Методика непрерывного изготовления дисперсного альтернативного топлива из отходов добычи бурого угля :: НПК ВИЭРТ

Методика непрерывного изготовления дисперсного альтернативного топлива из отходов добычи бурого угля

Сокращение запасов нефти и газа приводит к необходимости перехода на твердые горючие ископаемые: сланцы, бурый каменный уголь. Основным направлением применения бурого угля является его использование в качестве топлива на теплоэлектростанциях, промышленных предприятиях и малых котельных.

В отличие от жидкого и газообразного топлива уголь имеет высокую зольность и влажность. Для его подготовки к сжиганию нужны дополнительные затраты, связанные с сушкой и измельчением. Это дорогой, энергоемкий и взрывоопасный технологический процесс. Оборудование для сушки и дробления занимает большие площади, имеет высокую метало- и энергоемкость. Кроме того, бурый уголь, содержит до 3% серы и 1.5...2% азота. При его сжигании образуются оксиды и диоксиды серы и азота, что пагубно влияет на окружающую среду.

Таким образом, в настоящее время развитие теплоэнергетики в современных условиях требует высококачественного топлива с низким содержанием серы и азота. Для этого было предложено обрабатывать бурый уголь в термовакуумных сушильных установках.

Разработана уникальная методика сушки бурого угля с помощью термовакуумной сушильной установки, которая позволяет:

Получить порошок бурого угля с конечной влажностью 0.5%, измельченный во фракции от 0.1 до 9 мкм.

Конгломераты в полученном порошке отсутствуют (см. Рис. 1).


а)		б)

Рисунок 1 – Высушенный и измельченный порошок бурого угля полученный в термовакуумной сушильной установке. Сканирующая электронная микроскопия с увеличением ×500 (а) и ×1000 (б)

Результаты обработки бурого угля приведены в таблице 1 в сравнении с данными обработки угля антрацит.

Таблица 1 - Параметры сушки угля

Уголь	Температура нагревателя	Температура высушенного угля	Начальная влажность	Конечная влажность	Время сушки
Бурый	250 °С	80 °C	14.88 %	0.51 %	12 сек
Антрацит	250 °С	80 °C	12.25 %	0.57 %	12 сек

Исследование химического состава образцов высушенного бурого угля

С целью определения содержания в высушенном буром угле экологически вредной серы и азота выполнен анализ химического состава образцов с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (см. Рис. 2).

Рисунок 2 – Спектр РФС образцов высушенного бурого угля

Спектр на рисунке 2 демонстрирует четкие пики линии С^1s матрицы углерода и заметный кислородный пик O^1s поверхностного окисла и воды. Линия индия обусловлена подкладкой из этого материала, в которую был запрессован порошок угля.

Линий серы S^2p и азота N^1s в спектрах не выявлено. Это свидетельствует, что их содержание меньше, чем порог выявления аналитического РФС-спектрометра (менее 1 %).

Дальнейший количественный анализ подтвердил, что содержание серы в высушенном буром угле снизилось с 3,2 % до менее чем 0,6 %, а количество содержания азота - с 1,7 % до величины, меньшей чем 0,2 %. Таким образом, термовакуумный метод обработки снижает содержание серы в буром угле в 4,6 раза, а азота – в 8,5 раз.