Дослідження і удосконалення технології первинної переробки і грудкування бурого вугілля
Воробйов А.П., Білецький В.С.
Воробйов А.П., Білецький В.С.
Буре вугілля займає важливе місце в паливно-енергетичному балансі України – його частка складає 6,6%. В нашій країні зосереджено 3,5% світових запасів бурого вугілля. Водночас воно має ряд специфічних властивостей, які перешкоджають його масштабному використанню: висока вологість і гігроскопічність, висока реактивна здатність до кисню, дещо занижена теплота згоряння. Ці характеристики обумовлюють неможливість його тривалого зберігання, перевезення на великі відстані, велику імовірність самозаймання.
Мета роботи: розглянути способи первинної переробки і облагоро-дження бурого вугілля для його подальшого транспортування, зберігання і ефективного використання – зрідження, газифікації, піролізу тощо.
Традиційний спосіб переробки – брикетування видобутого бурого вугілля, який включає його підготовку по крупності і вологості, та пресування вугілля без зв’язуючого.
Гідрогенізація бурого вугілля–процес прямої переробки вугілля в синтетичні палива рідкого і газоподібного агрегатних станів, що відбувається при високому тиску і відносно високій температурі. Підготовка бурого вугілля включає подрібнення, сушку, приготування пасти вугілля-гідрогенізат.
Піроліз – розкладання бурого вугілля при нагріванні без доступу повітря, з одержанням облагороджених вуглецевих твердих матеріалів, рідких і газоподібних продуктів. Перед піролізом вугілля подрібнюють, а при необхідності зневоднюють.
Газифікують грудкове (>3мм), дрібнодисперсне (1-3мм) і тонкодисперсне (<0,1мм) буре вугілля. Відповідно підготовка вугілля до газифікації включає дроблення і (або) подрібнення.
Зауважимо, що подрібнення бурого вугілля супроводжується його механохімічною активацією – зміною фізико-хімічних властивостей вугілля в процесі тонкого подрібнення. Подрібнення бурого вугілля веде до утворення функціональних груп на свіжовідкритій поверхні. Це впливає на піроліз, газифікацію, зрідження бурого вугілля, а також на кількісний вихід і якісний склад функціональних груп готових продуктів.
Актуальним є питання переробки і облагородження бурого вугілля при його гідротранспортуванні. Існує дві принципово різні технології гідравлічного транспортування вугілля. Перша технологія – транспортування у гідросумішах масовою концентрацією С=50% з подальшим зневодненням на приймальному терміналі. Ця технологія для бурого вугілля може мати місце тільки у випадку його попередньої обробки, наприклад, агломерацією гідрофобними реагентами. Друга технологія гідравлічного транспортування вугілля – у вигляді висококон-центрованих водо-вугільних суспензій (ВВВС).
Негативні властивості бурого вугілля які створюють проблеми при його гідротранспортуванні – дезінтеграція і розмокання, негативно впливають на текучість водовугільних суспензій та ускладнюють процес зневоднення на приймальному терміналі.
Таким чином є необхідність в розробці такої технології первинної пе-реробки і грудкування бурого вугілля, яка б враховувала специфічні властивості вихідного бурого вугілля, умови процесу гідравлічного транспортування вугілля і вимоги до характеристик вугільної сировини подальших операцій по його переробці – піролізу, спалювання, зрідження, брикетування, зневоднення. Рішенням цієї проблеми може стати технологія обробки вугілля масляними реагентами – масляна агрегація.
Селективна масляна агрегація вугілля поєднує сукупність процесів структурування тонкої полідисперсної вугільної фази у водному середовищі за допомогою масляних реагентів. В основі процесів селективної масляної агрегації вугілля лежить механізм адгезійної взаємодії олеофільної вугільної поверхні маслами, в результаті якого досягається її селективне змочування і агрегатування в турбулентному потоці води. Гідрофільні часточки, не змочувані маслом у структуру агрегатів не входять, що дозволяє виділяти їх у вигляді породної суспензії
Обробка бурого вугілля селективною масляною агрегацією усуває його дезінтеграцію і розмокання “консервуючи” органічну речовину у гідрофобних агрегатах, що легко зневоднюються механічними методами і є доброю сировиною для піролізу, брикетування, газифікації.