Referat.me

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.