Науковий вісник НГУ

Науково-технічні й екологічні аспекти розширення паливної бази енергетики та цементного виробництва за рахунок нафтового коксу

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №6 2025

Останнє оновлення: 25 грудня 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 682

Authors:

М. В. Чернявський*, orcid.org/0000-0003-4225-4984, Інститут теплоенергетичних технологій НАН України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. Ю. Провалов, orcid.org/0000-0002-5191-2259, Інститут теплоенергетичних технологій НАН України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025, (6): 127 - 135

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-6/127

Abstract:

Мета. Узагальнення досвіду паливного використання нафтового коксу за різними технологіями спалювання й розроблення наукових основ його використання у виробництві портландцементного клінкеру із дотриманням екологічних вимог.

Методика. Визначення ефективності зв’я­зу­ван­ня сірки в обертовій печі та в декарбонізаторі на основі матеріального балансу сірки в сировині, паливі й клінкері. Визначення допустимого вмісту нафтового коксу в паливі на основі розрахунку рівня викидів сірчистого ангідриду із використанням знайденого коефіцієнту зв’язування сірки.

Результати. Показано, що в якості палива нафтовий кокс еквівалентний до високосірчистого пісного вугілля. Проаналізовано досвід використання нафтококсу в енергоустановках зі спалюванням у циркулюючому киплячому шарі (ЦКШ) і з пиловидним спалюванням, зокрема, у котлі енергоблоку 800 МВт Слов’янської ТЕС. Розглянута технологія «сухого» виробництва цементу. Доведено, що умови спалювання нафтококсу в обертовій печі обпалу клінкеру, розкладу карбонату кальцію в декарбонізаторі й контакту оксиду кальцію з сірчистим ангідридом співпадають з оптимальними умовами зв’язування сірки в технології спалювання вугілля у ЦКШ. Визначена ефективність зв’язу­вання сірки в обертовій печі та у декарбонізаторі на основі матеріального балансу сірки в сировині, паливі й клінкері. Визначено допустимий вміст нафтового коксу в паливі для пиловидного спалювання й для обертових печей на основі розрахунку рівня викидів сірчистого ангідриду із використанням знайденого коефіцієнту зв’язування сірки. Надані рекомендації із використання нафтового коксу у цементному виробництві для розширення його паливної бази із дотриманням екологічних вимог.

Наукова новизна. Визначена ефективність зв’я­зу­вання сірки твердого палива в обертовій печі та у декарбонізаторі. Доведено, що у технології «сухого» виробництва цементу при більшій частці нафтококсу в паливі забезпечуються викиди діоксиду сірки в 11 разів менші, ніж при пиловидному спалюванні. Розроблена методика оцінки допустимого вмісту нафтококсу в паливі для обертової печі.

Практична значимість. Доведені переваги використання нафтового коксу як палива для обертових печей у виробництві клінкеру. Визначено допустимий вміст нафтококсу в паливі із виконанням екологічних вимог ЄС. Надані рекомендації із використання нафтового коксу у цементному виробництві для розширення його паливної бази.

Ключові слова: нафтовий кокс, кам’яне вугілля, портландцементний клінкер, обертова піч, декарбонізатор

References.

1. Reference Document on Best Available Techniques (BAT) for the Production of Cement, Lime and Magnesium Oxide (2013). EU. Retrieved from https://mepr.gov.ua/dovidkovi-dokumenty-z-ndtm-vyrobnytstvo-tsementu-vapna-i-oksydu-magniyu

2. Verkhovna Rada of Ukraine (n.d.). Directive 2010/75/EU of the European Parliament and of the Council of 24 November 2010 on industrial emissions. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/984_004-10#n970

3. Verkhovna Rada of Ukraine (n.d.). Technological standards for permissible emissions of pollutants from equipment (installations) for the production of cement clinker in rotary kilns with a production capacity exceeding 500 tons per day. Approved by the Order of the Ministry of Environment of Ukraine dated 20.01.2009 No. 23. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0120-09#Text

4. Mancuso, L., & Arienti, S. (2017). Petroleum coke (petcoke) and refinery residues. In T. Wang & G. Stiegel (Eds.). Integrated gasification combined cycle (IGCC) technologies, (pp. 121-144). Woodhead Publishing. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100167-7.00003-2

5. PermuTrade (n.d.). Is Petroleum Coke The Same As Coal? Retrieved from https://www.permutrade.com/is-petroleum-coke-the-same-as-coal

6. Gadhavi, G., & Solanki, H. (2022). A review: sulfur in coal and petroleum coke. International Association of Biologicals and Computational Digest, 1(2), 282-286. https://doi.org/10.56588/iabcd.v1i2.81

7. Petroleum Coke: A Comprehensive Guide to Production, Specifications, and Types. London Premier Centre (2024). Retrieved from https://www.lpcentre.com/articles/petroleum-coke-a-comprehensive-guide-to-production-specifications-and-types

8. Tillman, D., Duong, D., & Harding, N. S. (2012). Solid fuel blending: Principles, practices, and problems. Butterworth-Heinemann.

9. Alekhnovich, A. N., Bogomolov, V. V., & Artem’eva, N. V. (2019). Petroleum coke characteristics and use in power industry. Power Technology and Engineering, 53, 339-343. https://doi.org/10.1007/s10749-019-01081-1

10.      Chernyavskyy, M. V., Dunayevska, N. I., Provalov, 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

11.      Chernyavsky, N., Provalov, O., Kosyachkov, O., & Bestsennyy, I. (2021). Scientific bases, experience of production and combustion of coal mixtures at thermal power plants of Ukraine. Procedia Environmental Science, Engineering and Management, 8(1), 23-31. Retrieved from http://www.procedia-esem.eu/pdf/issues/2021/no1/4_01.04_ Chernyavskiy_21.pdf

12.      Provalov, O. Yu., Kosyachkov, O. V., & Roskolupa, A. I. (2019). Experience of preparation and combustion of anthracite mixtures with petroleum coke and gas coal at Sloviansk TPP. 15^th International Scientific and Practical Conference “Coal Thermal Power Engineering: Ways of Reconstruction and Development”, (pp. 110-113). IVE NAS of Ukraine. Retrieved from http://www.ceti-nasu.org.ua/upload/iblock/71a/71ae934a8c8b90e58f1c1933159f732d.pdf

13.      Ministry of Environment of Ukraine (2008, October 22). Technological standards for permissible emissions of pollutants from thermal power installations with a nominal thermal capacity exceeding 50 MW (Order No. 541). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z1110-08#Text

14.      Verkhovna Rada of Ukraine (n.d.). National Emissions Reduction Plan for Large Combustion Plants. Adopted by the direction of Cabinet of Ministers of Ukraine of 08.11.2017 No796-r. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/796-2017-%D1%80#Text

15.      Liu, X., Luo, Z., Yang, X., Xie, G., Yu, Y., & Yu, C. (2020). Effect of limestone addition on NO emission during petroleum coke combustion in CFBB. Fuel, 270, 117475. https://doi.org/10.1016/J.FUEL.2020.117475

16.      Volchyn, I. A., Gaponych, L. S., & Zhoran, I. P. (2018). Selection of flue gas desulfurization technology for Ukrainian coal-fired thermal power plants. Scientific Works of the National University of Food Technologies, 24(4), 154-168. https://doi.org/10.24263/2225-2924-2018-24-4-18

17.      Volchyn, I., Dunayevska, N., Gaponych, L., Chernyavskyi, M., Topal, O., & Zasyadko, Ya. (2013). Prospects for the implementation of clean coal technologies in the energy sector of Ukraine. Kyiv: “Gnozis”. ISBN: 978-966-8840-97-5.

18.      Plashykhin, S. V. (2020). A guide to resource-efficient and clean production. Cement industry). Kyiv: Tsentr resursoefektyvnoho ta chystoho vyrobnytstva.

19.      IGD 34.02.305-2002 “Emissions of pollutants into the atmosphere from energy installations. Methodology for determination”.

20.      Chen-Lin Chou (2012). Sulfur in coals: A review of geochemistry and origins. International Journal of Coal Geology, 100. https://doi.org/10.1016/j.coal.2012.05.009

21.      Zhang, Y.-M., Guo, G.-Z., & Wang, L.-P. (2019). Study on influencing factors of coal quality in coal blending. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 242, 022003. https://doi.org/10.1088/1755-1315/242/2/022003

22.      Chernyavskyy, M. V., & Moiseenko, O. V. (2018). Development of methods for reducing sulfur dioxide emissions from thermal power plants based on the study of sulfur-containing mineral inclusions and changes in their content during enrichment of energy coal. 14 ^th International Scientific and Practical Conference “Coal Thermal Power Engineering: Ways of Reconstruction and Development”, (pp. 185-189). IVE NAS of Ukraine. Retrieved from http://www.ceti-nasu.org.ua/upload/iblock/22f/22f649993fee6a325048218b9de4a64c.pdf

• < Попередня
• Наступна >