu.

Existujú 3 hlavné typy tejto fosílie: antracit, hnedé uhlie a rašelina, ktorá veľmi vzdialene pripomína uhlie.

Antracit je najstarším útvarom svojho druhu na planéte, priemerný vek tohto druhu je 280 000 000 rokov. Je veľmi tvrdý, má vysokú hustotu a obsah uhlíka je 96-98%.

Tvrdosť a hustota sú relatívne nízke, rovnako ako obsah uhlíka v ňom. Má nestabilnú, sypkú štruktúru a je tiež presýtená vodou, ktorej obsah v nej môže dosahovať až 20 %.

Rašelina je tiež klasifikovaná ako druh uhlia, ale ešte nie je vytvorená, takže nemá nič spoločné s uhlím.

Príprava uhlia

Baníci expedujú horninu vyťaženú na povrchovej jame alebo v bani do špeciálneho zariadenia, ktoré ju dodáva do ťažobného a spracovateľského závodu. Tam horninový masív prechádza počiatočným štádiom obohacovania - prípravy.

Primárna hornina sa triedi do tried podľa veľkosti kusov a prítomnosti minerálnych inklúzií. Hlavnou úlohou je identifikovať komponenty obsahujúce uhlík.

Na oddelenie uhoľných frakcií GOF sa preosievanie a drvenie vykonávajú na špeciálnom zariadení.

Sito na obohacovanie uhlia. Foto: 150tonn.ru

Najprv sa hornina naloží do sít - zariadení vo forme jednej alebo viacerých škatúľ so sitami alebo sitami s kalibrovanými otvormi. Kusy horniny sa preosejú a potom sa triedia na frakcie v triedičoch.

Všetky triediče pracujú približne podľa rovnakej schémy: buničina (zmes uhlia a kvapaliny) nepretržite prúdi do nádoby naplnenej vodou. Veľké častice uhlia sa rýchlo usadzujú na dne nádoby a malé „odchádzajú“ spolu s dužinou cez odtokový prah.

Potom sa vytriedená hornina rozdrví na požadovanú veľkosť pomocou drvičov.

Štandardná klasifikácia veľkosti uhlia zahŕňa tieto typy: doska (viac ako 100 mm), veľká (50-100 mm), orech (26-50 mm), malá (13-25 mm), semená (6-13 mm) , jemné (menej ako 6 mm). Existuje aj takzvané obyčajné uhlie, ktoré má neobmedzené rozmery.

Produkty koksovania uhlia

Koksovateľné uhlie je uhlie, ktoré prostredníctvom priemyselného koksovania umožňuje získať koks, ktorý má technickú hodnotu. V procese koksovateľného uhlia sa nevyhnutne berie do úvahy jeho technické zloženie, koksovateľnosť, spekacia schopnosť a ďalšie vlastnosti. Ako prebieha proces koksovania uhlia? Koksovanie je technologický proces, ktorý má špecifické fázy:

príprava na koksovanie. V tejto fáze sa uhlie rozdrví a zmieša, aby sa vytvorila náplň (zmes na koksovanie)
koksovanie. Tento proces sa uskutočňuje v komorách koksárenskej pece pomocou plynového ohrevu. Zmes sa vloží do koksovej pece, kde sa zahrieva 15 hodín pri teplote približne 1000 °C.
vytvorenie „koláčového koláča“.

Koksovanie je súbor procesov, ktoré sa vyskytujú v uhlí pri jeho zahrievaní. Zároveň sa z tony suchej vsádzky získa asi 650-750 kg koksu. Používa sa v metalurgii, používa sa ako činidlo a palivo v niektorých odvetviach chemického priemyslu. Navyše z neho vzniká karbid vápnika. Kvalitatívne charakteristiky koksu sú horľavosť a reaktivita. Hlavné produkty koksovania uhlia, okrem samotného koksu:

koksárenský plyn. Z tony suchého uhlia sa získa asi 310-340 m3. Kvalitatívne a kvantitatívne zloženie koksárenského plynu určuje teplotu koksovania. Z koksovacej komory vychádza priamy koksárenský plyn, ktorý obsahuje plynné produkty, pary uhoľného dechtu, surový benzén a vodu. Ak z neho odstránite živicu, surový benzén, vodu a amoniak, vytvorí sa reverzný koksárenský plyn. Používa sa ako surovina pre chemickú syntézu. Dnes sa tento plyn používa ako palivo v hutníckych prevádzkach, vo verejných službách a ako chemická surovina.
Uhoľný decht je viskózna čierno-hnedá kvapalina, ktorá obsahuje asi 300 rôznych látok. Najcennejšími zložkami tejto živice sú aromatické a heterocyklické zlúčeniny: benzén, toluén, xylény, fenol, naftalén. Množstvo živice dosahuje 3-4% hmotnosti koksárenského plynu. Z uhoľného dechtu sa získava asi 60 rôznych produktov. Tieto látky sú surovinami na výrobu farbív, chemických vlákien, plastov.
surový benzén je zmes, v ktorej je prítomný sírouhlík, benzén, toluén, xylény. Výťažnosť surového benzénu dosahuje len 1,1 % hmotnosti uhlia. V procese destilácie sa zo surového benzénu izolujú jednotlivé aromatické uhľovodíky a zmesi uhľovodíkov.
koncentrát chemických (aromatických) látok (benzén a jeho homológy) je určený na vytváranie čistých produktov, ktoré sa používajú v chemickom priemysle, na výrobu plastov, rozpúšťadiel, farbív
dechtová voda je nízko koncentrovaný vodný roztok amoniaku a amónnych solí, v ktorom je prímes fenolu, pyridínových zásad a niektorých ďalších produktov. Z dechtovej vody sa pri spracovaní uvoľňuje čpavok, ktorý sa spolu s čpavkom z koksárenského plynu využíva na výrobu síranu amónneho a koncentrovanej čpavkovej vody.

	dohovorov	Obmedzenia veľkosti kusov

Odrodové

Veľký (päsť)




Kombinované a eliminácie
Veľký s doskou
Orech s veľkým
malý orech
osivo s malým
Semená s hrudkou
Malý so semenom a shtyb
Orech s malým, semenom a pahýľom

Zoznam zdrojov

Smirnov V. O., Sergeev P. V., Biletsky V. S. Technológia obohacovania vugillya. Pomocník hlavy. - Doneck: Skhidny vydavničij dіm, - 2011. - 476 s.
Chun - Zhu Li. Pokroky vo vede o viktoriánskom hnedom uhlí - kniha, 2004. - 459 s.
Saranchuk V.I., Ilyashov M.O., Oshovsky V.V., Biletsky V.S. Základy chémie a fyziky horľavých kopalínov. (Pidruchnik s podpisovou pečiatkou ministerstva vysokého školstva). - Doneck: Skhidny vydavničij dіm, 2008. - 640 s.
Svitly Yu.G., Biletsky V.S. Hydraulická doprava (monografia).- Doneck: Skhіdniy vydavnichiy dіm, donecká pobočka NTSH, "Redakcia encyklopédie", 2009. - 436 s.
Malá ručná encyklopédia. v.1,2 / Ed. V. S. Biletsky. - Doneck: "Donbas", 2004, 2007.
Lipovich V.G., Kalabin G.A., Kalechits I.V. Chémia a spracovanie uhlia - Moskva: Chémia, 1988. - 336 s.
Chistyakov A.N. Príručka o chémii a technológii tuhých fosílnych palív. - Petrohrad: vydavateľstvo. Synthesis Company. - 1996. - 363 s.
Svyatec I.E., Agroskin A.A. Hnedé uhlie ako technologická surovina. - M., Nedra, 1976. - 223 s.
Chodakov G.S., Gorlov E.G., Golovin G.S. Výroba a potrubná preprava suspenzného vodno-uhoľného paliva// Chémia tuhého paliva. - 2006. - č.4. - S. 22-39
Krut O.A. - Kyjev: Nauk. Dumka, 2002. - 172 s.
Trainis V.V. Hlavné ropovody v USA // Uhlie. - 1978 - č. 11, s. 74-77.
Biletsky V.S., Sergeev P.V., Papushin Yu.L. Teória a prax selektívnej olejovej agregácie Vugill. Doneck: MCP Gran, 1996. - 264 s.
Gordeev G.P., Fedotova V.M. O kritickom obsahu vlhkosti hnedého uhlia// Chémia tuhých palív. - 1989. - č.6. – 76-78 s.
Elishevich A.T., Ogloblin N.D., Beletsky V.S., Papushin Yu.L. Obohacovanie ultrajemného uhlia. - Doneck, Donbas, 1986. - 64 s.
Tamko V.O., Biletsky V.S., Shendrik T., Krasіlov O.O. Injekcia mechanických detailov hnedej vug rodiny Oleksandrіysky na jogu pіrolіz / / Doneck Bulletin of the Scientific Association IM. Ševčenko. T. 21 - Doneck: Skhіdny vydavnichiy dіm. - 2008. - S. 97-103.
Kalechitsa IV Chemické látky z uhlia. - M.: Chémia, 1980. - 616 s.
Tverdov A.A., Zhura A.V., Nikishichev S.B. Perspektívne smery využitia uhlia// Globus. - 2009. - č. 2. - S. 16-19.
Lebedev NN Chémia a technológia základných organických a petrochemických syntéz. - M.: Chémia, 1988. - 592 s.
Krylova A.Yu., Kozyukov E.A. Stav procesov získavania syntetických kvapalných palív na základe Fischer-Tropschovej syntézy // Chémia tuhých palív. - 2007. - č.6. - S. 16-25.
Centrum pre výskum energie a životného prostredia (EERC). . – Režim prístupu: http://www.undeerc.org/default.aspx
Boruk S.D., Winkler I.A., Makarova K.V. Po naliatí do povrchu častíc dispergovanej fázy na fyzikálne a chemické vlastnosti vo vode varených suspenzií na báze hnedej vlny. - Veda. Bulletin ChNU. VIP. 453.: Chémia. – Černovice, 2009, s. 40-45.
Kasatochkin V.I., Larina N.K. Štruktúra a vlastnosti prírodného uhlia. – M.: Nedra, 1975. – 158 s.
Kegel K. Briketovanie hnedého uhlia. - M., Ugletekhizdat, 1957. - 659 s.
Saranchuk V.I. Nadmolekulárna organizácia, štruktúra a vlastnosti uhlia. - Kyjev: Nauk. Dumka, 1988. - 190 s.

Využitie uhlia v modernom svete

Rôzne využitie minerálov. Uhlie bolo pôvodne len zdrojom tepla, potom energie (premenilo vodu na paru), no v súčasnosti sú v tomto smere možnosti uhlia jednoducho neobmedzené.

Tepelná energia zo spaľovania uhlia sa premieňa na elektrickú energiu, vyrábajú sa z nej koksochemické produkty a ťaží sa kvapalné palivo. Čierne uhlie je jedinou horninou, ktorá obsahuje také vzácne kovy ako germánium a gálium ako nečistoty. Z neho sa extrahuje, ktorý sa následne spracováva na benzén, z ktorého sa izoluje kumarónová živica, ktorá sa používa na výrobu všetkých druhov farieb, lakov, linolea a gumy. Fenoly a pyridínové zásady sa získavajú z uhlia. Pri spracovaní sa uhlie využíva pri výrobe vanádu, grafitu, síry, molybdénu, zinku, olova a mnohých ďalších cenných a dnes už nenahraditeľných produktov.

Uhlie je dôležité pre národné hospodárstvo

Uhlie je jedným z prvých minerálov, ktoré človek začal využívať ako palivo. Až koncom 19. storočia ho začali postupne nahrádzať iné druhy palív: najskôr ropa, potom produkty z nej, neskôr plyn (prírodný a získavaný z uhlia a iných látok). Uhlie má široké využitie v národnom hospodárstve. V prvom rade ako palivo a chemické suroviny. Napríklad hutnícky priemysel pri tavení surového železa sa nezaobíde bez koksu. Vyrába sa v koksochemických podnikoch z uhlia.

Kde sa ešte používa uhlie?

Výkonné tepelné elektrárne v Rusku a na Ukrajine (nielen) fungujú na odpade z ťažby uhlia (antracitové kaly).Kov bol prvýkrát získaný pomocou koksu zo železnej rudy v 18. storočí v Anglicku. To bol v hutníctve začiatok využívania uhlia, presnejšie koksu - produktu jeho spracovania. Predtým sa železo získavalo pomocou dreveného uhlia, takže v Anglicku v 18. a 19. storočí vyrúbali takmer celý les. Koksárenský priemysel využíva uhlie, spracováva ho na uhoľný koks a koksárenský plyn a vyrábajú sa desiatky druhov chemických produktov (etylén, toluén, xylény, benzén, koksárenský benzín, živice, oleje a mnohé ďalšie). Na základe týchto chemických produktov sa vyrába široká škála plastov, dusíkatých a amoniakovo-fosforových hnojív, vodných roztokov amoniaku (hnojív) a chemikálií na ochranu rastlín. Vyrábajú tiež saponáty a pracie prášky, lieky pre ľudí a zvieratá, rozpúšťadlá (rozpúšťadlá), kyselinu sírovú alebo sírovú, kumarónové živice (na farby, laky, linoleum a gumárenské výrobky) atď. Kompletný zoznam produktov koksochemického spracovania uhlia zaberá niekoľko strán.

Aká je cena uhlia?

Kokosové uhlie - čo to je?

Jedným typom dreveného uhlia je kokosové uhlie, ktoré sa vyrába zo škrupín orechov. Dá sa použiť pri grilovačkách, grilovačkách, grilovačkách. Horí oveľa dlhšie ako iné drevené uhlie, je bez zápachu, bez síry a nevznieti sa od kvapkajúcej mastnoty. Prečistené kokosové uhlie je možné použiť do vodnej fajky, pretože pri použití nemá vôňu ani chuť. Po špeciálnej úprave (aktivácii) sa pracovná plocha každého kusu uhlia niekoľkonásobne zväčší (a stáva sa z neho výborný adsorbent). Použitie kokosového uhlia vo filtroch na čistenie vody poskytuje vynikajúce výsledky.

Finálny produkt

Výsledný primárny koncentrát je podrobený rafinácii - s cieľom získať materiál, ktorý bude plne vyhovovať prijatým normám. Konečný produkt s GOF sa posiela spotrebiteľom.

Výsledkom je, že obohacovacie zariadenia dostávajú koncentrát, ktorý obsahuje najväčšie množstvo horľavej hmoty s minimálnym počtom nadbytočných nečistôt. Vďaka tomu sa zvyšuje najdôležitejšia kvalita koncentrátu - spaľovacie teplo.

Už v procese obohacovania vzniká takzvaný medziprodukt - zmes zrastov uhlia a horninových zložiek. Vo väčšine prípadov sa posiela na opätovné obohatenie, ale niekedy sa predáva ako palivo do kotla.

A tretím produktom prípravy uhlia, ktorý obsahuje najmä horninové minerály, je odpad z obohacovania (inak sa im hovorí zmesový). Niektoré odpady obsahujú dostatok uhlia na spracovanie, preto sa tiež niekedy posielajú na opätovné obohatenie.

Uhoľné podniky spravidla skladujú zvyšné zmiešané zmesi v hlušine. Postupne sa však v uhoľnom priemysle presadzuje spracovanie odpadu s obsahom uhlia (napríklad získavanie brikiet).

Tagy: obohacovanie uhlia
uhlia

3 Pyrolýza a splyňovanie

Pyrolýza

Pyrolýza je rozklad hnedého uhlia pri zahrievaní bez prístupu vzduchu. Existujú štyri hlavné procesy pyrolýzy:

polokoksovanie do 500–550 °С;
stredná teplota koksovania 700–750 °C;
vysokoteplotné koksovanie až do 900–1100 °С;
grafitizácia 1300–3000 °С.

Hnedé uhlie pri zahrievaní nemäkne a uvoľňujú sa prchavé látky, ktoré sa čiastočne rozložia. Vo zvyšku sa vytvorí viac-menej monolitický polokoks, ktorý prešiel silným zmrštením. Pri polokoksovateľnom hnedom uhlí sa rozlišujú tri teplotné pásma []: p>

predhrievacia zóna do 100°С;
sušiaca zóna 100-125 °C;
polokoksovacia zóna 225-500°C.

Pri pyrolýze dochádza vplyvom teploty k výrazným zmenám v uhlí. Prvým stupňom je odparovanie vlhkosti pri teplotách do 125-160°C, potom začína rozklad organickej hmoty hnedého uhlia.Ako proces pokračuje, kyslík, vodík a dusík sú odstránené a pevný zvyšok je obohatený uhlíkom. V počiatočných štádiách, pri teplotách do 200 °C, sa kyslík uvoľňuje najmä vo forme oxidu uhličitého a pyrogenetickej vody v dôsledku eliminácie funkčných skupín sprevádzaných kondenzačnými reakciami zostávajúcich radikálov.

Dusík sa uvoľňuje vo forme amoniaku, iných dusíkatých zlúčenín a vo voľnom stave.

Pri teplote 200-350°C dochádza k postupnému znižovaniu tuhého zvyšku, uvoľňovanie pár a plynov sa zvyšuje len o 6-7%. Zóna od 350 do 450 °C sa vyznačuje zvýšením rýchlosti uvoľňovania plynnej fázy a prudším poklesom výťažku pevného zvyšku. V rozsahu teplôt 450-550 °C dochádza k malým zmenám vo výťažnosti tuhého zvyšku aj zmesi pary a plynu.

Schematické znázornenie procesu pyrolýzy Obrázok 1.3. []

Ryža. 1.3 - Bloková schéma procesu pyrolýzy

Splyňovanie

Proces premeny organickej hmoty uhlia na plynné látky sa nazýva splyňovanie. V procese splyňovania sa uhlík častejšie mení na oxid uhoľnatý, vodík na vodnú paru a spolu so sírou, ktorá je v organickej hmote uhlia, na sírovodík, dusík na oxidy dusíka. Minerálna časť uhlia v závislosti od teploty splyňovania prechádza do popola alebo trosky.

Splyňovanie uhlia je základom mnohých technologických procesov spojených s jeho využívaním. Prvé splyňovacie procesy boli vyvinuté na výrobu horľavých plynov z uhlia, ktoré sa používali ako palivo v domácnostiach na pouličné osvetlenie, ako priemyselné palivo pre rôzne vysokoteplotné procesy.

Pred týmito procesmi sa hnedé uhlie drví a v prípade potreby dehydruje.

Veľmi dôležité je doviesť hnedé uhlie na požadovanú veľkosť - môže ísť o splyňovanie kusové (> 3 mm), jemné (1-3 mm) a jemné (7)

Požiadavky na hnedé uhlie, ktoré sa privádza na pyrolýzu a splyňovanie

Racionálny obsah vlhkosti počiatočného uhlia pre proces pyrolýzy je vlhkosť (Wrt) do 15 %, obsah popola (Ad) do 10 %, uhlie by malo byť nízkosírne. Pre proces splyňovania - vlhkosť (Wrt) do 65%, obsah popola (Ad) do 40%. p>

závery

Jedným zo smerov technického pokroku je rozvoj potrubnej dopravy. Najväčšiu perspektívu má priemyselná a hlavná hydrodoprava ropy a sypkých materiálov. Hydrodoprava sa vyznačuje plynulosťou a rovnomernosťou toku nákladu, zvýšenou spoľahlivosťou, možnosťou plnej automatizácie, nezávislosťou od poveternostných podmienok a má ekonomickú výhodu oproti železničnej doprave, najmä ak sa bane nachádzajú v odľahlých oblastiach; vytvára menej hluku, má výrazne nižšie dopravné straty a vplyv človeka na životné prostredie; krátky čas výstavby.

Existuje niekoľko spôsobov, ako hydraulicky prepravovať uhlie:

kalové potrubie s ďalšou dehydratáciou;
preprava vysoko koncentrovaného vodno-uhoľného paliva.

Negatívne vlastnosti hnedého uhlia bránia využitiu hydrodopravy, na vyriešenie tohto problému bola navrhnutá technológia úpravy uhlia nepolárnymi činidlami - agregácia ropy. P>

Olejová agregácia uhlia sa chápe ako súbor procesov na štruktúrovanie tenkej polydisperznej uhoľnej fázy (veľkosť zŕn do 3-5 mm) vo vodnom prostredí pomocou olejových činidiel. Tieto procesy sú založené na mechanizme adhéznej interakcie oleofilného povrchu uhlia s olejmi, čo vedie k jeho selektívnemu zmáčaniu a agregácii v turbulentnom prúdení vody. Hydrofilné častice nie sú zmáčané ropou a nie sú súčasťou agregátov, čo umožňuje ich izoláciu vo forme horninovej suspenzie. P>

Na základe uvedeného sme na zušľachťovanie hnedého uhlia pri jeho hydrodoprave zvolili technológiu agregácie ropného uhlia, ktorá je dobre kombinovaná s technológiami jeho ďalšieho spracovania a využitia: briketovanie, skvapalňovanie, splyňovanie, pyrolýza. P>