Комплексная СВЧ-переработка высокозольного бурого угля для нужд энергетической и металлургической отраслей
Full article
| Journal |
Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов (Известия Томского политехнического университета до 2015 г.)
ISSN: 2500-1019
, E-ISSN: 2413-1830
|
| Output data |
Year: 2024,
Volume: 35,
Number: 1,
Pages: 57-68
Pages count
: 12
DOI:
10.18799/24131830/2024/1/4313
|
| Tags |
Низкосортный уголь, высокозольное топливо, Таловское месторождение бурого угля, СВЧпиролиз, углеродистый остаток, генераторный газ, углеродный восстановитель |
| Authors |
Табакаев Р.Б.
1,2
,
Пономарев К.О.
1
,
Калинич И.К.
2
,
Гайдабрус М.А.
1
,
Шулаев Н.А.
1
,
Елецкий П.М.
3
|
| Affiliations |
| 1 |
Тюменский государственный университет, Россия, г. Тюмень
|
| 2 |
Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Россия, г. Томск
|
| 3 |
Институт катализа СО PAH, Россия, г. Новосибирск
|
|
Funding (2)
|
1
|
Russian Science Foundation
|
22-19-00410 (122080300093-0)
|
|
2
|
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation
|
FWUR-2024-0038
|
Актуальность исследования обусловлена потребностью Томской области в ценных энергетических ресурсах, получаемых из местных низкосортных ресурсов, для разработки имеющихся в регионе железорудных месторождений и покрытия энергетических нужд.
Цель: исследование газообразных и твердых продуктов, получаемых из низкосортного бурого угля Томской области (Таловское месторождение) в условиях СВЧ-пиролиза, применительно к использованию в энергетической и металлургических отраслях.
Объекты: бурый уголь Таловского месторождения (Томская область).
Методы: аттестованные методики ГОСТ для определения теплотехнических характеристик и элементного состава органической и минеральной частей угля, метод «передачи–отражения» для измерения мнимой (ε'') и действительной (ε') составляющих комплексной диэлектрической проницаемости, физический эксперимент, газовый анализ, метод Брунауэра–Эммета–Теллера для измерения текстурных характеристик.
Результаты. Бурый уголь Таловского месторождения имеет высокие значения влажности и зольности на рабочее состояние, что обуславливает низкое значение его теплоты сгорания. Такие характеристики позволяют отнести уголь к низкосортному топливу, что указывает на нецелесообразность его применения в качестве сырья для энергетической и металлургической отраслей. Термическая переработка посредством СВЧ-пиролиза позволяет получить из низкосортного таловского угля высококалорийное (теплота сгорания свыше 21 МДж/м3) и экологичное (доля водорода более 29 %) газообразное топливо. Образующийся при этом твердый углеродный остаток имеет зольность свыше 48 %, что явилось причиной проведения его химической обработки в растворе HF и HCl. В результате обработки твердого углеродистого остатка значение его зольности снизилось более чем на 38 %, содержание серы – более чем в 1,5 раза. Полученный продукт по своим характеристикам соответствует используемым на данный момент углеродным продуктам – полукоксу, коксу и углеродному восстановителю для ферросплавного производства.