Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Качество углей Днепровско-Буроугольного бассейна

11.04.2020

Средние качественные показатели и технологические свойства углей различных месторождений Днепровского бассейна сходны между собой и поэтому характеристика их качества по отдельным районам не приводится.

По степени метаморфизма угли бассейна относятся к бурым, по генетическим признакам они разделяются на два класса: гумитовые, в составе которых преобладают остатки древесной растительности, и гумито-липтобиолитовые, в состав которых в равном количестве с растительными остатками входят липоидные тела. В зависимости от структурных и текстурных признаков различают землистые угли, слагающиеся из мелких фрагментов различных частей растительных тканей, и плотные, слагающиеся из остудневших фрагментов растительных тканей. Кроме того, среди гумитов выделяется тип лигнитовых углей, состоящих из крупных фрагментов растительных остатков с макроскопически видимым древесным строением.

Главную массу исходного материала углей бассейна составляют гелифицированные стеблевые ткани, но иногда значительную роль играют также остатки листьев. Исходный материал не успел полностью утратить признаки клеточного строения. Поэтому основным углеобразующим компонентом углей бассейна является ксилоаттрит и отчасти слабофюзенизированные стеблевые ткани. Во всех типах углей бассейна в тех или иных количествах имеются липоидные тела.

В качестве минеральных примесей в угли входят главным образом минералы группы глин, кварц, серный колчедан и гипс.

Цвет бурых углей изменяется от желто-бурого до черного, цвет черты — от бурого до желто-коричневого. Блеск матовый, излом землистый, реже раковистый, твердость 1—2. Удельный вес в зависимости от зольности и состава золы колеблется от 1,10 до 1,90 и в среднем составляет 1,40—1,50. Объемный вес изменяется от 0,73 до 1,43, в среднем 1,07.

Угли бассейна содержат большое количество влаги, изменяющееся от 43 до 62% на рабочее топливо. В среднем содержание влаги в углях составляет 55—57%. Зольность углей колеблется в широких пределах — от 8 до 40—42%. Наименее зольными (Ас=11—17%) являются угли Морозовского и Синельниковского месторождений, наиболее зольными (Ас=29—32%) — Золотаревского и Ореховского. В большинстве случаев встречаются угли с зольностью 14—28%. Угли нижних пачек имеют обычно меньшую зольность. Так, например, зольность углей нижней пачки Байдаковского участка 10—15%, а углей верхней пачки 30—46%.

Данные о зольности углей основных разрабатываемых месторождений и участков приводятся в табл. 348.
Качество углей Днепровско-Буроугольного бассейна

В состав золы входят следующие элементы: кремнезем (3,8— 66,9%), глинозем (1,1—32,0%), окись железа (2,4—29,6%), окись кальция (1,9—35,4%), окись магния (следы — 8,2%), щелочные металлы (от следов до долей процента), сернистый ангидрит (1,9—44,5%)), фосфор (следы 0,016%)). Температура начала жидкоплавкого состояния золы в полувосстановительной газовой среде изменяется от 1130 до 1500° и выше. Исследованиями установлено, что зола углей ряда месторождений может применяться в виде добавки при изготовлении портландцемента и известково-зольного цемента.

Сера в бурых углях бассейна встречается в трех видах: сульфидная, сульфатная, органическая. Органическая сера преобладает (около 70% от общего количества серы). Угли большинства месторождений относятся к многосернистым. Содержание общей серы в углях (на сухое топливо) в среднем составляет 3,5—4,0%.

Преобладающий выход летучих (Vг) 58—65%). Теплота сгорания на горячую массу (Qбг) колеблется от 3200 до 7880 ккал/кг, наиболее высокая характерна для Балаховского и Ореховского месторождений, преобладающая по действующим разрезам приведена в табл. 349.

Средний элементарный состав угля по бассейну и действующим разрезам приведен в табл. 350.

Для характеристики товарного угля приводятся данные по Юрковскому и Александрийскому месторождениям (табл. 351).

Таким образом, угли, добываемые в бассейне, характеризуются высокой влажностью, а также повышенной зольностью и сернистостъю. В естественном состоянии это низкосортное нетранспортабельное топливо. Сжигание его в натуральном виде в слоевых топках связано с потерями угля вследствие провала его через колосники и химической неполнотой сгорания. Сжигание с высоким тепловым эффектом требует специализированных топок.

Уголь, складированный на воздухе, имеющий высокую влажность в рабочем топливе, высушивается до воздушно-сухого состояния, становится хрупким, крошится и образует много мелочи. При хранении бурые угли окисляются и в отдельных случаях самовозгораются. Угли бассейна довольно трудно обогатимы. Известные методы обогащения каменных углей для обогащения рассматриваемых углей не пригодны.

Угли Днепровского бассейна в основной своей массе направляются на брикетирование. Брикетирование переводит угли в квалифицированное транспортабельное топливо с теплотой сгорания Qбг 6800—7150 ккал/кг. Процессу брикетирования предшествует сушка угля (до влажности 16—18%), в результате которой резко повышается теплота сгорания рабочего топлива.

Брикетирование осуществляется без связующих веществ на штемпельных прессах при соблюдении следующих технологических параметров: влажность высушенного угля (сушонки) 16—18%, удельное давление прессования 1000—1100 кг/см2, крупность сушонки 0—6 мм, температура ее 40—50°. Брикеты в основном используются на железнодорожном транспорте.

Интересна характеристика углей с точки зрения возможности химико-технологического использования.

Угли большинства месторождений имеют выход битумов свыше 8% и смол 10—18%. Выход полукокса при полукоксовании сравнительно невелик (55,4—65,5%), что объясняется высоким выходом смолы. Химические и физические свойства полукокса, полученного из углей различных месторождений, близки.

Выход газа равен 118—187 л/кг, или 15,2—23,2% от сухого угля. Газ содержит до 17,2% окиси углерода, до 18,7% водорода и до 25,5% метана. Высшая теплота сгорания его достигает 3800 кал/м3, составляя в среднем около 3000 кал/м3. Содержание непредельных углеводородов до 2,6%. При очистке газа возможно получение серы высокой чистоты.

Подсмольная вода, получаемая при полукоксовании, содержит летучий и связанный аммиак (до 5,72 г/л), сероводород (до 1,74 г/л), углекислоту (до 4,8 г/л) и фенолы (до 13,9 г/л). Аммиак и фенолы являются ценными продуктами. Удаление их из подсмольной воды одновременно уменьшит ее токсичность, что имеет большое значение при спуске сточных вод в реки или водоемы.

Выход смолы полукоксования составляет 10,6—15,8% от количества сухого угля. Физические и химические свойства смолы полукоксования углей различных месторождений довольно близки. При комнатной температуре смола представляет собой вазелиноподобную массу черного цвета с буровато-зеленоватым отливом и резким характерным запахом, переходящую при повышении температуры в густую малоподвижную жидкость. С водой смола образует очень стойкие эмульсии, не разделяющиеся при стоянии и даже при нагревании до 80°. Стойкость этих эмульсий можно объяснить как близостью удельных весов смолы и воды, так и присутствием в смоле угольной пыли. Молекулярный вес смолы, определенный криоскопическим методом, равен 295—305. Смола содержит 10—12% асфальтенов.

Выход «легких» фракций (выкипающих до 300°) доходит до 63,7%, составляя в среднем приблизительно 50%.

Кроме полукоксования как основного метода термической переработки бурых углей, перспективным методом является также газификация их и, в частности, газификация под давлением на парокислородном дутье. В этом случае наряду с основным целевым продуктом — газом — получают смолу и подсмольную воду, которые перерабатываются как и при полукоксовании бурых углей. Полное использование этих продуктов существенно улучшает экономику газификации бурых углей.

Изучением процесса извлечения монтан-восков из углей Днепровского бассейна и очистки их занимался ряд исследователей. Экстрагирование во всех случаях производилось дихлорэтаном, который применялся и для обессмоливания. Выход обессмоленного воска составлял в среднем 50% от количества сырого битума, рафинированного воска — около 80% от обессмоленного, или около 40% от сырого битума. Рафинированный воск кремового цвета с зеленоватым оттенком. Температура капли падения его (86—88°) не отличается от температуры капли падения сырого битума.

На базе углей Семеновского участка Александрийского месторождения построен завод горного воска; на Байдаковской брикетной фабрике имеется цех горного воска и здесь же смонтирована опытная установка для полукоксования.

Основным потребителем украинских буроугольных брикетов является железнодорожный транспорт.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: