Методика безперервного виготовлення дисперсного альтернативного палива з відходів видобутку бурого вугілля

Скорочення запасів нафти і газу призводить до необхідності переходу на тверді горючі копалини: сланці, буре та кам'яне вугілля. Основним напрямком використання бурого вугілля є його застосування як палива на теплоелектростанціях, промислових підприємствах і малих котельнях.

На відміну від рідкого і газоподібного палива, вугілля має високу зольність і вологість. Для його підготовки до спалювання потрібні додаткові витрати, пов'язані з сушінням і подрібненням. Це дорогий, енергоємний і вибухонебезпечний технологічний процес. Обладнання для сушіння і дроблення займає великі площі, має високу метало- та енергоємність. Крім того, буре вугілля містить до 3% сірки і 1,5...2% азоту. При його спалюванні утворюються оксиди і діоксиди сірки та азоту, що негативно впливає на навколишнє середовище.

Таким чином, на сьогодні розвиток теплоенергетики в сучасних умовах вимагає високоякісного палива з низьким вмістом сірки та азоту. Для цього було запропоновано обробляти буре вугілля в термовакуумних сушильних установках.

Розроблено унікальну методику сушіння бурого вугілля за допомогою термовакуумної сушильної установки, яка дозволяє:

Отримати порошок бурого вугілля з кінцевою вологістю 0,5%, подрібнений у фракції від 0,1 до 9 мкм.

Конгломерати в отриманому порошку відсутні (див. Рис. 1).


а)		б)

Рисунок 1 – Висушений і подрібнений порошок бурого вугілля, отриманий у термовакуумній сушильній установці. Скануюча електронна мікроскопія з збільшенням ×500 (а) та ×1000 (б)

Результати обробки бурого вугілля наведені в таблиці 1 у порівнянні з даними обробки вугілля антрацит.

Таблиця 1 - Параметри сушіння вугілля

Вугілля	Температура нагрівача	Температура висушеного вугілля	Початкова вологість	Кінцева вологість	Час сушіння
Буре	250 °С	80 °C	14,88 %	0,51 %	12 сек
Антрацит	250 °С	80 °C	12,25 %	0,57 %	12 сек

Дослідження хімічного складу зразків висушеного бурого вугілля

З метою визначення вмісту в висушеному бурому вугіллі екологічно шкідливої сірки та азоту виконано аналіз хімічного складу зразків за допомогою рентгенівської фотоелектронної спектроскопії (див. Рис. 2).

Рисунок 2 – Спектр РФС зразків висушеного бурого вугілля

Спектр на рисунку 2 демонструє чіткі піки лінії C^1s матриці вуглецю і помітний кисневий пік O^1s поверхневого оксиду та води. Лінія індію зумовлена підкладкою з цього матеріалу, в яку був запресований порошок вугілля.

Ліній сірки S^2p і азоту N^1s у спектрах не виявлено. Це свідчить, що їх вміст менший, ніж поріг виявлення аналітичного РФС-спектрометра (менше 1 %).

Подальший кількісний аналіз підтвердив, що вміст сірки у висушеному бурому вугіллі знизився з 3,2 % до менше ніж 0,6 %, а кількість азоту — з 1,7 % до величини, меншої ніж 0,2 %. Таким чином, термовакуумний метод обробки знижує вміст сірки у бурому вугіллі у 4,6 раза, а азоту — у 8,5 раза.