Материалы

Прогнозирование изменения содержания серы при обогащении энергетического угля и уровня выбросов сернистого ангидрида при его сжигании

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:


Н. В. Чернявский, orcid.org/0000-0003-4225-4984, Институт угольных энерготехнологий НАН Украины, г. Киев, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. Н. Воронов, orcid.org/0000-0003-4538-7870, Обособленное подразделение «Украинский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по обогащению и брикетированию угля» государственного предприятия «Научно-технический центр «УГЛЕИННОВАЦИЯ», г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

О. В. Моисеенко, orcid.org/0000-0002-8081-6960, Обособленное подразделение «Украинский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по обогащению и брикетированию угля» государственного предприятия «Научно-технический центр «УГЛЕИННОВАЦИЯ», г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С. Г. Дулиенко, orcid.org/0000-0002-2811-8882, Институт угольных энерготехнологий НАН Украины, г. Киев, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Т. Н. Монастырева, orcid.org/0000-0001-8199-2416, Институт угольных энерготехнологий НАН Украины, г. Киев, Украина, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.


повний текст / full article



Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2021, (2): 032 - 039

https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-2/032



Abstract:



Цель.
Разработка метода и прогнозной оценки снижения выбросов диоксида серы при сжигании энергетического угля за счет регулирования его качества при обогащении.


Методика.
Исследование содержания серы в угле с использованием ситового, фракционного анализа, анализа зольности и содержания общей серы. Прогнозирование содержания серы в концентрате разработанным расчетным методом. Промышленные испытания на обогатительной фабрике. Прогнозирование уровня выбросов SO2 при пылевидном сжигании угля разработанным расчетным методом.


Результаты.
Исследовано распределение содержания серы по классам крупности украинских энергетических газовых углей в зависимости от зольности, доказана близость к линейной зависимости содержания серы от зольности исходного угля, беспородной массы, породы и концентрата. Выполнены расчеты уровня выбросов SO2 при пылевидном сжигании угля и продуктов его обогащения с учетом их элементного состава и доказана линейная зависимость уровня выбросов SO2 от отношения содержания общей серы к низшей теплоте сгорания (LHV). На основании полученных результатов разработаны способы определения ожидаемого содержания серы в продуктах обогащения угля и прогнозного уровня выбросов SO2 при их сжигании, определена оптимальная глубина обогащения для углей разных шахт по критерию соответствия уровня выбросов SO2 действующим экологическим нормам.


Научная новизна.
Доказана близость к линейной зависимости содержания серы от зольности исходного угля, беспородной массы, породы и концентрата. Доказана линейная зависимость уровня выбросов SO2 от отношения содержания общей серы к LHV при пылевидном сжигании угля и продуктов его обогащения.


Практическая значимость.
Разработан способ определения ожидаемого содержания серы в продуктах обогащения угля отсадкой с учетом допустимого содержания тяжелой фракции в концентрате и добавления сгущенного шлама к продуктам обогащения. Разработан способ определения прогнозного уровня выбросов SO2 при их сжигании. Определена оптимальная глубина обогащения для углей разных шахт по критерию соответствия уровня выбросов SO2 действующим экологическим нормам.


Ключевые слова:
энергетический уголь, содержание серы, обогащение, пылевидное сжигание, выбросы диоксида серы

References.


1. Chernyavskyy, M. V., Dunayevska, N. I., Prоvalov, O. Yu., & Miroshnichenko, Ye. S. (2020). Scientific basis and technologies of anthracite replacement at thermal power plants. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (3), 33-40. https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-3/033.

2. National Emissions Reduction Plan for Large Combustion Plants. Adopted by the direction of Cabinet of Ministers of Ukraine of 08.11.2017 No. 796-r. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/796-2017-%D1%80#Text.

3. Hower, J. (2016). Coal. In Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/0471238961.0315011222151818.a01.pub3.

4. Speight, J. G. (2013). The Chemistry and Technology of Coal. (3 rd ed.) CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, Florida. https://doi.org/10.1201/b12497.

5. Keppeler, J. G. (2015). Coals, Lignite, and Peat. In Kutz, M. (Ed.) (2015). Mechanical Engineers’ Handbook, Fourth Edition. John Wiley & Sons, Inc. https://doi.org/10.1002/9781118985960.meh420.

6. Kizilshtein, L. Ya. (1975). Genesis of sulfur in coals. Rostov na Donu: Publishing House of Rostov State University.

7. Dolgiy, V. Ya., Krivchenko, A. A., & Shamalo, M. D. (2000). The content of total sulfur in coal seams in the mines of Ukraine. Coal of Ukraine, (1), 10-12. Retrieved from http://masters.donntu.org/2009/feht/semkovskiy/library/article9.htm.

8. Calkins, W. H. (1994). The chemical forms of sulfur in coal: a review. Fuel, 73(4). 475-484. https://doi.org/10.1016/0016-2361(94)90028-0.

9. Shpirt, M. Ya., Kler, V. R., & Pertsikov, I. Z. (1990). Inorganic components of solid fuels. Moscow: Chemistry. ISBN 5-7245-0578-9.

10. Sidorovych, Ya. Y., Haivanov, V. I., Pishchiev, S. V., Si­pyak, O. I., & Sidorovych, M. Ya. (1997). Problems of desulfurization of coal and utilization of coal sulfur. Coal of Ukraine, (2-3), 16-27.

11. Demirbas, A., & Balat, M. (2004). Coal Desulfurization via Different Methods. Energy Sources, 26(6), 541-550. https://doi.org/10.1080/00908310490429669.

12. Wang, M., Song, D., Zheng, B., & Finkelman, R. B. (2008). The Studying of Washing of Arsenic and Sulfur from Coals Having Different Ranges of Arsenic Contents. Annals of the New York Academy of Sciences, 1140(1), 321-324. https://doi.org/10.1196/annals.1454.018.

13. Bogenschneider, B., Jung, R. G., & Klein, J. (2005). Desulfurization of Coal. In Biopolymers Online: Biology, Chemistry, Biotechnology, Applications. Part 1. Lignin, Humic Substances and Coal. Wiley-VCH Verlag GmbH. https://doi.org/10.1002/3527600035.bpol1015.

14. Zhang, B., Zhao, Y., Zhou, Ch., Duan, Ch., & Dong, L. (2015). Fine Coal Desulfurization by Magnetic Separation and the Behavior of Sulfur Component Response in Microwave Energy Pretreatment. Energy and Fuels, 29(2):150109100223007. https://doi.org/10.1021/ef502003g.

15. Zhang, B., Zhou, C., Zhao, Y., Cai., L., & Fan, X. (2017). Fine coal desulphurization and microwave energy absorption behaviour by microwave magnetic separation. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 95, 1156-1163. https://doi.org/10.1002/cjce.22769.

16. Laptienko, A. L., Rekun, V. V., Taryanik, A. V., Saranchuk, V. I., & Shendrik, T. G. (2003). Method of deep purification of coal and coal wastes from ash and sulfur. Coke and chemistry, (8), 14-18.

17. Merkhut, A., & Tymoschuk, M. (2019). Modernization of coal mills using the “HER-ART” technology, a method of extending the service life and reducing emissions. 15 th International scientific-practical. conf. “Coal thermal energy: ways of reconstruction and development”: Collection of Science works, (pp. 85-88). Kyiv: IVE NAS of Ukraine.

18. Chiang, S. H., & Cobb, J. T. (2000). Coal Conversion Processes, Cleaning and Desulfurization. In Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/0471238961.0312050103080901.a01.

19. Cavallaro, J. A., Deurbrouck, A. W., Killmeyer, R. P., Fuchs, W., & Jacobsen, P. S. (1991). Sulfur and Ash Reduction Potential and Selected Chemical and Physical Properties of United States Coals. DOE/PETC-91/6. Retrieved from https://www.osti.gov/servlets/purl/5435690.

20. Ali, A., Srivastava, S. K., & Haque, R. (1992). Studies on the Simultaneous Desulphurization and Demineralization of Coal. Fuel, 71, 835-839.

21. Speight, J. G. (2013). Recovery, Preparation, and Transportation. In Coal-Fired Power Generation Handbook, (pp. 69-126). Scrivener Publishing LLC. https://doi.org/10.1002/9781118739457.ch3.

22. Filippenko, Yu. N., Rudavina, E. V., Sklyar, P. T., & Cher­nyav­sky, N. V. (2010). The contribution of mineral mass to the observed values of the volatile yield and the elemental composition of coal. Enrichment of minerals: scientific and technical collection, 40(81), 26-31. Retrieved from http://ir.nmu.org.ua/bitstream/handle/123456789/152686/6.pdf?sequence=1&isAllowed=y.

23. Volchin, I. A., & Gaponich, L. S. (2016). Calculation of parameters of flue gases of coal thermal power plants on the basis of characteristics of solid fuel. Energy technologies and resource saving, (1), 49-56.

24. Chernyavskyy, M. V. (2020). The method of determining the expected sulfur content in the coal preparation products. (Ukrainian Patent No. 143011). Ukraine.

25. Chernyavskyy, M. V., Dulienko, S. G., & Monastyreva, T. M. (2020). The method of express determination of predicted level of sulfur dioxide emissions when pulverized combustion of bituminous coal. (Ukrainian Patent No. 143014). Ukraine.

 

Следующие статьи из текущего раздела:

Посетители

3672370
Сегодня
За месяц
Всего
705
52592
3672370

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная