Изыскания эффективных и экологически приемлемых методов переработки соленых углей ведутся в двух принципиально разных направлениях, первое предполагает разработку новых способов прямого использования соленых углей без удаления натрий и хлорсодержащих примесей, второе предусматривает предварительное обессоливание с последующим использованием кондиционного продукта в топках. Рассмотрим каждое из указанных направлений (рисунок 1).
Рисунок 1.Современные технические решения переработки соленых углей.
В Германии и Англии апробировано сжигание предварительно разубоженного соленого угля, при этом в него добавляли глину.[1,2] Такое решение является одним из наиболее простых, однако значительное уменьшение теплотворной способности угля существенно снижает технико-экономические показатели процесса вплоть до его невыгодности.
Некоторые технические решения [3]предусматривают специальные добавки к соленым углям (силикаты щелочных металлов, кремниевые кислоты, кварц, оксид магния, верулит), которые нейтрализуют негативное воздействие щелочных солей при их сжигании. Опыты показали эффективность этого приема[4], однако применение добавок ухудшает технологические показатели процесса сжигания, путь считается неэкономичным.
Ряд решений направлен на разработку новых рациональных технических средств и способов сжигания соленых углей. Так А.Лисснер предложил сжигать эти угли в специальных слоевых топках с обратной подачей дымового газа и введением в него водяного пара. Однако, этот метод приемлем только для котлов малой производительности.
В Германии осуществлена попытка создания топок хлоридного горения, которые предполагают сжигание топлива при пониженной температуре и максимально быстрое снижение температуры дымовых газов, что в комплексе должно снизить шлакование рабочих поверхностей. Однако, испытания таких топок не дали удовлетворительных результатов.[5]
В Германии выполнены исследовательские работы по полукоксованию соленых углей. Установлено, что при переработке соленого угля месторождения Мерсебург-Восток около 50% оксида натрия и 60-80% хлора переходит в полукокс.
В США, Украине и Германии выполнены опыты по ожижению соленых углей. При гидрогенизации соленых углей существенных технологических осложнений на лабораторном этапе исследований не выявлено. Переработка соленых углей гидрогенизацией признана исследователями перспективным направлением.[6]
В США замечено, что при хранении соленого угля на открытом воздухе в течение 8 недель под влиянием природных факторов происходит его естественная отмывка от соли. Недостатком этого факта являются: сезонный характер; зависимость процесса обессоливания от количества выпавших осадков и, главное - активное заваливание грунтов в районе складирования соленого угля.
Ряд способов переработки соленых углей без операции обессоливания (технология газификации; прямого сжигания; комплексной переработки соленых углей) предложен также украинскими учеными.
Второе направление предусматривает предварительное обогащение угля по соли (обессоливание). Причем наибольшая часть предложенных решений основана на различных вариантах водной промывки угля, в частности, технологии Государственного института минеральных ресурсов Украины, НПО «Хаймек», Донецкого Государственного Технического Университета.[7]
ДонГТУ разработана технология обессоливания, основанная на сочетании процессов «водная промывка - масляная агломерация». Предложенная технология решает проблемы в области глубокого механического обезвоживания промытого угля и устраняет явление вторичного соленакопления.
Кроунголд Г. и др. разработал оригинальный метод обессоливания, основанный на ионном обмене. Он позволяет снизить содержание оксид натрия в золе соленого угля в 20 раз. Однако, в промышленности этот метод не нашел внедрения из-за дороговизны процесса.
Таким образом, приведенный обзор показывает, что проблема переработки соленых углей активно изучается учеными ряда стран и определенные успехи достигнуты как в области прямого их использования, так и в области обогащения по соли.
Список литератури
1. Lehman H. Zur Kenntnis des eozanen Salzkohlen// Bergbantechnik. - 1967. - №7. - P.350-355.
2. Hodges N.J., Lander W.R., Martin T.G. Clorene in Сoal: a Review of its Origin and Mode of Occurense.// J.Inst.Enegry. - 1983.№128. - P.158-169.
3. The Infiuense of Vineral Interactions upon the Behaviour during Combustion/ A.J. Botting, N.J. Hoges, D.G.Richards, F.O. Wood// Proc. Int. Conf. on Coal Sci.: - Tokio (Japan). - 1989 - Tom 1. - p.63-66.
4.Гоу М.Коррозионные действия примесей, содержащихся в топливе// Энергетика за рубежом. - M: 1965. - с.33.
5.Афанасенко Л.Я. Исследование характеристик и свойств засоленных углей Донбасса и их изменений при термической обработке. Авторефю дисю на соискание ученой степени канд. техн. наукю: 05.17.07/Харю политехню институт. - Харьков, 1990. - 20с.
6.Симонова В.В. Исследование состава, структуры и свойств соленых углей Западного Донбасса. Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. хим. наук: 05.17.07/ Донецк Ин-т Физ.-орг. хим. и углехим. НАН Украины. - Донецк, 1992. - 121 с.
7.Исследование характера распределения соединений щелочный металлов в Новомосковском месторождении и обогатимости углей по соли путем промывки: Отчет о НИР/ Институт минеральных ресурсов Украины, руковод. Пожидаев С.Д. - № у41-9/484 - Д. - Днепропетровск, 1980. - 73 с.