Енерготехнологічне підґрунтя для залучення солоного вугілля до енергобалансу України. 1. Склад водних екстрактів і перспективи їх утилізації
/ 0
- Деталі
- Категорія: Фізика твердого тіла, збагачення корисних копалин
- Останнє оновлення: 09 січня 2019
- Опубліковано: 27 грудня 2018
- Перегляди: 2994
Authors:
А. І. Фатеєв, orcid.org/0000-0003-4129-3703, Інститут вугільних енерготехнологій НАН України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Т. Г. Шендрік, доктор хімічних наук, професор, orcid.org/0000-0001-6629-6471, Інститут фізико-органічної хімії і вуглехімії імені Л. М. Литвиненка НАН України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
С. С. Поліщук, кандидат фізико-математичних наук, orcid.org/0000-0002-8403-5360, Інститут металофізики імені Г. В. Курдюмова НАН України, м. Київ,Україна, e‑mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..uа
Н. І. Дунаєвська, кандидат технічних наук, orcid.org/0000-0003-3271-8204, Інститут вугільних енерготехнологій НАН України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Abstract:
Вугілля з підвищеним вмістом лужних і лужноземельних металів (солоне вугілля (СВ) займає чинне місце серед резервних джерел енергії в Україні. Поклади СВ розташовані у промислових регіонах, воно має високі паливні показники й може незабаром стати суттєвою частиною сумішевих палив, що відповідатимуть стандартам України та зможуть кваліфіковано використовуватись на сучасних ТЕС. Для визначення раціональних способів залучення солоного вугілля до паливної галузі у світовій практиці широко застосовується детальне дослідження впливу природних мінеральних речовин на процеси шлакування, налипання й корозії при спалюванні такого вугілля.
Мета. Визначення складу природних водорозчинних мінералів-вугілля, що призводять до низки проблем при спалюванні, не руйнуючими методами, порівняльний аналіз складу мінеральних фаз СВ різних родовищ України, оцінка їхньої здатності до шлакування та огляд перспектив використання промивних вод, що утворюються при знесоленні вугілля.
Методика. Із використанням розроблених авторами технологічних режимів знесолення одержані водні екстракти СВ, що досліджені методом рентгенівської дифракції (прилад DRON 4M), та визначено склад їх сухих речовин за допомогою програми MATCH!. Загальний вміст солей та ефективність їх видалення з вугілля водою оцінено за допомогою приладу 4805 Conductivity TDS/Temp indicator/EZODO.
Результати. Визначено склад і особливості мінеральних фаз екстрактів СВ різних вітчизняних родовищ. За даними хімічного складу золи розраховано фактор забруднення для СВ різних родовищ України, проведено порівняння із даними світових джерел. Показано, що навіть при близькому значенні вмісту оксиду натрію в золі, солоне вугілля різних родовищ за асортиментом (знайдено від 2 до 5 різновидів) нативних водорозчинних мінералів та їх співвідношенням суттєво розрізняється. Визначено, що у водних екстрактах двох зразків солоного вугілля превалюючими мінералами є сульфати, а не галіт.
Науковановизна. Уперше виконано порівняльний напівкількісний аналіз нативних мінеральних фаз сухих водних екстрактів СВ трьох українських родовищ, узагальнені дані щодо умов ефективного знесолення вугілля. Розглянуті перспективи утилізації (захоронення) промивних вод, що утворюються при підготовці солоного вугілля до енергетичного використання.
Практична значимість. Завдяки детальним дослідженням сухих водних екстрактів і встановленню складу мінеральних фаз СВ стає можливим прогнозування: 1) утворення низькоплавких евтектик у процесі спалювання вітчизняного солоного вугілля та відповідного вибору спеціальних умов процесу, що запобігатимуть шлакуванню; 2) складу та поведінки сумішевих палив за участі СВ й іншого вугілля, що відрізняється значним вмістом тугоплавких сполук; 3) вибору певних мінеральних додатків (у т.ч. промислових відходів), що знижують ризики шлакування й корозії при спалюванні вітчизняного солоного вугілля.
References.
1. The Paris Agreement, UNITED NATIONS 2015 [online]. Available at: <https://unfccc.int/files/essential_background/convention/application/pdf/english_paris_agreement.pdf> [Accessed 25 December 2017].
2. Popovich, I. N., 2013. State and prospects of coal industry development in Ukraine. Ugol Ukrainy,10, pp. 3–6.
3. Ivanova, A. V., 2015. Formation conditions and problems of development salty coals of Ukraine, Geoehkologicheskie problemy uglepromyshlennyh territorii,pр. 188‒199.
4. Hatt, R. and Mann, C., 2015. Operational Considerations When Burning Higher-Chlorine Coal, 02/01/2015 [online]. Available at: <http://www.powermag.com> [Accessed 4 January 2018].
5. Krut, A. A., Fateyev, A. I. and Muzalevskaya, N. I., 2016. Mineralization of water during the purification of salted coal. Ugol Ukrainy, 9‒10, pp. 32–35.
6. Guoliang, Song, Xiaobin, Qi, Shaobo, Yang and Zhao, Yang, 2018. Investigation of ash deposition and corrosion during circulating fluidized bed combustion of high-sodium, high-chlorine Xinjiang lignite. Fuel, 214, pp. 207–214. DOI: 10.1016/j.fuel.2017.11.011.
7. Yukui, Zhang and Haixia, Zhang, 2017. Gasification Characteristics and Sodium Transformation Behavior of High-Sodium Zhundong Coal. Energy Fuels, 31, pр. 6435−6444. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.6b03456.
8. Dai, B., Wu, X., De Girolamo, A. and Zhang, L., 2015. Inhibition of lignite ash slagging and fouling upon the use of a silica-based additive in an industrial pulverised coal-fired boiler. Part 1. Changes on the properties of ash deposits along the furnace. Fuel, 139, pр. 720‒732. DOI: 10.1016/j.fuel.2014.06.054.
9. Yaxin, Gao, Lizhi, Ding, Xian, Li, Wenhui, Wang, Yi Xue, Xianqing, Zhu, Hongyun, Hu, Guangqian, Luo, Ichiro, Naruse, Zongqing, Bai and Hong, Yao, 2017. Na & Ca removal from Zhundong coal by a novel CO2-water leaching method and the ashing behavior of the leached coal. Fuel, 210, pр. 8‒14. DOI: 10.1016/j.fuel.2017.08.046.
10. Renhui, Ruan, Houzhang, Tan, Xuebin, Wang, Yan, Li, shuaishuai, Li, Zhongfa, Hu, Bo, Wei and Tao, Yang, 2018. Characteristics of fine particulate matter formation during combustion of lignite riched in AAEM (alkali and alkaline earth metals) and sulfur. Fuel, 211, рp. 206‒213. DOI: 10.1016/j.fuel.2017.08.114.
11. Fateev, A. I. and Romanova, L. A., 2014. Influence of technological factors on the process of washing harmful impurities from the saline coal of Ukraine. Energy technologies and resource saving, 3, pp. 6–10.
12. Krut, O. A. and Dunayevska, N. I., 2015. Prospects of enrichment the Donbass salty coal, Ugol Ukrainy, 7‒8, p. 73–76.
13. Klimenko, N. A., Astrelin, I. M., Grechanik, S. V., Nevinnaia, L. V. and Kosogina, I. V., 2016. Evaluation of the possibilities to use the waste of alumina production in Ukraine at water treatment, Energy technologies and resource saving, 2,p. 62‒69.
14. Pigulevskiy, P. I., Tyapkin, O. K., Podresenko, I. N., Ostapenko, N. S., Kyrychenko, V. A. and Bondarenko, L. V., 2015. Prospect of use of liquid wastes as a source of mineral compounds (on an example of Krivoy Rog iron ore basin). Geologogeofizicheskiye issledovaniya, pp. 1‒10.
Архів журналу