РЕСУРСЫ


Оригинальная статья

 

УДК 662.81/.87:622.33 © С.В. Ким, О.А. Богоявленская, С.Х. Кударинов, А.С. Орлов, В.В. Орлова, 2020

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 6-2020 /1131/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-6-41-45

 

Название

Получение брикетированного бездымного топлива из термообработанной мелочи энергетических углей

 

Авторы

Ким С.В., канд. техн. наук, заведующий лабораторией металлургии чугуна и топлива Химико-металлургического института им. Ж. Абишева, 100009, г. Караганда, Республика Казахстан, е-mail: sergey_kim@inbox.ru

Богоявленская О.А., старший научный сотрудник, лаборатории металлургии чугуна и топлива Химико-металлургического института им. Ж. Абишева, 100009, г. Караганда, Республика Казахстан, е-mail: o-bogoyavlenskay@mail.ru

Кударинов С.Х., старший научный сотрудник лаборатории металлургии чугуна и топлива Химико-металлургического института им. Ж. Абишева, 100009, г. Караганда, Республика Казахстан, е-mail: kudarinovs@mail.ru

Орлова В.В., магистр техн. наук, младший научный сотрудник лаборатории металлургии чугуна и топлива Химико-металлургического института им. Ж. Абишева, 100009, г. Караганда, Республика Казахстан, е-mail: vera_v09@mail.ru

Орлов А.С., магистр техн. наук, младший научный сотрудник лаборатории металлургии чугуна и топлива Химико-металлургического института им. Ж. Абишева, 100009, г. Караганда, Республика Казахстан, е-mail: wolftailer@mail.ru

 

Аннотация

Работа посвящена вопросу утилизации угольной мелочи с целью получения экологически чистого бытового топлива с высокими энергетическими показателями и потребительскими свойствами. В статье представлены результаты исследований по разработке технологической схемы брикетирования термообработанной мелочи энергетических углей для получения бездымного топлива. Приведено описание способа предварительной термообработки мелочи углей перед прессованием путем термоокислительного коксования в аппарате периодического действия – реторте. Полученный карбонизованный продукт — полукокс подвергается брикетированию. В шихту для брикетирования к полукоксу, составляющему 65-80 % мас., в качестве связующего добавляется меласса плотностью 1,32-1,5 г/см3 в количестве 5 % мас. и в качестве упрочняющей добавки – угольный шлам в количестве 15-25 % мас. Удаление в процессе термообработки большей части наиболее вредных токсичных соединений обеспечивает экологическую чистоту брикетированного топлива по сравнению с углем в сфере потребления. Оставшаяся в полукоксе часть смолистой компоненты угля служит связующей основой при брикетировании, а именно, упрочняет структуру брикета вследствие полимеризации в результате термической сушки брикетов при температуре 200-250ºС в токе отходящих газов полукоксования. Опытные образцы брикетированного бытового топлива обладают оптимальным для разжигания выходом летучих веществ, хорошей прочностью, высокой теплотой сгорания, а также длительным периодом бездымного сгорания в топочном устройстве.

 

Ключевые слова

Бездымное топливо, энергетические угли, отходы угледобычи и углепереработки, термоокислительный пиролиз, полукокс, брикетирование, реторта, экологическая чистота.

 

Список литературы

1. Бажин В.Ю., Кусков В.Б., Кускова Я.В. Проблемы использования невостребованных угольных и других углеродсодержащих материалов в качестве энергетических брикетов // Уголь. 2019. № 4. С. 50-54. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-4-50-54.

2. Массаро М.М, Сын С.Ф., Гровен Ж.Ж. Тепловой и механический анализ брикетированной угольной мелочи с использованием твердых бытовых отходов / PCC 2012: 29-я ежегодная международная конференция по Питтсбургскому углю. Питтсбург, 2012. Т. 2. С. 1288-1301.

3. Пиролиз бурых углей Бриневского месторождения Республики Беларусь / И.И. Лиштван, П.Л. Фалюшин, В.М. Дударчик и др. // Химия твердого топлива. 2009. № 3. С. 19-25.

4. Малолетнев А.С., Гюльмалиев А.М., Мазнева О.А. Химический состав дистиллятных фракций каменноугольной смолы ОАО «Алтайкокс» // Химия твердого топлива. 2014. № 1. С. 12-22.

5. Carbonaceous smokeless fuel and modern small-scale boilers limiting the residential emission. Part 1 / K. Matuszek, P. Hrycko, S. Stelmach, A. Sobolewski // Przemysl chemiczny. 2016. Vol. 95. Issue 2. P. 223-227.

6. Carbonaceous smokeless fuel and modern small-scale boilers limiting the residential emission. Part 2. Experimental tests of a new carbonaceous smokeless fuel / K. Matuszek, P. Hrycko, S. Stelmach, A. Sobolewski // Przemysl Chemiczny. 2016. Vol. 95, Issue 2. P. 228-230.

7. Хрусталева Г.К., Медведева Г.А. Современные направления и способы экологически чистого использования углей в России и за рубежом // Разведка и охрана недр. 2006. № 11. С. 33-39.

8. Исламов С.Р., Степанов С.Г. Глубокая переработка угля: введение в проблему выбора технологии // Уголь. 2007. № 10. С. 55-58. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/102007.pdf (дата обращения: 15.05.2020).

9. Выполнение укрупненно-лабораторных и опытных испытаний технологии получения низкофосфористого спецкокса: отчет о НИР / ХМИ им. Ж. Абишева. Караганда, 2013. 46 с. Инв. № 0112РК00169.

10. Исследование физико-химических свойств термообработанного угля для получения бездымного топлива / С.В. Ким, В.А. Kим, О.А. Богоявленская и др. // Промышленность Казахстана. 2019. № 1. С. 73-75.

11. Способ получения бездымного бытового топлива из мелочи энергетических углей / С.В. Ким, О.А. Богоявленская, С.Х. Кударинов, В.В. Орлова, А.С. Орлов: Заявка на изобретение (патент) РК № 2019/0922.1; Заявл. 18.12.2019.

 

Иллюстрации

Рис. 1. Технологическая схема процесса получения бездымного брикетированного топлива с использованием термоокислительного коксования

Рис. 2. Схема основных узлов установки полукоксования энергетических углей: 1 – реторта; 2 – термопары; 3 – воздуховод; 4 – колосник; 5 – загрузочный люк; 6 – газоход; 7 – парообразователь; 8 – инжектор; 9 – водовод; 10 – дефлегматор; 11 – паропровод; 12 – свеча для утилизации газов; 13 – запорная арматура; 14 – регулятор температуры отходящих газов

 

Для цитирования

Получение брикетированного бездымного топлива из термообработанной мелочи энергетических углей / С.В. Ким, О.А. Богоявленская, С.Х. Кударинов и др. // Уголь. 2020. № 6. С. 41-45. DOI: 10.18796/0041-5790-2020-6-41-45.

 

Информация о статье

Поступила в редакцию: 10.01.2020

Одобрена рецензентами: 19.02.2020

Принята к публикации: 23.03.2020

 

РЕЦЕНЗИЯ

на статью: «Получение брикетированного бездымного топлива из термообработанной мелочи энергетических углей», авторы: Ким С.В., Богоявленская О.А., Кударинов С.Х., Орлова В.В., Орлов А.С.

 

Рецензент

Ахметов А.Б., канд. техн. наук, заведующий лабораторией металлургии стали Химико-металлургического института им. Ж. Абишева, г. Караганда, Республика Казахстан.

 

Представленная на рецензию статья посвящена вопросу переработки мелочи слабококсующихся энергетических углей в брикетированное бездымное топливо. Актуальность данной статьи не вызывает сомнения, поскольку значительные экологические проблемы и существенные финансовые потери из-за растущих накоплений угольной мелочи возникают практически во всех странах – лидерах в угледобывающей промышленности, таких как, Китай, США, Россия, Австралия и др. В ряде регионов основным топливом для отопления индивидуального жилья до сих пор остается неподготовленный каменный уголь. Широкое использование населением сырого угля негативно влияет на экологическую обстановку в регионах. Решением этой задачи может быть использование топлива, не выбрасывающего дым и копоть, т.е. бездымного топлива.

В статье приведены результаты исследований по разработке технологии получения бытового бездымного топлива с применением способа термоокислительного полукоксования для их предварительной термообработки перед прессованием. При этом затрагивается вопрос вовлечения в переработку мелочи слабококсующихся энергетических углей месторождений Казахстана. Предлагаемая технология позволит использовать, несмотря на высокое содержание летучих веществ и смолы, большинство региональных углей открытой добычи в качестве сырья для производства брикетированного топлива. Удаление в процессе термообработки большей части наиболее вредных токсичных соединений обеспечивает экологическую чистоту брикетированного топлива в сфере потребления, т.е. при сжигании в бытовых топочных устройствах.

Авторами подробно описан способ предварительной термообработки углей путем термоокислительного коксования в аппарате периодического действия – реторте. Представлена технологическая схема процесса брикетирования термообработанной мелочи энергетических углей – полукокса. Приведены результаты получения опытных образцов брикетирования бытового топлива, обладающих оптимальным для разжигания выходом летучих веществ, хорошей прочностью, высокой теплотой сгорания, а также длительным периодом бездымного сгорания в топочном устройстве.

Использование термоокислительного коксования в ретортах составляет конкуренцию известным методам получения брикетированного топлива из ископаемых материалов и свидетельствует о перспективности и актуальности разрабатываемой технологии.

Научная статья «Получение брикетированного бездымного топлива из термообработанной мелочи энергетических углей» написана по теме «Разработка технологии производства бездымного топлива и создание экспериментальной установки коксования угля» в рамках программно-целевого финансирования и соответствует требованиям, предъявляемым к работам такого рода. Данная статья может быть рекомендована к публикации в журнале «Уголь».

 

Свежий выпуск
Партнеры