Том 335 № 1 (2024)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/1/4313

Комплексная СВЧ-переработка высокозольного бурого угля для нужд энергетической и металлургической отраслей

Актуальность исследования обусловлена потребностью Томской области в ценных энергетических ресурсах, получаемых из местных низкосортных ресурсов, для разработки имеющихся в регионе железорудных месторождений и покрытия энергетических нужд. Цель: исследование газообразных и твердых продуктов, получаемых из низкосортного бурого угля Томской области (Таловское месторождение) в условиях СВЧ-пиролиза, применительно к использованию в энергетической и металлургических отраслях. Объекты: бурый уголь Таловского месторождения (Томская область). Методы: аттестованные методики ГОСТ для определения теплотехнических характеристик и элементного состава органической и минеральной частей угля, метод «передачи–отражения» для измерения мнимой (ε'') и действительной (ε') составляющих комплексной диэлектрической проницаемости, физический эксперимент, газовый анализ, метод Брунауэра–Эммета–Теллера для измерения текстурных характеристик. Результаты. Бурый уголь Таловского месторождения имеет высокие значения влажности и зольности на рабочее состояние, что обуславливает низкое значение его теплоты сгорания. Такие характеристики позволяют отнести уголь к низкосортному топливу, что указывает на нецелесообразность его применения в качестве сырья для энергетической и металлургической отраслей. Термическая переработка посредством СВЧ-пиролиза позволяет получить из низкосортного таловского угля высококалорийное (теплота сгорания свыше 21 МДж/м3) и экологичное (доля водорода более 29 %) газообразное топливо. Образующийся при этом твердый углеродный остаток имеет зольность свыше 48 %, что явилось причиной проведения его химической обработки в растворе HF и HCl. В результате обработки твердого углеродистого остатка значение его зольности снизилось более чем на 38 %, содержание серы – более чем в 1,5 раза. Полученный продукт по своим характеристикам соответствует используемым на данный момент углеродным продуктам – полукоксу, коксу и углеродному восстановителю для ферросплавного производства.

Ключевые слова:

Низкосортный уголь, высокозольное топливо, Таловское месторождение бурого угля, СВЧ-пиролиз, углеродистый остаток, генераторный газ, углеродный восстановитель

Авторы:

Роман Борисович Табакаев

Константин Олегович Пономарев

Иван Константинович Калинич

Мария Андреевна Гайдабрус

Никита Анатольевич Шулаев

Петр Михайлович Елецкий

Скачать pdf