Название: Углистые породы Днепровского буроугольного бассейна как сырье для энергетики и химической промышленности
Вид работы: статья
Рубрика: Биология и химия
Размер файла: 18.03 Kb
Скачать файл: referat.me-21753.docx
Краткое описание работы: Углистые породы – высокозольные углистые образования, которые залегают в основном в кровле буроугольного пласта. Их количество достигает 50 % от добываемого угля. При добыче угля они отгружаются в отвалы.
Углистые породы Днепровского буроугольного бассейна как сырье для энергетики и химической промышленности
Углистые породы Днепровского буроугольного бассейна как сырье для энергетики и химической промышленности.
В.И. Саранчук, Г.П. Маценко, В.А. Тамко, И.И. Швец
Введение
Углистые породы – высокозольные углистые образования, которые залегают в основном в кровле буроугольного пласта. Их количество достигает 50 % от добываемого угля. При добыче угля они отгружаются в отвалы.
Днепровский буроугольный бассейн, расположенный в центральной части Украины, объединяет более 150 месторождений бурого угля, площадью от единиц до 200-400 км2, простирающихся в основном по правобережью р. Днепр. Промышленное значение имеют около 55 месторождений в основном в Александрийском буроугольном районе Днепропетровской и Кировоградской областях. Разведанные запасы угля 2.4 млрд. т.
Промышленная угленосность связана с отложениями бучакского яруса палеогена (средний эоцен). Угленосные отложения бучакского яруса по литологическим признакам разделяются на три толщи (горизонта): подугольную, угольную и надугольную.
Подугольную толщу составляют средние и крупнозернистые серые пески, переходящие вверху в мелкозернистые темно-бурые углистые, линзы глин, каолинов, редко мелкие прослойки угля. Максимальная мощность горизонта 25 м, преобладающая 6-8 м.
Угольная толща представляет единственную образовавшуюся более менее одновременно залежь бурого угля представляющую один пласт простого или сложного строения, реже 2-3 пласта, разделенных углистыми песками, углистыми глинами, прослоями песка. Мощность и строение угольной залежи не выдержаны, резко изменяются с переходом угля в углистые породы, высокозольные угли (в основном в верхней части залежи).
Надугольная толща сложена углистыми глинами, углистыми песками с прослоями глин, песков, линз и прослоев угля. Общая мощность бучакских отложений не превышает 40-45 м, часто 10-15 м [1].
Углистые глины и пески отнесены к категории горных пород только потому, что содержание золы в них больше 40 %. Если бы эта условная граница была принята равной 50 % то запасы угля на некоторых месторождениях выросли бы в 1.5-2.0 раза, а объем вскрыши сократился бы в 2-3 раза.
Проведенные исследования показали, что углистые породы сходны по составу и свойствам с бурыми углями, имеют зольность от 40 до 60 %, одинаковый элементный состав органической массы, выход битумов и гуминовых кислот.
Предварительные исследования показали, что углистые породы при их комплексном использовании могут служить энергетическим и химическим сырьем, основой хороших углеродных адсорбентов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Для переработки углистых глин (УГ) применяли пиролиз [2]. Пиролизу подвергали как исходные УГ, так и УГ предварительно обработанные 1 М раствором NаОН. Пиролиз УГ проводили при температурах 600-900 °С в реакторе без давления. Образующуюся при пиролизе парогазовую смесь разделяли на жидкие продукты и газ. Сорбенты из УГ получали путем активации парами воды твердых остатков (карбонизатов) пиролиза УГ. Сорбционную емкость полученных сорбентов определяли по метиленовому голубому и фенолу. Удельную поверхность сорбентов методом БЭТ. В работе приведены результаты переработки УГ, на примере УГ Верболозовского разреза Александрийского месторождения.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
В таблице 1 приведен выход продуктов пиролиза УГ Верболозовского разреза при различных температурах. Выход жидких продуктов из УГ увеличивается до температуры 700 °С. При более высоких температурах пиролиза из УГ образуются только газы. Выход жидких продуктов из УГ, обработанных NaOH больше чем из исходных УГ в 1.4 раза. Выход газа при этом больше на 5-15 %. Так из 1 т органической массы УГ, которая содержится в 1.7 т сухих УГ, можно получить 80-120 кг жидких продуктов, 320-610 кг или 250-470 м3 газа и 1000-1250 кг карбонизата (сырья для получения адсорбентов).
Таблица 1 – Выход продуктов пиролиза УГ
Температура пиролиза, °С |
Выход продуктов пиролиза |
Степень конверсии ОМ, % |
|||
жидких, % от ОМ |
газа, % от ОМ |
карбонизата, % от ОМ |
карбонизата, % от сухих УГ |
||
исходные УГ |
|||||
600 |
8, 0 |
32 |
60 |
73 |
40 |
700 |
9, 0 |
44 |
47 |
67 |
53 |
800 |
9, 0 |
49 |
42 |
65 |
58 |
900 |
9, 0 |
59 |
32 |
62 |
68 |
УГ обработанные 1М раствором NaOH |
|||||
600 |
11, 0 |
37 |
52 |
72 |
48 |
700 |
12, 0 |
45 |
43 |
70 |
57 |
800 |
12, 0 |
51 |
37 |
68 |
63 |
900 |
12, 0 |
61 |
27 |
65 |
73 |
Использование карбонизатов в энергетике не целесообразно, так как в них содержится большое (58-70 %) количество золы. По этому целесообразность переработки УГ зависит от возможностей получения из них качественных адсорбентов. В таблице 2 приведены данные по выходу и свойствам адсорбентов, полученных из карбонизатов УГ.
Таблица 2 – Адсорбенты из УГ Верболозовского разреза
Наименование |
Условия получения |
Выход, % от сухих УГ |
Зольность, % |
Удельная поверхность, м2/г |
Адсорбционная емкость |
||
t, °С |
Время активации, мин |
Время активации, мин |
Время активации, мин |
||||
Исходные УГ |
– |
– |
– |
40 |
3, 0 |
54 |
– |
Карбонизат из исходных УГ |
900 |
– |
63 |
63 |
120 |
52 |
56 |
Адсорбент из исходных УГ |
925 |
30 |
59 |
67 |
205 |
80 |
85 |
Карбонизат из УГ, обработанных NaOH |
900 |
– |
58 |
73 |
61 |
58 |
50 |
Адсорбент из УГ, обработанных NaOH |
925 |
30 |
54 |
79 |
110 |
78 |
72 |
Адсорбент из бурого угля |
925 |
30 |
38 |
26 |
515 |
77 |
80 |
Удельная поверхность адсорбентов из УГ ниже, чем из адсорбентов полученных из бурого угля. Сорбционная емкость адсорбентов из УГ не уступает адсорбентам полученным в аналогичных условиях из бурого угля. Адсорбенты из УГ, обработанных NaOH обладают меньшей удельной поверхностью, чем адсорбенты из исходных УГ. Но их использование целесообразно, для получения гранулированных адсорбентов из мелкодисперсных (фракции <0.5 мм) УГ. Выход сорбентов из УГ в 1.5-1.6 раза больше, чем из бурых углей. Адсорбенты из УГ отвечают требованиям к осветляющим адсорбентам и могут быть рекомендованы для очистки сточных вод и воздуха от вредных примесей.
ВЫВОДЫ
Анализируя результаты проведенных исследований можно отметить, что использование УГ в качестве сырья для энергетики и химической промышленности возможно при их комплексной переработке.
Список литературы
1. Днепровский буроугольный бассейн / А.Я. Радзивилл и др. – К.: Наук. думка, 1987. – 328 с.
2. Саранчук В.И., Тамко В.А. // ХТТ. 1986. №6. С.55-60.
Похожие работы
-
Кошка в современном мире
Всем известно о памятниках, поставленным собакам за их подвиги, но ведь и кошки немало послужили человечеству. Так, например, в Старом Петергофе под Санкт-Петерургом скромный памятник кошке поставлен перед институтом биологии.
-
Антропогенный круговорот вещества. Ресурсный цикл
Человек интенсивно трансформирует процессы круговорота всех химических элементов не только на локальном, но и биосферном уровне. Человечество - это часть биосферы (с его производством).
-
Водородные технологии для энергетики развивающегося мира
Устойчивая энерго-экономика — это одно из условий международной, экономической, экологической и социальной стабильности как в глобальном масштабе, так и отдельных государств и регионов.
-
Активный уголь
Активный уголь (активированный уголь), материал с развитой пористой структурой. На 87-97% (по массе) состоит из С, содержит также Н, О и в-ва, введенные в активный уголь при его получении.
-
Хлористый кальций как средство от смерзаемости и пылимости
Зимняя смерзаемость сыпучих материалов из года в год приносит горнодобытчикам и получателям их материалов миллионные убытки.
-
Содержание общей серы в угольных пластах на шахтах Украины
Повышенное содержание серы в углях снижает их качество, обусловливает при энергетическом использовании значительный рост расхода топлива и опасность загрязнения среды токсичными оксидами серы, а при коксовании — ухудшение качества кокса.
-
Формы серы и азота в органической массе углей
Содержание серы в углях различных бассейнов и месторождений России варьирует в широких пределах – от долей процента до 7-9%. В углях других стран содержание органической серы может достигать 10-12% (угли Раша в Югославии).
-
Производство водорода из твердых топлив
В настоящее время водород применяется в проходных металлургических печах для создания в них безокислительной среды. В будущем он будет использоваться как экологически чистое топливо, например, в двигателях внутреннего сгорания.
-
Получение водорода
Выполненные технико-экономические исследования показали: несмотря на то, что водород является вторичным энергоносителем, то есть стоит дороже, чем природные топлива, его применение в ряде случаев экономически целесообразно уже сейчас.
-
Подземная газификация твердых топлив
Превращение твердых топлив (угля, горючих сланцев) непосредственно на месте их залегания в недрах земной коры в горючий газ.